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1、本 科 毕 业 设 计 论 文题 目 简易信号发生器 系 别 电气与信息工程系 专 业 电子信息 班 级 电信902 学 号 09010046 学生姓名 郭旭东 指导教师 金印彬 2013年 05月摘 要摘 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
2、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 35摘 要ABSTRACTABSTRACTWith the fast development of electronic test technology, test equipment is toward automation, intelligent, digital and network direction. Among them, sig
3、nal generator is a kind of can peoduce much waveform, such as triangle wave, square wave, sine wave circuit. Signal generator in the circuit experiment and test equipment in a very wide range of purposes.The design of the peinciple of the signal generator and structure analysis, design of sine wave-
4、square wave-triangle wave simple signal generator. Design of the first set by a de voltage circuit scheme: power supply circuit, venturi oscillator, hysteresit comparator, intrgrator composed, Then each unit circuit of the principle is analyzed by de stabilized voltage power supply circuit, peovide
5、the voltage required, venturi oscillator produce sine wave, hysteresit comparator produce square wave, integrators produce triangle, and at the same time in the circuit to wave the parameters of each component was calculated. Finally, using the related instrument testing, testing meet the design req
6、uirements.KEY WORDS: de stabilized voltage power supply circuit, Venturi oscillator, Hysteresit comparator, integrator目 录目录摘 要IABSTRACTIII1 绪 论11.1简易信号发生器的概述11.2简易信号发生器的应用及作用11.3本论文设计的目的与设计要求21.3.1原始数据21.3.2技术要求21.3.3工作要求22简易信号发生器的总体介绍32.1简易信号发生器的工作原理32.2低频信号发生器32.3高频信号发生器32.4微波信号发生器32.5扫频和程控信号发生器42
7、.6频率合成式信号发生器42.7函数发生器42.8脉冲信号发生器52.9噪声信号发生器52.10伪随机信号发生器53 简易信号发生器的总体设计73.1DAC0832的总体介绍73.1.1DAC0832工作方式83.1.2 DAC0832输出形式113.1.3 DAC0832内部结构123.1.4 DAC0832引脚特性133.1.5 DAC0832工作方式143.2 51单片机的基本原理153.2.1 51单片机介绍153.2.2 51单片机功能163.2.3 51单片机的学习使用173.2.4 51单片机的仿真功能特性194 proteus的简介与仿真结果214.1 Proteus简介214
8、.2 Proteus的电路仿真214.3 Proteus中的仿真结果截图22附录255结 论32致 谢34参考文献361 绪 论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
9、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
10、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。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
11、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：1Hz1KHz2信号发生器的幅度范围：100mV5V1.3.2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
12、.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20Hz200kHz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
13、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（20020000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、30300兆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
14、，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，以便测试雷达等
15、接收机。2.5扫频和程控信号发生器扫频信号发生器能够产生幅度恒定、频率在限定范围内作线性变化的信号。在高频和甚高频段用低频扫描电压或电流控制振荡回路元件（如变容管或磁芯线圈）来实现扫频振荡；在微波段早期采用电压调谐扫频，用改变返波管螺旋线电极的直流电压来改变振荡频率，后来广泛采用磁调谐扫频，以YIG铁氧体小球作微波固体振荡器的调谐回路，用扫描电流控制直流磁场改变小球的谐振频率。扫频信号发生器有自动扫频、手控、程控和远控等工作方式。2.6频率合成式信号发生器这种发生器的信号不是由振荡器直接产生，而是以高稳定度石英振荡器作为标准频率源，利用频率合成技术形成所需之任意频率的信号，具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。输出信号频率通常可按十进位数字选择，最高能达11位数字的极高分辨力。频率除用手动选择外还可程控和远控，也可进行步级式扫频，适
