函数发生器焊接效果怎么写

Ⅰ 焊接工艺怎么写

主要写清楚 激光电源的焊接参数 辅助气体种类 吹气压力 水温 材料 等等就可以了

Ⅱ multisim中函数信号发生器怎么接

若单端输出，即中间端口接地，“+”和“-”两端分别输出信号的幅度（峰值）即内是函发面板的容设置值，但相位相反（即相差π）。

若由“+”和“-”两端输出（即“-”或“+”一端接地，另一端输出），则输出信号的幅度（峰值）是函发面板的设置值2倍。

信号发生器的正输入端接C5输入口，负输入端接GND,示波器A相正输入接信号发生器输入端，示波器B相输入接U3输出口，示波器两个负是入口接GND。

(2)函数发生器焊接效果怎么写扩展阅读

Multism的上方工具栏最后一行可找到各类元器件，如电阻、放大器、电源等，右边工具栏可找到测量分析仪器，如万用表、示波器、函数信号发生器等。

Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从Design工具栏®Instruments工具栏，或用菜单命令（Simulation/ instrument）选用这11种仪表，如下图所示。在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。

Ⅲ 函数信号发生器课程设计

方案三：用单片集成函数发生器5G8038

可行性分析：
上面三种方案中，方案一与方案二中三角波——正弦波部分原理虽然不一样，但是他们有共通的地方就是都要认为地搭建波形变换的电路图。而方案三采用集成芯片使得电路大大简化，但是由于实验室条件和成本的限制，我们首先抛弃的是第三种方案，因为它是牺牲了成本来换取的方便。其次是对方案一与方案二的比较，方案一中用的是电容和电阻运放和三极管等电器原件，方案二是用的二极管、电阻、三极管、运放等电器原件，所以从简单而且便于购买的前提出发我们选择方案一为我们最终的设计方案。
1.4参数的确定
1、 从电路的设计过程来看电路分为三部分：①正弦波部分②方波部分③三角波部分
2、 正弦波部分
由于我们选取差分放大电路对三角波——正弦波
进行变换，首先要完成的工作是选定三极管，我
们现在选择KSP2222A型的三极管，其静态曲线图
像如右图所示。

根据KSP2222A的静态特性曲线，选取静态
工作区的中心

由直流通路有：
20 k

k

因为静态工作点已经确定，所以静态电流变成已知。根据KVL方程可计算出镜像电流源中各个电阻值的大小：
可得

3、 方波部分与三角波部分参数的确定
根据性能指标可知

由 ,可见f与c成正比，若要得到1Hz~10Hz，C为10 。10Hz~100Hz,C为1 。
则 =7.5k ~75k ，则 =5.1k
则 =2.4k 或者 =69.9 k
∴ 取100 k
∵
由输出的三角形幅值与输出方波的幅值分别为5v和14v，有
=
∴ =10k
则 ≈47 k ， =20 k
根据方波的上升时间为两毫秒，查询运算放大器的速度，可以选择74141型号的运放。
由此可得调整电阻：

七、实务图的焊接和调试
1、按照方案一的电路图焊接好电路板。
2、调试前，将电路板接入±12伏电压，地线与电源处公共地线连接.
（1）频率范围:
为便于测量,将电路板上的方波信号接入示波器,并合上C1=10

Ⅳ 函数发生器基本原理

课程设计报告

西南大学计算机与信息科学学院

函数发生器的设计

摘要

函数信号发生器是一种能能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。现在我们通过对函数信号发生器的原理以及构成设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的简易发生器。我们通过对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济、最方便、最优化的设计策略。按照设计的方案选择具体的原件，焊接出具体的实物图，并在实验室对焊接好的实物图进行调试，观察效果并与课题要求的性能指标作对比。最后分析出现误差的原因以及影响因素。

关键字：方案确定、参数计算、调试、误差分析。

1.1问题的提出
设计一个函数发生器使得能够产生发波、三角波、正弦波。
1、 主要技术指标
频率范围 10Hz~100Hz，100Hz~1000Hz，1kHz~10kHz

频率控制方式 通过改变RC时间常数手控信号频率
通过改变控制电压Uc实现压控频率VCF

输出电压 正弦波Upp≈3 V 幅度连续可调;
三角波Upp≈5 V 幅度连续可调;
方波Upp≈14 V 幅度连续可调.

波形特性 方波上升时间小于2s；
三角波非线性失真小于1%；
正弦波谐波失真小于3%。
2、 设计要求
（1） 根据技术指标要求及实验室条件自选方案设计出原理电路图，分析工作原理，计算元件参数。
（2） 列出所有元、器件清单报实验室备件。
（3） 安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。
（4） 记录实验结果。

1.2基本原理
1、 函数发生器的组成
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题介绍方波、三角波、正弦波函数发生器的方法。

1.3提出解决问题的方案及选取
1、三角波变换成正弦波
由运算放大器单路及分立元件构成，方波——三角波——正弦波函数发生器电路组成如图1所示，由于技术难点在三角波到正弦波的变换，故以下将详细介绍三角波到正弦波的变换。

图1
（1） 利用差分放大电路实现三角波——正弦波的变换
波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性，波形变换过程如图2所示。由图可以看出，传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好;三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。
㎝
图2
方案一：用差分放大电路实现三角波到正弦波以及集成运放组成的电路实现函数发生器

