信號發生器課程設計

⑴ EDA的調頻信號發生器的程序及課程設計報告，要求如下：

Ⅱ中完成一個正弦信號發生器的設計。系統可由五部分組成，如下圖所示：嵌入設計要求：FPGA內部底層其實網上書上都有現成的，問網不如自己找的快，

⑵ 模電課程設計函數信號發生器

一般是先產生一種波形。在經過各種電路變換成其他波形！從學校圖書館里可以很容易的找到相關資料！這種課設還是自己動手做做比較好，會有一定收獲的！

⑶ 模電課程設計：信號發生器

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⑷ 線性三角波信號發生器課程設計

提供個思路 先產生方波555電路就可以 然後在用積分電路 就可以了

⑸ 求基於EDA的函數信號發生器的課程設計

本設計採用FPGA和鎖相環4046實現波形發生器。系統由波形產生模塊和可調頻率的時鍾產生模塊，數模轉換模塊和顯示模塊四部分組成。波形產生模塊完成三種波形的產生，並根據控制信號完成選定波形的輸出。可調頻率的時鍾產生模塊能夠產生具有不同頻率的方波clk，用此方波作為時鍾完成輸出波形頻率的調整。顯示模塊用於顯示輸出波形的頻率。數模轉換模塊將波形產生模塊輸出的數字信號轉換為模擬信號；並完成濾波以及放大等功能。此設計的特點在於結合了直接數字頻率合成技術和鎖相技術各自的優點，同時利用了FPGA的強大處理能力使系統易於實現，結構簡單。本設計能產生正弦波，三角波，占空比可調的方波以及它們的線性組合；頻率在100Hz~20KHz之間能以100Hz為步進進行調整；幅度可調范圍為0~5V。

關鍵詞：正弦波；三角波；占空比可調的方波；頻率可調；FPGA；鎖相環4046

目 錄

引言………………………………………………………………………………………1
1 設計任務……………………………………………………………………………1
1.1 基本要求……………………………………………………………………………1
1.2 發揮部分……………………………………………………………………………1
2 方案論證與比較……………………………………………………………………1
2.1 常見信號源製作方法原理…………………………………………………………1
2.2 常見信號產生電路…………………………………………………………………3
3 系統電路的設計………………………………………………………………4
3.1 系統框圖及說明……………………………………………………………………4
3.2 主要電路設計說明…………………………………………………………………6
3.2.1晶體振盪電路………………………………………………………………………6
3.2.2倍頻電路……………………………………………………………………………6
3.2.3數模轉換和放大濾波電路…………………………………………………………7
3.2.4數碼管顯示電路……………………………………………………………………8
3.2.5 輸入去抖電路……………………………………………………………………9
3.3 主要軟體設計說明…………………………………………………………………10
3.3.1前端核心軟體設計………………………………………………………………10
3.3.2波形產生模塊軟體設計…………………………………………………………12
3.4 主要元器件介紹……………………………………………………………………15
3.4.1FPGA介紹…………………………………………………………………………15
3.4.2鎖相環4046介紹…………………………………………………………………16
3.4.3VHDL介紹…………………………………………………………………………19
3.4.4MAX+PLUSII介紹…………………………………………………………………20
4軟體模擬與硬體調試與測試 ……………………………………………………20 4.1 軟體部分模擬……………………………………………………………………20
4.2 硬體調試……………………………………………………………………………22
4.3 硬體電路測試………………………………………………………………………22
4.4 誤差分析……………………………………………………………………………23
5 工程設計……………………………………………………………………………23
6 製作…………………………………………………………………………………24
7 結論…………………………………………………………………………………25
謝辭………………………………………………………………………………………26
參考文獻…………………………………………………………………………………27
附錄………………………………………………………………………………………28

