函数信号发生器设计报告.doc

江苏联合职业技术学院 电子产品设计(论文) 课题名称：函数信号发生器 系 部 电信工程系 专 业 电子信息工程技术 年 级 班 级 姓 名 学 号 指导教师  摘要 本文介绍一种用AT89C51单片机构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的周期可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。 在介绍DAC0832芯片特性的基础上,论述了采用DAC0832芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波 文章给出了源代码，通过仿真测试，其性能指标达到了设计要求 【关键字】单片机；DAC；函数信号发生器；形调整 目 录 1 绪论 1 1.1 函数信号发生器 1 1.1.1 函数信号发生器概述 1 1.1.2 函数信号发生器的分类 1 1.1.3 函数信号发生器的用途 1 1.2 总体方案设计与选取 2 1.2.1 分立元件搭建的函数信号发生器 2 1.2.2用模拟电路搭建的函数信号发生器 2 1.2.3用专用芯片搭建的函数信号发生器 2 1.2.4 基于单片机的函数信号发生器 2 1.2.5 基于DDS函数信号发生器 3 1.3模拟电路搭建的函数信号发生器总体方案设计 3 2 电路设计 4 2.1 正弦波产生电路设计 4 2.1.1 工作原理 4 2.1.2正弦波电路设计 4 2.2方波产生电路设计 5 2.2.1工作原理 5 2.2.2方波电路设计 6 2．3三角波产生电路设计 6 2.3.1设计原理 6 2.3.2三角波电路设计 7 2.4 输出电路的设计 7 2.5直流稳压电源的设计 7 3 电路图及仿真 9 3.1 正弦波电路图及仿真 9 3.1.1 正弦波电路图 9 3.1.2 仿真分析 9 3.2 方波电路图及仿真 11 3.2.1 方波电路图 11 3.2.2仿真分析 11 3.3 三角波电路图及仿真 12 3.3.1 三角波电路图 12 3.3.3仿真分析 12 4函数信号发生器原理图与PCB设计 13 4.1函数信号发生器原理图绘制 13 4.2 生成PCB板 14 4.2.1 单面板 14 4.2.2 双面板 14 4.3成品板展示 14 5相关技术文件 17 5.1技术说明书 17 5.1.1 技术说明书的内容 17 5.1.2 使用说明书 17 6总结 18 7致谢 19 8 参考文献 20 9附录 21 9.1附录1：清单 21  1 绪论 1.1 函数信号发生器 1.1.1 函数信号发生器概述 信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器，而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比（S/N）均优于模拟，其锁相环（ PLL）的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但毕竟是数字式信号源，数字电路与模拟电路之间的干扰，始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发. 这是通用模拟式函数信号发生器的结构，是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波，同时经由比较器的比较产生方波,换句话说，如果以恒流源对电容充电，即可产生正斜率的斜波。同理，右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波 1.1.2 函数信号发生器的分类 信号发生器应用广泛，种类繁多，性能各异，分类也不尽一致。按照频率范围分类可以分为：超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频波形发生器、甚高频波形发生器和超高频信号发生器。按照输出波形分类可以分为：正弦信号发生器和非正弦信号发生器，非正弦信号发生器又包括：脉冲信号发生器，函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列波形发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。按照信号发生器性能指标可以分为一般信号发生器和标准信号发生器。前者指对输出信号的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器。后者是指其输出信号的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定