（2） 用二极管折线近似电路实现三角波——正弦波的变换

二极管折线近似电路 图3
根据二极管折线近似电路实现三角波——正弦波的变换的原理图，可得其输入、输出特性曲线如入3所示。
频率调节部分设计时，可先按三个频率段给定三个电容值：1000pF、0.01Μf、0.1μF然后再计算R的大小。手控与压控部分线路要求更换方便。为满足对方波前后沿时间的要求，以及正弦波最高工作频率（10kHz）的要求，在积分器、比较器、正弦波转换器和输出级中应选用Sr值较大的运放（如LF353）。为保证正弦波有较小的失真度，应正确计算二极管网络的电阻参数，并注意调节输出三角波的幅度和对称度。输入波形中不能含有直流成分。

方案二：用二极管折线近似电路以及集成运放组成的电路实现函数发生器
（3）图是由μA741和5G8038组成的精密压控震荡器，当8脚与一连续可调的直流电压相连时，输出频率亦连续可调。当此电压为最小值（近似为0）时。输出频率最低，当电压为最大值时，输出频率最高；5G8038控制电压有效作用范围是0—3V。由于5G8038本身的线性度仅在扫描频率范围10：1时为0.2%，更大范围（如1000：1）时线性度随之变坏，所以控制电压经μA741后再送入5G8038的8脚，这样会有效地改善压控线性度（优于1%）。若4、5脚的外接电阻相等且为R，此时输出频率可由下式决定：
f=0.3/RC4
设函数发生器最高工作频率为2kHz，定时电容C4可由上式求得。
电路中RP3是用来调整高频端波形的对称性，而RP2是用来调整低频端波形的对称性，调整RP3和RP2可以改善正弦波的失真。稳压管VDz是为了避免8脚上的负压过大而使5G8038工作失常设置的。

方案三：用单片集成函数发生器5G8038

可行性分析：
上面三种方案中，方案一与方案二中三角波——正弦波部分原理虽然不一样，但是他们有共通的地方就是都要认为地搭建波形变换的电路图。而方案三采用集成芯片使得电路大大简化，但是由于实验室条件和成本的限制，我们首先抛弃的是第三种方案，因为它是牺牲了成本来换取的方便。其次是对方案一与方案二的比较，方案一中用的是电容和电阻运放和三极管等电器原件，方案二是用的二极管、电阻、三极管、运放等电器原件，所以从简单而且便于购买的前提出发我们选择方案一为我们最终的设计方案。
1.4参数的确定
1、 从电路的设计过程来看电路分为三部分：①正弦波部分②方波部分③三角波部分
2、 正弦波部分
由于我们选取差分放大电路对三角波——正弦波
进行变换，首先要完成的工作是选定三极管，我
们现在选择KSP2222A型的三极管，其静态曲线图
像如右图所示。

根据KSP2222A的静态特性曲线，选取静态
工作区的中心

由直流通路有：
20 k

k

因为静态工作点已经确定，所以静态电流变成已知。根据KVL方程可计算出镜像电流源中各个电阻值的大小：
可得

3、 方波部分与三角波部分参数的确定
根据性能指标可知

由 ,可见f与c成正比，若要得到1Hz~10Hz，C为10 。10Hz~100Hz,C为1 。
则 =7.5k ~75k ，则 =5.1k
则 =2.4k 或者 =69.9 k
∴ 取100 k
∵
由输出的三角形幅值与输出方波的幅值分别为5v和14v，有
=
∴ =10k
则 ≈47 k ， =20 k
根据方波的上升时间为两毫秒，查询运算放大器的速度，可以选择74141型号的运放。
由此可得调整电阻：

七、实务图的焊接和调试
1、按照方案一的电路图焊接好电路板。
2、调试前，将电路板接入±12伏电压，地线与电源处公共地线连接.
（1）频率范围:
为便于测量,将电路板上的方波信号接入示波器,并合上C1=10µF的开关，断开C2=1uF的开关,然后调节RP2,并测出此时方波信号频率的变化范围;
断开C1的开关,合上C2的开关,按照同样的方法调节RP2并记录方波信号频率的变化范围,结果如下:

电容 频率
10µF 1Hz～30Hz
1uF 27.47～316Hz

以上频率并未完全到达要求的指标范围，经分析，原因在于：

通过对比，发现频率范围整体下移，这里可能存在两个原因，第一是反馈通道上的 存在磨损，使电阻值达不到计算的数值。第二是三角波运放上的反向端的电阻 也存在 一样的问题。

（2）输出电压：
① 方波：
电路板上方波信号接入示波器，调节RP1,测得方波峰峰Vpp=14V，可见所得值与性能指标中的一致。
② 三角波：
撤除方波信号并接入三角波信号，调节RP1, 测得三角波峰峰值Upp=5V也能达到课题的要求。

③ 正弦波：
将正弦波信号接入示波器，调节RP3和RP4,测得正弦波峰峰值Upp=2.8V.也基本上能到达课题要求。

3、波形特性测定:
① 方波上升时间:
将电路板上的方波信号接入示波器,,调节示波器上周期调节旋钮,直到能清楚观测到方波信号上升沿处的跃变,测得方波上升时间为:
tr=6.4µs
分析：上升时间达不到要求，这个可以用换运放类型来解决。通过改变运放的速度来改变其上升时间。
① 三角波非线形失真:
撤除方波信号,将电路板上三角波信号接入示波器通道1,测得此时的三角波信号参数如下:
频率: f=98.42Hz
峰峰值: Upp=5V
此时将实验台上函数发生器产生的三角波作为标准信号接入示波器的通道2,并调节其频率及峰峰值,使之与要测试的三角波信号参数一致(f=98.42Hz,Upp=5V).
在示波器上的双踪模式下比较,发现两通道的三角波完全重合,说明无非线形失真.
② 正弦波严重失真:
分析：由于调节平衡的滑动变阻器的一只引脚坏掉了，我自己拿一根导线将其接好，所以导致电路的不对成性，使得静态工作点偏离原定的位置，故导致此结果。