⑹ 求個函數信號發生器設計電路圖。要標有詳細的原件參數，最近在做這個課程設計，我的圖總也出不了模擬。謝

函數波形發生器設計 函數信號發生器是一種能夠產生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路。函數信號發生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。通過對函數波形發生器的原理以及構成分析，可設計一個能變換出三角波、正弦波、方波的函數波形發生器。
本課題採用由集成運算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數發生器的設計方法，先通過比較器產生方波，再通過積分器產生三角波，最後通過差分放大器形成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。
經過模擬得出了方波、三角波、正弦波、方波——三角波轉換及三角波——正弦波轉換的波形圖。
關鍵字：函數信號發生器、集成運算放大器、晶體管差分放
設計目的、意義
1 設計目的
（1）掌握方波—三角波——正弦波函數發生器的原理及設計方法。
（2）掌握遲滯型比較器的特性參數的計算。
（3）了解單片集成函數發生器8038的工作原理及應用。
（4）能夠使用電路模擬軟體進行電路調試。
2 設計意義
函數發生器作為一種常用的信號源,是現代測試領域內應用最為廣泛的通用儀器之一。
在研製、生產、測試和維修各種電子元件、部件以及整機設備時，都學要有信號源，由它產生不同頻率不同波形的電壓、電流信號並加到被測器件或設備上，用其他儀器觀察、測量被測儀器的輸出響應，以分析確定它們的性能參數。信號發生器是電子測量領域中最基本、應用最廣泛的一類電子儀器。它可以產生多種波形信號,如正弦波,三角波,方波等,因而廣泛用於通信、雷達、導航、宇航等領域。
設計內容
1 課程設計的內容與要求（包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等）：
1.1課程設計的內容
（1）該發生器能自動產生正弦波、三角波、方波。
（2）函數發生器以集成運放和晶體管為核心進行設計
（3）指標：
輸出波形：正弦波、三角波、方波
頻率范圍：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz
輸出電壓：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；
（4）對單片集成函數發生器8038應用接線進行設計。
1.2課程設計的要求
（1）提出具體方案
（2）給出所設計電路的原理圖。
（3）進行電路模擬，PCB設計。
2 函數波形發生器原理
2.2函數波形發生器的總方案
函數發生器一般是指能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據用途不同，有產生三種或多種波形的函數發生器，使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號函數發生器S101全部採用晶體管)，也可以採用集成電路(如單片函數發生器模塊8038)。為進一步掌握電路的基本理論及實驗調試技術，本課題採用由集成運算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數發生器的設計方法。
產生正弦波、方波、三角波的方案有多種，如首先產生正弦波，然後通過整形電路將正弦波變換成方波，再由積分電路將方波變成三角波；也可以首先產生三角波—方波，再將三角波變成正弦波或將方波變成正弦波等等。本課題採用先產生方波—三角波，再將三角波變換成正弦波的電路設計方法[3]。
由比較器和積分器組成方波—三角波產生電路，比較器輸出的方波經積分器得到三角波，三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等優點。特別是作為直流放大器時，可以有效地抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。
