简易波形发生器的设计.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 简易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：设计制作波形发生器 该发生器产生多种波形. 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.方案选择 CL8038 是单片集成函数信号

2、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，在单位时间内电容器端电压将线性下降，当电容电压下

3、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，进行插接元器件。4.系统调试对成品板进行全方

4、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2016.12-2017.1 设计前准备，确定原理图和元器件2017.1-2017.2 进行仿真测试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产品包装四、成果材料1.样机一套2.设计方案一份五、参考资料1童诗白模拟电子电路中央广播电视大学出版社1993年2阎石数字电子电路中央广播电视大学出版社1993年3任中民数字电子技术清华

5、大学出版社2005年4孙肖子模拟电子技术基础第1版西安：西安电子科技大学出版社，2001.15谢自美电子线路设计实验测试第2版武昌：华中科技大学出版社，2000.76张豫滇电子电路课程设计第1版 南京：河海大学出版社，2005.87李士雄、丁康源数字集成电子技术教程 高等教育出版社2002年8张洪润电子线路与电子技术清华大学出版社2005年指导老师签名： 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简易波形发生器校外指导老师一、 主要成果简介本课题采用的是单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、集成定时器等灵活的组成来产生产生正弦波、方波、三角波等波形

6、电路，具有线路简单，调试方便，功能完备，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，比较容易满足设计需要。二、毕业设计的收获心得体会对于此次课程设计，有许多的感触与体会，遇到的难题多，学习到的知识也就更多。第一，电路遇到波形不稳定，如何解决这个问题，我们小组进行了多次讨论，终于解决了波形不稳定。第二，因此在整个设计过程中大部分时间是用在解决波形问题上面的，我在这方面实在不是很熟悉，所以请教了很多人，最后经过多次调试，最后终于成功的达到了本课程设计的

7、要求。第三，在一个课题中，要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，重要的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，如在多种方案的选择中，我仔细比较分析其原理以及可行的原因。这就要求我对硬件系统中各组件部分有充分透彻的理解和研究，并能对之灵活应用。完成这次设计后，我在书本理论知识的基础上又有了更深层次的理解。第四，在本次设计的过程中，我还学会了高效率的查阅资料、运用工具书、利用网络查找资料。我发现，在我们所使用的书籍上有一些知识在实际应用中其实并不是十分理想，各种参数都需要自己去调整，这就要求我们应更加注重实践环节。最后，还要在此感谢课程设计的指导老师和我的同学

8、们，他们在整个过程中都给予了我充分的帮助与支持。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。四、问题与展望 问题：在作品设计期间，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。单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、集成定时器等灵活的组成来产生产生正弦波、方波、三角波等波形电路，具有线路简单，调试方便，功能完备

9、，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，比较容易满足设计需要。 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简易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、高稳定性、可重复性和易操

10、作性的电子仪器。波形发生器具有连续的相位变换、和频率稳定性等优点，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。近几年来，国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面：（1）过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得波形发生器能应用于越来越广的领域。波形发生器软件的开发正使任意波形的输入变得更加方便和容易。波形发生器通常允许用一系列的点、直线和固定的函数段把波形数据存入存储器。各种计算机语言的飞速发展也推动了波形发生器软件技术的发展。目前可以利

11、用可视化编程语言(如Visual Basic Visual C等等)编写波形发生器的软面板，这样允许徒手从计算机显示屏上输入任意波形，来实现波形的输入。（2）随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，有在繁荣起来。不过现在的新的台式仪器的形态，和几年前的已有很大的不同。这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能。二、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

12、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

13、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 1片 独石电容104 2个 独石电容103 1个独石电容102 1个 电阻10k 2个 电阻200欧姆 1个 电阻33k 4个电位器 3个 LED灯 1个 电源开关 1个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.

14、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.波形无误差六、 参考文献1童诗白模拟电子电路中央广播电视大学出版社1993年2阎石数字电子电路中央广播电视大学出版社1993年3任中民数字电子技术清华大学出版社2005年4孙肖子模拟电子技术基础第1版西安：西安电子科技大学出版社，2001.15谢自美电子线路设计实验测试第2版武昌：华中科技大学出版社，2000.76张豫滇电子电路课程设计第1版 南京：河海大学出版社，2005.87李士雄、丁康源数字集成电子技术教程 高等教育出版社2002年8张洪润电子线路与电子技术清华大学出版社2005年七、指导老