1.5心得体会
通过对函数信号发生器的设计，我深刻认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。而且通过对此课程的设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我个人感觉调试部分是最难的，因为你理论计算的值在实际当中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察效果来改变参数的数值以期达到最好。而参数的调试是一个经验的积累过程，没有经验是不可能在短时间内将其完成的，而这个可能也是老师要求我们加以提高的一个重要方面吧！

Ⅳ multisim中函数发生器的问题

multisim中，函数发生器与待测设备连接时要注意以下情况：函数发生器有三个连版接端权子，+连接端、-连接端，中间为Common端子。当使用+和Common端子时，输出信号为正极性信号；当使用-和Common端子时，输出信号为负极性信号；当使用+和-端子时输出信号等于信号发生器的有效值的两倍。你的问题就出在使用了+和-作为输出端，所以示波器上Vp_p为4V。将两种连接方式效果做一遍如下：

可见连接方式不同，得到的显示值大不相同。

Ⅵ 自己在课上焊接的函数信号发生器 正弦波信号封顶可能是什么造成的

一段是平的说明工作在饱和段，一般可以提升电源电压，或降低末级的输入电平。
希望对你有所帮助。

Ⅶ 函数发生器工作原理

函数发生器袭工作原理
波形发生电路
这部分电路由MAX038函数发生器及频率、占空比控制电路组成，波形的选择、频率、占空比的调节都是由单片机来控制。
MAX038是一个产生从1Hz到大于20MHz的低失真正弦波、三角波、锯齿波或矩形（脉冲）波的高频波形发生器，它只要少量的外部元件。频率和占空比可以由调整电流、电压或电阻来独立控制。
单片机智能控制电路
该部分电路由单片机、面板按键输入、频率、幅度显示及其各种控制信号的输出及指示电路组成。其主要功能是：控制输出信号的波形，调节函数信号的频率，测量输出信号或外部输入信号的频率并显示，显示输出波形的幅度。
频率计数通道
该电路由宽带放大器及方波整形器组成，主要功能用于外测频率时对于信号的放大整形。
功率放大电路
获得一定功率的输出信号，且功放电路具有倒相特性。

Ⅷ 函数发生器的实现方法和各自的特点有那些

函数信号发抄生器，在模拟电子领域有很大的用途。总结起来，函数信号发生器的实现方法通常有以下几种：（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号，调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。（3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。鉴于此，美国美信公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。（4）利用专用直接数字合成ＤＤＳ芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率。但成本较高。

Ⅸ 要做个函数信号发生器，并写一篇论文

函数信号发生器的设计与制作
系别：电子工程系 专业：应用电子技术 届：07届 姓名：李贤春
摘 要
本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。
关键词 ICL8038，波形，原理图，常用接法
一、概述
在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
二、方案论证与比较
2.1·系统功能分析
本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案：
2.2·方案论证
方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。
方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率 相信都很难控制。
方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300KHz。
三、系统工作原理与分析
3.1、ICL8038的应用
ICL8038是精密波形产生与压控振荡器，其基本特性为：可同时产生和输出正弦波、三角波、锯齿波、方波与脉冲波等波形；改变外接电阻、电容值可改变，输出信号的频率范围可为0.001Hz～300KHz；正弦信号输出失真度为1%；三角波输出的线性度小于0.1%；占空比变化范围为2%～98%；外接电压可以调制或控制输出信号的频率和占空比（不对称度）；频率的温度稳定度（典型值）为120*10-6（ICL8038ACJD）～250*10-6（ICL8038CCPD）；对于电源，单电源（V+）：+10～+30V，双电源（+V）（V-）：±5V～±15V。图1-2是管脚排列图，图1-2是功能框图。8038采用DIP-14PIN封装，管脚功能如表1-1所示。
3.2、ICL8038内部框图介绍
函数发生器ICL8038的电路结构如图虚线框内所示（图1-1），共有五个组成部分。两个电流源的电流分别为IS1和IS2，且IS1=I，IS2=2I；两个电压比较器Ⅰ和Ⅱ的阈值电压分别为 和 ，它们的输入电压等于电容两端的电压uC，输出电压分别控制RS触发器的S端和 端；RS触发器的状态输出端Q和 用来控制开关S，实现对电容C的充、放电；充点电流Is1、Is2的大小由外接电阻决定。当Is1=Is2时，输出三角波，否则为矩尺波。两个缓冲放大器用于隔离波形发生电路和负载，使三角波和矩形波输出端的输出电阻足够低，以增强带负载能力；三角波变正弦波电路用于获得正弦波电压。
3.3、内部框图工作原理
★当给函数发生器ICL8038合闸通电时，电容C的电压为0V，根据电压比较器的电压传输特性，电压比较器Ⅰ和Ⅱ的输出电压均为低电平；因而RS触发器的 ，输出Q=0， ；
★使开关S断开，电流源IS1对电容充电，充电电流为
IS1=I
因充电电流是恒流，所以，电容上电压uC随时间的增长而线性上升。
★当上升为VCC/3时，电压比较器Ⅱ输出为高电平，此时RS触发器的 ，S=0时，Q和 保持原状态不变。
★一直到上升到2VCC/3时，使电压比较器Ⅰ的输出电压跃变为高电平，此时RS触发器的 时，Q=1时， ，导致开关S闭合，电容C开始放电，放电电流为IS2-IS1=I因放电电流是恒流，所以，电容上电压uC随时间的增长而线性下降。
起初，uC的下降虽然使RS触发的S端从高电平跃变为低电平，但 ，其输出不变。
★一直到uC下降到VCC/3时，使电压比较器Ⅱ的输出电压跃变为低电平，此时 ，Q=0， ，使得开关S断开，电容C又开始充电，重复上述过程，周而复始，电路产生了自激振荡。
由于充电电流与放电电流数值相等，因而电容上电压为三角波，Q和 为方波，经缓冲放大器输出。三角波电压通过三角波变正弦波电路输出正弦波电压。
结论：改变电容充放电电流，可以输出占空比可调的矩形波和锯齿波。但是，当输出不是方波时，输出也得不到正弦波了。
3.4、方案电路工作原理（见图1-7）
当外接电容C可由两个恒流源充电和放电，电压比较器Ⅰ、Ⅱ的阀值分别为总电源电压（指+Vcc、-VEE）的2/3和1/3。恒流源I2和I1的大小可通过外接电阻调节，但必须I2＞I1。当触发器的输出为低电平时，恒流源I2断开，恒流源I1给C充电，它的两端电压UC随时间线性上升，当达到电源电压的确2/3时，电压比较器I的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源I2接通，由于I2＞I1（设 I2=2I1），I2将加到C上进行反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压UC又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器Ⅱ输出电压便发生跳变，使触发器输出为方波，经反相缓冲器由引脚9输出方波信号。C上的电压UC，上升与下降时间相等（呈三角形），经电压跟随器从引脚3输出三角波信号。将三角波变为正弦波是经过一个非线性网络（正弦波变换器）而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波的两端变为平滑的正弦波，从2脚输出。
其中K1为输出频段选择波段开关，K2为输出信号选择开关，电位器W1为输出频率细调电位器，电位器W2调节方波占空比，电位器W3、W4调节正弦波的非线性失真。