2.3函數波形發生器各組成部分的工作原理
2.3.1方波發生電路的工作原理
此電路由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC迴路既作為延遲環節，又作為反饋網路，通過RC充、放電實現輸出狀態的自動轉換。設某一時刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+Ut。Uo通過R3對電容C正向充電，如圖2.3中實線箭頭所示。反相輸入端電位n隨時間t的增長而逐漸增高，當t趨於無窮時，Un趨於+Uz；但是，一旦Un=+Ut,再稍增大，Uo從+Uz躍變為-Uz,與此同時Up從+Ut躍變為-Ut。隨後，Uo又通過R3對電容C反向充電，如圖中虛線箭頭所示。Un隨時間逐漸增長而減低，當t趨於無窮大時，Un趨於-Uz；但是，一旦Un=-Ut,再減小，Uo就從-Uz躍變為+Uz，Up從-Ut躍變為+Ut，電容又開始正相充電。上述過程周而復始，電路產生了自激振盪[4]。
2.3.2方波——三角波轉換電路的工作原理
圖2.2方波—三角波產生電路
工作原理如下：
若a點斷開，整個電路呈開環狀態。運算發大器A1與R1、R2及R3、RP1組成電壓比較器，C1為加速電容，可加速比較器的翻轉。運放的反相端接基準電壓，即U-=0，同相輸入端接輸入電壓Uia，R1稱為平衡電阻。比較器的輸出Uo1的高電平等於正電源電壓+Vcc，低電平等於負電源電壓-Vee（|+Vcc|=|-Vee|）, 當比較器的U+=U-=0時，比較器翻轉，輸出Uo1從高電平跳到低電平-Vee,或者從低電平Vee跳到高電平Vcc。設Uo1=+ Vcc,則
(2.1)
將上式整理，得比較器翻轉的下門限單位Uia_為
(2.2)
若Uo1=-Vee,則比較器翻轉的上門限電位Uia+為
(2.3)
比較器的門限寬度：
(2.4)
由以上公式可得比較器的電壓傳輸特性，如圖2.3所示。
a點斷開後，運放A2與R4、RP2、C2及R5組成反相積分器，其輸入信號為方波Uo1，則積分器的輸出Uo2為可見積分器的輸入為方波時，輸出是一個上升速度與下降速度相等的三角波，其波形關系如圖2.4所示。
a點閉合，即比較器與積分器形成閉環電路，則自動產生方波-三角波。三角波的幅度為：
(2.8)
方波-三角波的頻率f為：
(2.9)
由以上兩式(2.8)及(2.9)可以得到以下結論：
(1) 電位器RP2在調整方波-三角波的輸出頻率時，不會影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍較寬，可用C2改變頻率的范圍，PR2實現頻率微調。
(2) 方波的輸出幅度應等於電源電壓+Vcc。三角波的輸出幅度應不超過電源電壓+Vcc。
電位器RP1可實現幅度微調，但會影響方波-三角波的頻率[3]。
圖2.3比較器的電壓傳輸特性
圖2.4方波與三角波波形關系
2.3.3三角波---正弦波轉換電路的工作原理
如圖2.5三角波——正弦波的變換電路主要由差分放大電路來完成。
差分放大器具有工作點穩定，輸入阻抗高，抗干擾能力較強等優點。特別是作為直流放大器，可以有效的抑制零點漂移，因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性[1]。
圖2.5 三角波——正弦波的變換電路
分析表明，傳輸特性曲線的表達式為：
(2.10)
(2.11)
式中
——差分放大器的恆定電流；
——溫度的電壓當量，當室溫為25oc時， ≈26mV。
如果Uid為三角波，設表達式為
(2.12)
式中 Um——三角波的幅度；
T——三角波的周期。
為使輸出波形更接近正弦波，由圖2.6可見：
（1）傳輸特性曲線越對稱，線性區越窄越好。
（2）三角波的幅度Um應正好使晶體管接近飽和區或截止區。
（3）圖2.7為實現三角波——正弦波變換的電路。其中RP1調節三角波的幅度，RP2調整電路的對稱性，其並聯電阻RE2用來減小差分放大器的線性區。電容C1,C2,C3為隔直電容，C4為濾波電容，以濾除諧波分量，改善輸出波形[2]。
