多种波形发生器的设计.doc

1、任务书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称 多种波形发生器校外指导老师毕业设计时间一、毕业设计目标与任务 设计任务：要求设计一个多种波形发生器，输出正弦波、方波、三角波，能调节占空比、频率，失真度。 设计目标： 完成毕业设计，按要求达到预期效果。二、实施步骤和方法功能分析信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器，是工业生产和电工、电子实验室中经常使用的电子仪器之一。信号发生器可以有多种实现方法，而频率越高、产生波形越多的信号发生器越好，可以从信号发生器的制作条件及使用领域方面考虑其实现方法。用函数发生芯片ICL8038结合外围电路产生三角波、正弦波以及矩形波三种基本波形.方

2、案选择 CL8038 是单片集成函数信号发生器，它由恒流源I1和 I2、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。外接电容C由两个恒流源充电和放电，振荡电容C由外部接入，它是由内部两个恒流源来完成充电放电过程。恒流源2的工作状态是由恒流源1对电容器C连续充电，增加电容电压，从而改变比较器的输入电平，比较器的状态改变，带动触发器翻转来连续控制的。当触发器的状态使恒流源2处于关闭状态，电容电压达到比较器1输入电压规定值的2/3倍时，比较器1状态改变，使触发器工作状态发生翻转，将模拟开关K由B点接到A点。由于恒流源2的工作电流值为2I，是恒流源1的2倍，电容器处于放电状态，在单位时

3、间内电容器端电压将线性下降，当电容电压下降到比较器2的输入电压规定值的1/3倍时，比较器2状态改变，使触发器又翻转回到原来的状态，这样周期性的循环，完成振荡过程。4.输入选择ICL8038 是单片集成函数信号发生器，它由恒流源I1和 I2、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。实施步骤1.元件选择与测试在挑选元器件时，在没有符合要求值的元器件时，找相似的代替，并且测试该元器件的可行性。在选择好元器件后，测试各元器件的正常值。2.仿真对程序进行仿真测试，检测有无逻辑错误，可对程序中的初值（变量）进行修改，来检测元器件的误差。3.制作万能板按照原理图上的线路焊接到万能板，进行

4、插接元器件。4.系统调试对成品板进行全方面的检测，对程序进行测试，以及包括对各个引脚的通断，有无虚焊进行检测。实施方法1.上网参考信号发生器相关文献2.确定原理图的可行性3.仿真与制作万能板板4.系统调试三、进度安排起止时间阶段性任务20xx.12-20xx.1 设计前准备，确定原理图和元器件20xx.1-20xx.2 进行仿真测试20xx.2-20xx.3 硬件设计20xx.3-20xx.4软件设计20xx.4- 20xx.5系统调试20xx.5产品包装四、成果材料1.样机一套2.设计方案一份五、参考资料1赵良炳，现代电力电子技术基础.清华大学出版社，19952杨志忠.数字集成电路.第二版.

5、 北京中国电力工业出版社,1998 3 张建华.数字电子技术。北京机械工业出版社.1994 4唐德洲邱寄帆. 数字电子技术. 重庆重庆大学出版社2002.08 5清华大学电子学教研组编阎石主编.数字电子技术基础. 第四版. 北京高等教育出版社1998指导老师签名： 年 月 日设计方案二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称多种波形发生器校外指导老师一、 选题依据（含意义、价值）波形发生器是一种数据信号发生器，在调试硬件时，常常需要加入一些信号，以观察电路工作是否正常。即给集成运放引入正反馈，配合适当限幅措施，可以产生稳定周期性振荡，适用于通信、雷达、导航等领域，波形发生器作为一

6、种常用的信号源，是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一毕业设计内容本课题以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0.001Hz30KHz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。函数信号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，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如

7、先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。随着电子技术的快速发展，新材料新器件层出不穷，开发新款式函数信号发生器，器件的可选择性大幅增加，例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。三、毕业设计技术方案、路线技术方案1. 元件选择与测试元器件选择：ICL8038芯片、 独石电容104、 独石电容103 、独石电容102、 电阻10k、电阻200欧姆、电阻33k 、电位器、L