图1-1

3.5、两个电压比较器的电压传输特性如图1-4所示。

图1-4
3.6、常用接法
如图（1-2）所示为ICL8038的引脚图，其中引脚8为频率调节（简称为调频）电压输入端，电路的振荡频率与调频电压成正比。引脚7输出调频偏置电压，数值是引脚7与电源+VCC之差，它可作为引脚8的输入电压。
如图（1-5）所示为ICL8038最常见的两种基本接法，矩形波输出端为集电极开路形式，需外接电阻RL至+VCC。在图(a)所示电路中，RA和RB可分别独立调整。在图(b)所示电路中，通过改变电位器RW滑动的位置来调整RA和RB的数值。

图1-5
当RA=RB时，各输出端的波形如下图(a)所示，矩形波的占空比为50％，因而为方波。当RA≠RB时，矩形波不再是方波，引脚2输出也就不再是正弦波了，图(b)所示为矩形波占空比是15%时各输出端的波形图。根据ICL8038内部电路和外接电阻可以推导出占空比的表达式为

故RA<2RB。
为了进一步减小正弦波的失真度，可采用如图（1-6）所示电路，电阻20K与电位器RW2用来确定8脚的直流电压V8，通常取V8≥2/3Vcc。V8越高，Ia、Ib越小，输出频率越低，反之亦然。RW2可调节的频率范围为20HZ20~KHZ。V8还可以由7脚提供固定电位，此时输出频率f0仅有Ra、Rb及10脚电容决定，Vcc采用双对电源供电时，输出波形的直流电平为零，采用单对电源供电时，输出波形的直流电平为Vcc/2。两个100kΩ的电位器和两个10kΩ电阻所组成的电路，调整它们可使正弦波失真度减小到0.5%。在RA和RB不变的情况下，调整RW2可使电路振荡频率最大值与最小值之比达到100:1。在引脚8与引脚6之间直接加输入电压调节振荡频率，最高频率与最低频率之差可达1000:1。
3.7、实际线路分析
可在输出增加一块LF35双运放，作为波形放大与阻抗变换，根据所选择的电路元器件值，本电路的输出频率范围约10HZ～20KHZ；幅度调节范围：正弦波为0～12V，三角波为0～20V，方波为0～24V。若要得到更高的频率，还可改变三档电容的值。

图1-6
表 1-1 ISL8038管脚功能
管 脚 符 号 功 能
1，12 SINADJ1，SINADJ2 正弦波波形调整端。通常SINADJ1开路或接直流电压，
SINADJ2接电阻REXT到V-，用以改善正弦波波形和减小失真。
2 SINOUT 正弦波输出
3 TRIOUT 三角波输出
4，5 DFADJ1，DFADJ2 输出信号重复频率和占空比（或波形不对称度）调节端。通常DFADJ1端接电阻RA到V+，DFADJ2端接RB到V+，改变阻值可调节频率和占空比。
6 V+ 正电源
7 FMBIAS 调频工作的直流偏置电压
8 FMIN 调频电压输入端
9 SQOUT 方波输出
10 C 外接电容到V-端，用以调节输出信号的频率与占空比
11 V- 负电源端或地
13，14 NC 空脚
四、制作印刷电路板
首先，按图制作印刷电路板，注意不能有断线和短接，然后，对照原理图和印刷电路板的元件而进行元件的焊接。可根据自己的习惯并遵循合理的原则，将面板上的元器件安排好，尽量使连接线长度减少，变压器远离输出端。再通电源进行调试，调整分立元件振荡电路放大元件的工作点，使之处于放大状态，并满足振幅起振条件。仔细检查反馈条件，使之满足正反馈条件，从而满足相位起振条件。
制作完成后，应对整机进行调试。先测量电源支流电压，确保无误后，插上集成快，装好连接线。可以用示波器观察波形发出的相应变化，幅度的大小和频率可以通过示波器读出 。
五、系统测试及误差分析
5.1、测试仪器
双踪示波器 YB4325(20MHz)、万用表。
5.2、测试数据
基本波形的频率测量结果
频率/KHz
正弦波 预置 0.01 0.02 2 20 50 100
实测 0.0095 0.0196 2.0003 20.0038 50.00096 100.193
方波 预置 0.01 0.02 2 20 50
实测 0.095 0.0197 1.0002 2.0004 20.0038
三角波 预置 0.01 0.02 1 2 20 100
实测 0.0095 0.0196 1.0002 2.0004 20.0038 100.0191
5.3、误差分析及改善措施
正弦波失真。调节R100K电位器RW4，可以将正弦波的失真减小到1%，若要求获得接近0.5%失真度的正弦波时，在6脚和11脚之间接两个100K电位器就可以了。
输出方波不对称，改变RW3阻值来调节频率与占空比，可获得占空比为50%的方波，电位器RW3与外接电容C一起决定了输出波形的频率，调节RW3可使波形对称。
没有振荡。是10脚与11脚短接了，断开就可以了
产生波形失真，有可能是电容管脚太长引起信号干扰，把管脚剪短就可以解决此问题。也有可能是因为2030功率太大发热导致波形失真，加装上散热片就可以了。
5.4、调试结果分析
输出正弦波不失真频率。由于后级运放上升速率的限制，高频正弦波（f>70KHz）产生失真。输出可实现0.2V步进，峰-峰值扩展至0～26V。