圖2.6三角波—正弦波變換原理
圖2.7三角波—正弦波變換電路
2.4電路的參數選擇及計算
2.4.1方波-三角波中電容C1變化（關鍵性變化之一）
實物連線中，我們一開始很長時間出不來波形，後來將C2從10uf（理論時可出來波形）換成0.1uf時，順利得出波形。實際上，分析一下便知當C2=10uf時，頻率很低，不容易在實際電路中實現。
2.4.2三角波—正弦波部分的計算
比較器A1與積分器A2的元件計算如下：
由式（2.8）得
即
取 ，則 ，取 ，RP1為47KΩ的點位器。取平衡電阻
由式（2.9）
即
當 時，取 ，則 ，取 ，為100KΩ電位器。當 時 ，取 以實現頻率波段的轉換，R4及RP2的取值不變。取平衡電阻 。
三角波—正弦波變換電路的參數選擇原則是：隔直電容C3、C4、C5要取得較大，因為輸出頻率很低，取 ，濾波電容 視輸出的波形而定，若含高次斜波成分較多， 可取得較小， 一般為幾十皮法至0.1微法。RE2=100歐與RP4=100歐姆相並聯，以減小差分放大器的線性區。差分放大器的靜態工作點可通過觀測傳輸特性曲線，調整RP4及電阻R*確定。
2.5 總電路圖
先通過比較器產生方波，再通過積分器產生三角波，最後通過差分放大器形成正弦波。如圖2.5.1所示，
圖2.5.1三角波-方波-正弦波函數發生器實驗電路
2.6 8038單片集成函數發生器
2.6.1 8038的工作原理
8038由恆流源I1、I2，電壓比較器C1、C2和觸發器①等組成。其內部原理電路框圖和外部引腳排列1. 正弦波線性調節；2. 正弦波輸出；3. 三角波輸出；4. 恆流源調節；5. 恆流源調節；6. 正電源；7. 調頻偏置電壓；8. 調頻控制輸入端；9. 方波輸出（集電極開路輸出）； 10. 外接電容；11. 負電源或接地；12.正弦波線性調節；13、14. 空腳
在圖2.8中，電壓比較器C1、C2的門限電壓分別為2VR/3和VR/3（ 其中VR=VCC+VEE），電流源I1和I2的大小可通過外接電阻調節，且I2必須大於I1。當觸發器的Q端輸出為低電平時，它控制開關S使電流源I2斷開。而電流源I1則向外接電容C充電，使電容兩端電壓vC隨時間線性上升，當vC上升到vC=2VR/3 時，比較器C1輸出發生跳變，使觸發器輸出Q端由低電平變為高電平，控制開關S使電流源I2接通。由於I2I1 ，因此電容C放電，vC隨時間線性下降。當vC下降到vC≤VR/3 時，比較器C2輸出發生跳變，使觸發器輸出端Q又由高電平變為低電平，I2再次斷開，I1再次向C充電，vC又隨時間線性上升。如此周而復始，產生振盪。若I2=2I1 ，vC上升時間與下降時間相等，就產生三角波輸出到腳3。而觸發器輸出的方波，經緩沖器輸出到腳9。三角波經正弦波變換器變成正弦波後由腳2輸出。當I1I22I1 時，vC的上升時間與下降時間不相等，管腳3輸出鋸齒波。因此，8038能輸出方波、三角波、正弦波和鋸齒波等四種不同的波形。
圖2.8中的觸發器，當R端為高電平、S端為低電平時，Q端輸出低電平；反之，則Q端為高電平。
2.6.2 8038構成函數波形發生器
由圖2.9可見，管腳8為調頻電壓控制輸入端，管腳7輸出調頻偏置電壓，其值（指管腳6與7之間的電壓）是(VCC+VEE/5) ，它可作為管腳8的輸入電壓。此外，該器件的方波輸出端為集電極開路形式，一般需在正電源與9腳之間外接一電阻，其值常選用10k?左右，如圖2.10所示。當電位器Rp1動端在中間位置，並且圖中管腳8與7短接時，管腳9、3和2的輸出分別為方波、三角波和正弦波。電路的振盪頻率f約為0.3/[C(R1+RP1/2)] 。調節RP1、RP2可使正弦波的失真達到較理想的程度。
在圖2.10中，當RP1動端在中間位置，斷開管腳8與7之間的連線，若在+VCC與-VEE之間接一電位器，使其動端與8腳相連，改變正電源+VCC與管腳8之間的控制電壓（即調頻電壓），則振盪頻率隨之變化，因此該電路是一個頻率可調的函數發生器。如果控制電壓按一定規律變化，則可構成掃頻式函數發生器。

