本科毕业设计简易信号发生器Word格式.docx

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摘要

随着电子测试技术的飞速发展,测试仪器正向自动化、智能化、数字化和网络化的方向发展。

其中，信号发生器是一种能够产生多种波形，如三角波，方波，正弦波的电路。

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。

本设计通过对简易信号发生器的原理以及构成进行分析，设计了正弦波，方波，三角波简易信号发生器。

设计中首先确定了电路方案：

由直流稳压电源电路，文氏振荡器，积分器等组成。

接着对各单元电路的工作原理进行了分析，由直流稳压电源电路提供所需电压，文氏振荡器产生正弦波，迟滞比较器产生方波，积分器产生三角波，同时对电路中各个元器件的参数进行了计算。

最后利用相关仪器进行测试，测试达到了设计要求。

关键词：

直流稳压电源电路，文氏振荡器，迟滞比较器，积分器

ABSTRACT

Withthefastdevelopmentofelectronictesttechnology,testequipmentistowardautomation,intelligent,digitalandnetworkdirection.Amongthem,signalgeneratorisakindofcanpeoducemuchwaveform,suchastrianglewave,squarewave,sinewavecircuit.Signalgeneratorinthecircuitexperimentandtestequipmentinaverywiderangeofpurposes.

Thedesignofthepeincipleofthesignalgeneratorandstructureanalysis,designofsinewave-squarewave-trianglewavesimplesignalgenerator.Designofthefirstsetbyadevoltagecircuitscheme:

powersupplycircuit,venturioscillator,hysteresitcomparator,intrgratorcomposed,Theneachunitcircuitoftheprincipleisanalyzedbydestabilizedvoltagepowersupplycircuit,peovidethevoltagerequired,venturioscillatorproducesinewave,hysteresitcomparatorproducesquarewave,integratorsproducetriangle,andatthesametimeinthecircuittowavetheparametersofeachcomponentwascalculated.Finally,usingtherelatedinstrumenttesting,testingmeetthedesignrequirements.

KEYWORDS:

destabilizedvoltagepowersupplycircuit,Venturioscillator,Hysteresitcomparator,integrator

1绪论

1.1简易信号发生器的概述

信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。

按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

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。

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。

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。

正弦信号是使用最广泛的测试信号。

这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。

正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。

1.2简易信号发生器的应用及作用

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。

例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

信号发生器的作用——信号调制功能:

信号调制是指被调制信号中，幅度、相位或频率变化把低频信息嵌入到高频的载波信号中，得到的信号可以传送从语音、到数据、到视频的任何信号。

信号调制可分为模拟调制和数字调制两种，其中模拟调制，如幅度调制（AM）和频率调制（FM）最常用于广播通信中，而数字调制基于两种状态，允许信号表示二进制数据。

1.3本论文设计的目的与设计要求

1.3.1原始数据

1信号发生器的频率范围：

1Hz~1KHz

2信号发生器的幅度范围：

100mV~5V

1.3.2技术要求

1能够输出正弦波，三角波和方波，并且输出信号的频率和幅度可调

2具有良好的人机界面

1.3.3工作要求

1采用proteus软件设计基于MCS-51系列单片机的简易信号发生器

2采用相关语言编写应用程序并调试

3对系统进行测试和结果分析

2简易信号发生器的总体介绍

2.1简易信号发生器的工作原理

信号发生器用来产生频率为20Hz～200kHz的正弦信号（低频）。

除具有电压输出外，有的还有功率输出。

所以用途十分广泛，可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带，也可用作高频信号发生器的外调制信号源。

另外，在校准电子电压表时，它可提供交流信号电压。

低频信号发生器的原理：

系统包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变压器）和指示电压表。

主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。

2.2低频信号发生器

包括音频（200～20000赫）和视频（1赫～10兆赫）范围的正弦波发生器。

主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。

为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。

2.3高频信号发生器

频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器。

一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。

主要用途是测量各种接收机的技术指标。

输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到1微伏以下。

（图1）的输出信号电平能准确读数，所加的调幅度或频偏也能用电表读出。

此外，仪器还有防止信号泄漏的良好屏蔽。

2.4微波信号发生器

从分米波直到毫米波波段的信号发生器。

信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生，但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势。

仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率，每台可覆盖一个倍频程左右，由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上。

简易信号源只要求能加1000赫方波调幅，而标准信号发生器则能将输出基准电平调节到1毫瓦，再从后随衰减器读出信号电平的分贝毫瓦值；

还必须有内部或外加矩形脉冲调幅，以便测试雷达