图1-2

图 1−7
六、结论
通过本篇论文的设计，使我们对ICL8038的工作原理有了本质的理解，掌握了ICL8038的引脚功能、工作波形等内部构造及其工作原理。利用ICL8038制作出来的函数发生器具有线路简单，调试方便，功能完备。可输出正弦波、方波、三角波，输出波形稳定清晰，信号质量好，精度高。系统输出频率范围较宽且经济实用。
七、参考文献
【1】谢自美《电子线路设计.实验.测试（第三版）》武汉：华中科技大学出版社。2000年7月
【2】杨帮文《新型集成器件家用电路》北京：电子工业出版社，2002.8
【3】第二届全国大学生电子设计竞赛组委会。全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编。北京：北京理工大学出版社，1997.
【4】李炎清《毕业论文写作与范例》厦门：厦门大学出版社。2006.10
【5】潭博学、苗江静《集成电路原理及应用》北京：电子工业出版社。2003.9
【6】陈梓城《家用电子电路设计与调试》北京：中国电力出版社。2006

Ⅹ 函数波形发生器的设计报告怎么写

波形发生器设计报告

一、 设计任务
设计制作一个波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、三角波和由用户编辑的
特定形状波形。

二、 设计要求

1. 基本要求
具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性的波形。
用键盘输入编辑生成上述三种波形（同周期）的线性组合波形，以及由基波及其谐波（
5次以下）线性组合的波形。
具有波形存储功能。
输出波形的频率为100Hz～20KHz（非正弦波频率按10次谐波计算）：重复频率可调，频
率步进间隔≤100Hz。
输出波形幅度范围0～5V（峰-峰值），可按步进0.1V（峰-峰值）调整。
具有显示输出波形的类型、重复频率（周期）和幅度的功能。

2.发挥部分
输出波形频率范围扩展至100Hz～200KHz。
用键盘或其他输入装置产生任意波形。
增加稳幅输出功能，当负载变化时，输出电压幅度变化不大于±3%（负载电压变化范围
：100Ω～∞）。
具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编辑的波形和设置。
可产生单次或多次（1000次以下）特定波形（如产生一个半周期三角波输出）。
其它（如增加频谱分析、失真度分析、频率扩展＞200KHz、扫频输出等功能）。

三、方案设计和论证：
根据题目的要求，我们一共提出了三种设计方案，分别介绍如下：

1、 方案一
采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率受控可变的正弦波
，可实现数控频率调整。通过D/A和5G353进行输出信号幅度的控制。输出信号的频率、
幅度参数由4x4位键盘输入，结果输出采用6位LED显示，用户设置信息的存储由24C01完
成。系统结构框图如图1所示。

2、 方案二
由2M晶振产生的信号，经8253分频后，产生100Hz的方波信号。由锁相环CD4046和8253进
行N分频，输出信号送入正弦波产生电路和三角波产生电路，其中正弦波采用查表方式产
生。计数器的输出作为地址信号，并将存储器2817的波形数据读出，送DAC0832进行D/A
转换，输出各种电压波形，并经过组合，可以得到各种波形。输出信号的幅度由0852进
行调节。系统显示界面采用16字x1行液晶，信号参数由4x4位键盘输入，用户设置信息的
存储由24C01完成。

3、 方案三
以4M石英晶振作为参考源，通过F374，F283以及LS164组成的精密相位累加器，通过高速
D/A变换器和ROM产生正弦波形，这个数字正弦波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模
拟信号波形。通过高速D/A产生数字正弦数字波形和三角数字波形，数字正弦波通过带通
滤波器后得到一个对应的模拟正弦波信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方
波时钟信号。通过相位累加器来实现多种波形的同相位输出，并可以连续地改变频率。
输出信号幅度由TLC7524进行数字控制。用户设置信息的存储由24C01完成。

以下为三种基本方案的具体电路实现：

方案一
单片压控函数发生器ICL8038产生频率为100Hz～20KHz的正弦波，其频率由DAC0832和5G
353进行控制。由于ICL8038自身的限制，输出频率稳定度只有10-3（RC振荡器）。而且
由于压控的非线性，频率步进的步长控制比较困难。输出信号的幅度数控由DAC0832和5
G353完成。幅度数码由单片机通过P0口输入。要求幅度数据为8位/ 100mV。用户设置信
息的存储由24C01完成。
微控制器由8051最小系统，键盘/显示接口芯片8279，16位键盘，6位LED数码显示器以及
相应译码、驱动电路及“自动扫描/手动设置”选择开关等组成。