⑺ 急求eda課程設計一份:脈沖信號發生器的設計

給個時鍾信號發生器參考一下吧
一個電子系統中需要三種時鍾，分別是：1000HZ、100Hz、50Hz，系統輸入時鍾為100KHz。試用VHDL描述該時鍾發生器。
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity counter is
generic(count_value:integer:=9);
port(clk:in std_logic;
co:out std_logic);
end counter;
architecture a of counter is
signal cnt:integer range 0 to count_value;
begin
process(clk)
begin
if(clk'event and clk='1')then
if(cnt=count_value)then
cnt<=0;
co<='1';
else
cnt<=cnt+1;
co<='0';
end if;
end if;
end process;
end a;
（2）
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity div3 is
port (clk:in std_logic;
fout:out std_logic_vector(2 downto 0));
end div3;
architecture a of div3 is
signal co_clk:std_logic_vector(3 downto 0);
component counter is
generic(count_value:integer:=9);
port(clk:in std_logic;
co:out std_logic);
end component;
begin
cnt0:counter
generic map(count_value=>9)
port map(clk=>clk, co=>co_clk(3));
cnt1:counter
generic map(count_value=>9)
port map(clk=>co_clk(3), co=>co_clk(2));
cnt2:counter
generic map(count_value=>9)
port map(clk=>co_clk(2), co=>co_clk(1));
cnt3:counter
generic map(count_value=>1)
port map(clk=>co_clk(1), co=>co_clk(0));
fout(2)<=co_clk(2);
fout(1)<=co_clk(1);
fout(0)<=co_clk(0);
end a;

⑻ 課程設計 低頻信號發生器

設計要求：波形可變，三角波正弦波和方波 頻率可變（10KHZ~30KHZ，步進1KHZ）另外利用at89c51單片機來控制TLC5620晶元來產生各種函數波形；當選擇的波形是矩形波和三角波時，可調節占空比。
三角波：三角波可以分成一個正向的鋸齒波加一個負向的鋸齒波組成，比如你要產生一個正向的鋸齒波那麼單片機就由0通過循環慢慢的自加1向TLC5620輸出信號直至加到255即（1111 1111）到達最大值就構成一個正向的鋸齒波了，如果單片機再由255通過循環不斷的自減1直至到輸出0那麼就構成負向的鋸齒波。這兩個鋸齒波合成在一起就構成三角波了。
方波：方波就更容易了，只要單片機向TLC5620直接輸出0延時一段時間再輸出255（1111 1111）延時一段時間這樣的交替輸出就能夠構成了。
要實現不同頻率的輸出只要通過選擇不同的延時程序就能夠構成了。

⑼ 函數信號發生器課程設計

方案三：用單片集成函數發生器5G8038

可行性分析：
上面三種方案中，方案一與方案二中三角波——正弦波部分原理雖然不一樣，但是他們有共通的地方就是都要認為地搭建波形變換的電路圖。而方案三採用集成晶元使得電路大大簡化，但是由於實驗室條件和成本的限制，我們首先拋棄的是第三種方案，因為它是犧牲了成本來換取的方便。其次是對方案一與方案二的比較，方案一中用的是電容和電阻運放和三極體等電器原件，方案二是用的二極體、電阻、三極體、運放等電器原件，所以從簡單而且便於購買的前提出發我們選擇方案一為我們最終的設計方案。
1.4參數的確定
1、 從電路的設計過程來看電路分為三部分：①正弦波部分②方波部分③三角波部分
2、 正弦波部分
由於我們選取差分放大電路對三角波——正弦波
進行變換，首先要完成的工作是選定三極體，我
們現在選擇KSP2222A型的三極體，其靜態曲線圖
像如右圖所示。

根據KSP2222A的靜態特性曲線，選取靜態
工作區的中心

由直流通路有：
20 k

k

因為靜態工作點已經確定，所以靜態電流變成已知。根據KVL方程可計算出鏡像電流源中各個電阻值的大小：
可得

3、 方波部分與三角波部分參數的確定
根據性能指標可知

由 ,可見f與c成正比，若要得到1Hz~10Hz，C為10 。10Hz~100Hz,C為1 。
則 =7.5k ~75k ，則 =5.1k
則 =2.4k 或者 =69.9 k
∴ 取100 k
∵
由輸出的三角形幅值與輸出方波的幅值分別為5v和14v，有
=
∴ =10k
則 ≈47 k ， =20 k
根據方波的上升時間為兩毫秒，查詢運算放大器的速度，可以選擇74141型號的運放。
由此可得調整電阻：

七、實務圖的焊接和調試
1、按照方案一的電路圖焊接好電路板。
2、調試前，將電路板接入±12伏電壓，地線與電源處公共地線連接.
（1）頻率范圍:
為便於測量,將電路板上的方波信號接入示波器,並合上C1=10