函数信号发生器的仿真与设计

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1、安顺学院2009届专科毕业论文（设计）专科生毕业论文（设计）题目：函数信号发生器的仿真与设计姓名：王超学号：200903073021系别：物理与电子科学系年级:2009专业：电子信息工程技术指导教师：沈文忠职称：副教授2012年4月28日17安顺学院2009届专科毕业论文（设计）安顺学院毕业论文任务书物理与电子科学系电子信息工程技术专业2009年级学生姓名：王超毕业论文题目：函数信号发生器的仿真与设计任务下达日期：2011年11月15日毕业论文写作日期：2011年11月15日至2012年4月30

2、日17安顺学院2009届专科毕业论文（设计）摘要本文函数信号发生器的设计以555定时器组成的多谐振荡器为核心。主要思路是多谐振荡器在接通电源后能自行产生矩形波，方波通过积分电路将转变为三角波，三角波再经积分网络转变为正弦波，通过调节电路中相关电阻电容值可以改变占空比等波形参数，最终得到较好的波形。总电路使用软件Protuuse进行仿真，通过软件自带示波器观察最后所得到的波形，并通过失真分析仪研究波形失真度。关键词：函数信号发生器多谐振荡器555定时器Proteus7.817安顺学院2009届专科

3、毕业论文（设计）目录引言11.概述11.1函数信号发生器作用意义11.2本文函数信号发生器要求22.电路原理及主要元器件介绍22.1电路原理22.2555芯片介绍23.电路原理图43.1函数信号发生器总电路图53.2多谐振荡器电路介绍54.Proteus介绍65.电路的仿真及数据计算75.1方波接线图75.2三角波接线图95.3正弦波接线图105.4电路数据的计算与分析146.参考文献167.致谢1717安顺学院2009届专科毕业论文（设计）函数信号发生器的仿真与设计引言函数信号发生器是指能产生

4、某些特定的周期性时间函数波形信号的信号发生器，要求能够产生形状良好的方波，三角波，正弦波等波形，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，常用于科研，生产。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。本次毕业设计旨在设计一函数信号发生器，并使用软件进行电路仿真，要求电路简单波形良好。函数信号发生器的设计方案有很多，本文采用纯硬件设计，以多谐振荡器产生方波，经过积分电路转变为三角波，再经过积分网络转变为正弦波，最后以软件Protuuse7.8进行仿真。本文介绍了

5、555定时器的参数，工作原理，及利用555定时器联接而成的多谐振荡器，介绍了总电路的联接方法及电路相关参数的设定，介绍了Protuuse7.8的使用方法及对本文所介绍函数信号发生器的仿真情况。在仿真过程中，记录波形参数，研究其失真度。在设计完毕初步进行仿真之后，发现得到的波形存在较大失真，通过调节电路的电阻电容值，波形得以改善，最终得到了令人较为满意的波形。考虑到电路准确度问题，产生的波形可能会存在失真，在文章开头介绍了波形失真的定义，并介绍了波形失真的分析，计算方法。1.概述1.1函数信号发生

6、器作用意义凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源，也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。函数信号发生器是指能产生某些特定的周期性时间函数波形信号的信号发生器，常用于科研，生产，维修和实验中。例如在教学实验中，常使用函数发生器的输出波形作为标准输入信号，接至放大器的输入端，配合测试仪器，例如用示波器定性观察放大器的输出端，判断放大器是否工作正常，否则，通过调整放大

7、器的电路参数，使之工作在放大状态；然后，通过测试仪器，获得该放大器的性能指标。函数信号发生器产生信号频率的范围可从几个微赫到几十兆赫。而在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参17安顺学院2009届专科毕业论文（设计）量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲

8、源。并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。因此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。另外除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。1.2本文函数信号发生器要求1）、在给定的6V直流电源电压条件下，使用555芯片和运算放大器设计并制作一个多波形（方波、三角波和正弦波）发生器.2）、信号频率f：0.85kHz～1.14kHz（实现频率可调）.3）、信号周期T：874us～1.15