方案二
基本信号产生：晶振频率为2M，经8253进行分频后，产生100HZ的方波信号，则分频比为
：
M=fALE/100=2X104
其中FALE=2M
一般石英晶体振荡器的频率稳定性优于10-5，故输出信号的频率稳定性指标得以保证。

频率合成：CD4046和8253组成的锁相环中，fo=100N 其中8253的定时器做4046的N分频，
则占空比电路的输入脉冲信号频率也是N。
利用可编程定时器/计数器8253的三个定时器，正好可以承担上述2x104分频和锁相环中
而个分频器的任务。其中定时器0分频比设为2x104，定时器2做锁相环N分频。利用8253
做分频器，应使其工作于方式3。
波形变换采用查表方式，把正弦波一个周期的波形按时间平均划分为100个点，各点的电
压数据放在存储器2817中，通过DA0832实时查询输出。
输出信号的幅度数控由DAC0832完成，幅度数码由单片机通过P1口输入，要求幅度数据为
8位/ 100mV。当输出幅度为3V时，DAC输入数值应为240。
微控制器系统由89C51最小系统，4x4位键盘输入，字符型液晶显示器以及相应的译码、
驱动电路构成。液晶显示采用菜单显示方式，显示直观，操作方便，人机界面非常友好
. 用户设置信息的存储由24C01完成

方案三
以4M石英晶振作为参考源，通过F273，F283以及LS164组成的精密相位累加器和数字信号
处理，通过高速D/A变换器DAC0800和2817 E2ROM产生正弦波形，三角波形和任意波形。

正弦信号频率计算：在相位累加器中，每来一个时钟脉冲，它的内容就更新一次。在每
次更新时，相位增量寄存器的相位增量M就加到相位累加器中的相位累加值上。假设相位
增量寄存器的M为00...01，相位累加器的初值为00...00。这时在每个时钟周期，相位累
加器都要加上00...01。本设计累加器位宽n是24位，相位累加器就需要224个时钟周期才
能恢复初值。
相位累加器的输出作为正弦查找表、三角波查找表和用户自定义波形查找表（均为
E2PROM2817）的查找地址。查找表中的每个地址代表一个周期的波形的一个相位点，每
个相位点对应一个量化振幅值。因此，这个查找表相当于一个相位／振幅变换器，它将
相位累加器的相位信息映射成数字振幅信息，这个数字振幅值就作为D/A变换器的输入。

设计n=24, M=1, 这个相应的输出信号频率等于时钟频率除以224。如果M=2，输出
频率就增加1倍。对于一个n-bit的相位累加器来说，就有2n个可能的相位点，相位增量
寄存器中控制字M就是在每个时钟周期被加到相位累加器上的值。假设时钟频率为fc，那
么输出信号的频率就为：
f0 = M*fc / 224
数字正弦波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。通过高速DAC产生数字正
弦数字波形和三角数字波形，数字正弦波通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波
信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。
输出信号的幅度数控由TLC7524数控衰减器完成，幅度数码由单片机通过总线寻址方式输
入，幅度为8位/100mV。当输出幅度为5V时，DAC输入值为400。
微控制器系统由89C52最小系统，4x4位键盘输入，字符型液晶显示器以及相应的译码、
驱动电路构成。液晶显示采用菜单显示方式，显示直观，操作方便，人机界面非常友好
。用户设置信息的存储由24C01完成

4、 方案比较
下面对三种方案的性能特点和实现的难易等作一些具体分析与比较。

1）方案一结构比较简单，但由于ICL8038自身的限制，采用了RC振荡器，故输出频率稳
定度只能达到10-3数量级。方案二采用石英晶体振荡器和数字锁相环技术，而一般石英
晶体振荡器的频率稳定性优于10-5，故输出信号的频率稳定性指标得以保证。方案三同
样采用石英晶体振荡器、精密的相位累加器，频率稳定性指标同样优于10-5。达到题目
的要求。

2）方案一由于压控振荡器F/V的线性范围有限，频率步进的步长控制比较困难，难以保
证1000倍的频率覆盖系数。方案二采用集成锁相环4046，配合8253很容易做到1000倍的
线性频率覆盖系数。方案三使用精密相位累加器和高速DAC，同样可以实现1000倍的线性
频率覆盖。

3）方案一的控制显示系统比较简单，六位LED的显示系统制作比较简单，但难以显示系
统输出信号的详细信息，使用时操作难度比较大，人机界面比较难懂。方案二和方案三
采用16字符x1行的液晶，菜单式操作方法，要求有比较高的硬件制作水平和软件编程技
术，但可以详细的显示波形，占空比，信号幅度等信息。人机界面友好，操作方便。而
且通过软件编程控制使系统输出信号的频率、波形预置变的非常简单。

4）方案一中，为获得1Hz的分辨率，必须采用高精度的DAC，不容易达到比较高的精度。
方案二中用单片机对8253可编程定时器进行控制，配合集成锁相环频率合成器4046可以
比较容易的提供1Hz分辨率。方案三采用精密相位累加器，具有相当好的频率分辨率，频
率的可控范围达0.25Hz
fc/2n=222/224=0.25Hz