8、ED灯、电源开关 2. 做实物产品3. 根据电路图，用元器件将产品做出来。(实物图附文档3-毕业设计作品)系统调试第一步：眼睛目测 第二步：万用表检测 第三步：上电检测 第四步：使用示波器检测毕业设计路线1.上网参考简易数字电压表相关文献2.确定原理图的可行性3.制作实物产品4.系统调试四、实施步骤及进度安排起止时间阶段性任务2016.12-2017.1 设计前准备，确定原理图和元器件2017.1-2017.2 进行实验测试2017.2-2017.3 硬件设计2017.3-2017.4软件设计2017.4- 2017.5系统调试2017.5-产品包装五、预期效果1.测量的波形稳定2.波形无误差

9、六、 参考文献 1赵良炳，现代电力电子技术基础.清华大学出版社，19952杨志忠.数字集成电路.第二版. 北京中国电力工业出版社,1998 3 张建华.数字电子技术。北京机械工业出版社.1994 4唐德洲邱寄帆. 数字电子技术. 重庆重庆大学出版社2002.08 5清华大学电子学教研组编阎石主编.数字电子技术基础. 第四版. 北京高等教育出版社1998七、指导老师意见指导老师签名：年 月 日成果报告书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称多种波形发生器校外指导老师一、 主要成果简介在本次课题设计中使用了ICL8038单片函数波形发生器，使我对ICL8038的工作原理有了本质的

10、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，而且具有较高的温度稳定性和频率稳定性。特别适合用于工控和电子实验室，当输出缓冲电路独立设置多路时，可同时多路输出三种信号，比较容易满足实验需要。二、毕业设计的收获在本次设计中，体会到了制作的乐趣，以及在毕业设计中一次次的遇到问题，一次次的寻找解决方法，再到一次次的调试成功，这中间学会了自主分析问题，解决问题。在此次毕业设计中，遇到了大大小小的问题，有时候，一

11、些问题其实不是电路本身的问题，很有可能只是一个小小的电阻电容，或者一个点的虚焊的原因，但它的影响恐怕就会导致整个作品的不成功。所以在此次设计中深刻的体会到了细节的重要性也体会到了成功后的那种喜悦感。这中间少不了老师的悉心指导，在此次设计中，指导老师龙老师给我的帮助是很大的，指导我确定原理图，制作与调试等等，总的来说本次的毕业设计收获颇丰，同时感谢老师的指导，也感谢学校提供的环境。三、作品（产品）特点及创新性说明本设计制作的作品中，电路设计合理，通过对芯片的应用，来输出波形，作品使用的是万能板制作，通过将引线把各开关按键连接到外部包装盒上，并且标注各按键的功能，使操作人员能够简单明了的操作本作品

12、。四、问题与展望 问题：在制作作品期间，开始我是用的其他方法但都没有达到标准，经常是波形不稳定问了老师、同学但都没什么效果后来我上网查找这方面的书籍及询问相关人士在结合实践才解决波形问题展望：希望在以后的学习生活中，能更多的提高动手和团队协作能力，多思考多提高发现问题的能力，学会总结问题，解决问题。多从实际中发现问题，提高自身知识水平。学生签名： 年 月 日设计作品第一章 绪论1.1选题背景波形发生器亦称函数发生器，作为实验用信号源，是现今各种电子电路实验设计应用中必不可少的仪器设备之一。目前，市场上常见的波形发生器多为纯硬件的搭接而成，且波形种类有限，多为锯齿、正弦、方波、三角等波形。信号发

13、生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用 555 振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一。但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点。在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源。而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点。一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加。波形发生器是能够产生大量的标准信号和用户定义信号，并保证高精度、高稳

14、定性、可重复性和易操作性的电子仪器。函数波形发生器具有连续的相位变换、频率稳定性等优点，不仅可以模拟各种复杂信号，还可对频率、幅值、相移、波形进行动态、及时的控制，并能够与其它仪器进行通讯，组成自动测试系统，因此被广泛用于自动控制系统、震动激励、通讯和仪器仪表领域。1.2功能要求及设计目标ICL8038可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片1.3设计目的意义1.通过亲身的设计电路，将所用的理论知识用到实践中，增强电路的分析能力、实践动手能力，进而促进理论知识的强化。2.通过数字电压表的设计系统掌握ICL8038芯片的应用。掌握A/D转换的原理及硬件设计的方法，掌握根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，设计并搭建硬件电路，进行调试等。第二章 数字电压表系统设计2.1.1 硬件原理框图采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波三角波正弦波函数发生器的设计方法。由比较器和积分器组成方波三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到