5）方案一的ICL8038可以产生比较准确的波形。方案二通过实时查询输出正弦波，虽然
我们对每一个波形只采用了100个点，但在要求较高的场合，可以通过对每个波形取更多
个点的方法来提高波形精度。具有很好的升级扩展性能。方案三中E2PROM中存储了1024
个波形点，可以提供非常精确的波形。在200KHz的时候，仍然能够对每个波形提供8个点
，通过滤波器后，同样会具有良好的波形。

6）方案一和方案二的频率变换时间主要是它的反馈环处理时间和压控振荡器的响应时间
，通常大于1ms。而方案三的频率变换时间主要是数字处理延迟，通常为几十个ns。

7）方案一由于采用RC振荡器，不可避免具有比较大的相位噪声。方案二的相位噪声是它
的参考时钟—石英晶体振荡器—的噪声的两倍。而方案三由于数字正弦信号的相位与时
间成线形关系，整片电路输出的相位噪声比它的参考时钟源的相位噪声小。
从以上的方案比较可以看出，方案三结构比较复杂，但具有输出频率稳定性高、频率输
出线性度好、频率分辨率高、波形准确、频率变换时间小、相位噪声小、人机界面友好
，易于控制等优点，性能优良。是本次设计的理想设计方案。而相对来说，方案一结构
很简单，制作容易，但是输出信号有频率线性度差、频率稳定度低、频率分辨率低、频
率变换时间比较长，相位噪声大以及人机界面不友好等缺点。方案二电路也比较简单，
但在频率分辨率、频率变换时间、相位噪声等方面都比第三种方案差。总之，方案一和
方案二都具有各自的比较大的弱点，难以达到理想的设计要求。故不宜采用。
经过比较，我们决定采用方案三的电路设计进行制作。

四、电路设计与制作
系统总体结构如图3所示。下面就系统的各个功能模块的具体电路结构进行分析。

1、 相位累加器
这一部分电路是整个波形发生系统的核心，包括IC F374+F283+LS164。它由一个加法器
F283、三个8位相位寄存器F374（构成24位相位寄存器）和串行--并行地址转换LS164组
成。在相位累加器中，每来一个时钟脉冲，它的内容就更新一次。在每次更新时，相位
增量寄存器的相位增量M就加到相位累加器中的相位累加值上。假设相位增量寄存器的M
为00...01，相位累加器的初值为00...00。这时在每个时钟周期，相位累加器都要加上
00...01。本设计累加器位宽n是24位，相位累加器就需要224个时钟周期才能恢复初值。

2、 三种波形（正弦波、三角波和用户自定义波形）发生

相位累加器的输出作为正弦查找表、三角波查找表和用户自定义波形查找表（均为E2PR
OM2817）的查找地址。查找表中的每个地址代表一个周期的波形的一个相位点，每个相
位点对应一个量化振幅值。因此，这个查找表相当于一个相位／振幅变换器，它将相位
累加器的相位信息映射成数字振幅信息，这个数字振幅值就作为D/A变换器的输入。
设计n=24, M=1, 这个相应的输出信号频率等于时钟频率除以224。如果M=2，输出频率
就增加1倍。对于一个n-bit的相位累加器来说，就有2n个可能的相位点，相位增量寄存
器中控制字M就是在每个时钟周期被加到相位累加器上的值。假设时钟频率为fc，那么输
出信号的频率就为：
f0 = M*fc / 224
频率控制字计算：我们使用的是222Hz的晶振，有24位控制字，输入频率数值与输出频率
控制字的关系为
Kfo = 224/222*Kfi = 4Kfi
数字正弦波经过一个模拟滤波器后，得到最终的模拟信号波形。通过高速DAC产生数字正
弦数字波形和三角数字波形，数字正弦波通过带通滤波器后得到一个对应的模拟正弦波
信号，最后该模拟正弦波与一门限进行比较得到方波时钟信号。

3、 低通滤波电路
本设计采用NE5532制作二阶滤波器，因题目要求100Hz～200KHz的输出频率，故设计频率
截止上限在300KHz，保证足够的通频带并滤除杂波影响。

4、方波整型电路
为获得良好的波形效果，我们采用视频运放AD817作为比较器+74HC04整型以获得良好的
方波上升沿，并提供一组TTL电平信号输出,作为自己设计的附加功能，幅度为0~5V连续
可调。

5、数控衰减器
输出信号的幅度数控由TLC7524数控衰减器完成，幅度数码由单片机通过总线寻址方式输
入，幅度为8位/100mV。当输出幅度为5V时，DAC输入值为400。
幅度数值通过键盘输入，同步显示在液晶上，再由单片机通过P1口输入DAC0832，幅
度数据为8位/ 100mV。当输出幅度为5V时，DAC输入数值应为400。因为题目要求的最高
幅度为5V，所以当设置幅度时，一旦按下键盘5，液晶直接显示5.0V。

6、微控制器系统
该部分电路我们采用了单片机89C52，因为它价格便宜、容易购买而且自带8K Flash Ra
m，使用方便。键盘输入采用4x4位键盘，提供数字0~9共十个数字按键以及6个功能控制
键。液晶显示采用HD44780驱动，16字x1行字符型液晶屏显示。系统各功能的切换以及参
数设置均在液晶屏上有详细的显示，各功能切换使用菜单式。系统显示直观，操作方便
，人机界面非常友好。

7、用户设置信息存储
使用非易失E2PROM24C01保存用户的设置信息，具有掉电存储功能，可存储掉电前用户编
辑的波形和设置。

8、加法器
由AD817构成的加法电路，实现同周期的三种波形线性相加输出，输出为三种波形的组合
波形。

9、电源电路
根据本设计的供电需要，电源由3A的整流桥堆和3x7805提供三路+5V电压输出，7809和7
909构成±9V双电源输出。均提供电容滤波以消除纹波影响。

五、软件设计 （见下页图4）

六、系统调试

我们的硬件分为电源板、低通滤波板、单片机最小系统板、液晶显示板、DDS板和加法
器板共六个部分。制作时，我们采用各电路板依次制作，依次调试的方法。下面依次叙
述各电路板的制作过程。

电源板：根据题目的要求，波形发生器需要三路+5V电压和±9V电压。使用50W环型
3路7805提供稳定的+5V电压输出，7809和7909提供±9V电压。

DDS板：这一部分电路包括E2PROMF374、F283和LS164构成的相位累加器和正弦查找
表E2PROM、三角查找表E2PROM和用户自定义查找表E2PROM以及对应的高速D/A。
制作后，接通电源，在Hitich OSCILLCOPE V-1050F 100M示波器上观察正弦波和三角波
的输出波形，可以观察到波形有比较大的毛刺，并有较大的高频分量。通过键盘输入波
形的各种频率数值测试，均可在示波器上观察到比较好的波形。

低通滤波板：由AD817组成一个二阶滤波器。从DDS板输入正弦波，用V-1050F 100M
示波器观察输出波形，发现波形已经变的很平滑，毛刺和高频分量已经消失。达到了预
期效果。

单片机最小系统板：由89C52，锁存器74LS373，与非门74LS00构成，板上设置排线
跟其他电路板相连。把程序写入89C52，经过仿真测试，程序通过，各功能正常。

液晶显示板：由HD44780驱动电路和液晶屏构成。液晶屏采用字符型16x1字（每字8x5）
显示。经联结单片机最小系统板测试，显示功能正常。

加法器和数控衰减器板：这一部分电路由AD817加法器 、D/A TLC7524 、74LS245总线缓
冲、74LS138地址译码、74LS04反相器以及AD8032运放构成。完成正弦波、方波、三角波
和用户自定义波形的幅度控制以及正弦波、方波和三角波的线性组合输出。经联机测试
，幅度控制和波形组合输出正常。

2 调试方法和过程

采用分别调试各个单元模块,调通后再进行各单元电路联机统调的方法,提高调试效
率。

（1）软件部分调试
本机的软件主要功能是完成人机接口，因此编程的时候把界面的友好性放在首位，
采用主从菜单式的操作方法。由于对51系列单片机编程比较熟悉，在软件的仿真调试过
程中没有遇到太大的问题。各软件功能均正常实现。

（2）硬件部分调试
整个硬件调试过程基本顺利，由于采用了工艺精良的双面孔化PCB板，各单元电路工作稳
定，给调试工作带来很大的方便。

调试过程中出现的问题：

1） 在相位累加器调试过程中发现地址不正常现象。经查找资料，相位寄存器使用的是
F373，但由于F373是透明锁存器，直接导致地址出错。于是更换为LS374，问题解决。

2） 加法器调试时，示波器上发现方波信号出现过冲现象。查找资料发现AD8032是宽带
高速运放，尝试在反相输入端和输出端并上5.7pf的电容，问题解决。

3） 加法累加器调试时，发现正弦波毛刺比较大。用替换法检查，发现是因为地址寄存
器性能不稳，更换74LS164后，问题解决。

各单元调试通过以后，进行整机调试，调试结果显示，整个系统能够正常工作。

3 调试过程中使用的仪器设备
HITICH OSICLLCOPE V 1050F 100M 示波器
VICTOR VC－9806 数字万用表
中策 DF－1642信号发生器/频率计
南京伟福G-6D单片机仿真器
EMP-100编程器

七、系统指标测试

1、 测试仪器设备
HITICH OSICLLCOPE V 1050F 100M 示波器
VICTOR VC－9806 数字万用表
中策 DF－1642信号发生器/频率计

2、 测试方法及结果

1）正弦波100KHz测试
用键盘设置幅度为5V，通过示波器观察输出波形，计算得输出幅度值为5V。
正弦波1KHz测试
用键盘设置幅度为5V，通过示波器观察输出波形，计算得输出幅度值为5V。

2）方波1KHz测试
用键盘设置幅度为5V，通过示波器观察输出波形，计算得输出幅度值为5V。

3）三角波1KHz测试
用键盘设置幅度为5V，通过示波器观察输出波形，计算得输出幅度值为5V。

4）组合波形测试
用键盘设置功能为组合输出，设置三种波形幅度为正弦波1V、方波1V、三角波1.5V，用
示波器观察输出波形，波形正常。

4） 存储功能设置
关闭电源，等待一段时间，然后再打开电源，原来的设置均恢复。证明具有存储功能。

5） 频率步进间隔
用键盘设置频率步进，间隔为1Hz。

6） 输出电压测试
用键盘设置正弦波输出幅度值为5V，用示波器观察输出波形，计算得输出电压为5V。同
样设置三角波和方波输出幅度值为，计算得输出电压为5V。

7） 显示功能
输出信号的类型、频率、幅度以及功能选择均可在液晶显示屏上显示出来。显示功能正
常。

8） 频率范围扩展
用键盘设置正弦波频率为1Hz，在示波器上可观察到良好的波形。设置为250KHz，同样可
观察到良好的波形。再用键盘依次改变波形为三角波和方波，同样可观察到输出频率范
围为1Hz~250KHz。

3、 误差分析
系统输出信号频率误差跟晶振在同一个数量级，约为10-6。
系统输出信号幅度误差在1HZ和20KHz时正弦波有5%的误差。原因：滤波器通带问题。
波形在较低频率时有一定时针，原因：DDS板转换噪声。

八、系统改进措施
滤波器改用中心频率可调的带通滤波器。
各单元电路集中在同一块PCB板上制作。