高频信号发生器的设计

O 引言 (1)

1系统设计 (2)

1.1系统原理 (2)

1.2硬件设计 (3)

1.3软件设计 (4)

1.4PCB制作及系统测试结果 (7)

1.5MAX038的基本性能 (8)

1.6MAX038的典型应用 (8)

1.7MAX038锁相技术 (10)

1.8MAX038高额印刷电路板设计 (11)

2 稳定高频信号发生器锁相环式频率合成器 (11)

3 结束语 (13)

4 总结和体会 (13)

参考文献： (14)

高频信号发生器的设计

摘要：介绍了两种高频信号发生器设计介绍一种性能优良的高频信号发生器，对其产生信号的频率、占空比等技术指标进行了分析讨论，给出了它在电子技术中相应的典型应用实例。它产生的信号波形清晰．频率、相位和幅度稳定．失真度低．价比高，具有较高的实用价值。另一种键控式的采用单片机对高频函数发生电路进行程序控制的高频信号发生器的设计方案。此方案能产生方波、正弦波和三角波等信号；采用数字频率合成器，使输出信号频稳度和晶体振荡器的相当；并用键盘设置波形和频率，由LED显示。输出信号的频率分成1 MHz～16 MHz和8 kHz～999 kHz两挡。

关键词：高频信号发生器；键控；单片机；芯片

O 引言

高频信号发生器是可以用来对收音机、录音机、电视机等家用电器的元器件性能进行测试和调试的一种能产生高频调幅／调频信号的专用仪器。不仅可测试晶体管放大器的频带，调试收音机选频网络中的中频信号，观察电感、电容器的高频特性，还可统调整个收音机中、短波段频率范围。

目前实验室所使用的低频信号发生器，其最高输出频率一般小于1 MHz。例如：集成函数波形发生器一般都采用扫频信号发生器ICL8038或集成函数发生器5G8038，它们都只能产生300 kHz以下的中低频正弦波、矩形波和三角波，且频率与占空比不能单独调节，给使用带来很大不便，也无法满足高频精密信号源的要求，不能满足高速电路调试的需要，而购买一台高频信号发生器价格又相当昂贵。因此有必要研制一种低价格、高性能的高频信号发生器。

本文所介绍的高频信号发生器能输出8kHz～16 MHz的方波、正弦波和三角波等信号，频率与占空比能单独调节；采用了数字频率合成器，使输出信号频稳度和晶体振荡器的相当。用户通过键盘输入所需的波形与频率数值，同时LED(发光二极管)显示电路将这些参数显示出来。此设计既能满足一般高速电路调试的需要，又可作为一般实验室的基本配置。

电子技术的发展，使得性能稳定的信号发生电路得到了广泛应用．其中低频、中频信号发生电路结构简单，经济，可靠，应用范围广阔，而高频信号发生电路的频率稳定度、温度稳定性较差。随着集成芯片Ic制造工艺的发展和电路结构的更新，高性能的集成芯片得到了迅速发展，使得集成芯片在波形发生、信号处理、电视技术、测量技术、通信技术、信息运算、多媒体技术以及一般的电子电路设计等领域得到了非常广泛的应用，并极大地促进了相关领域的迅速发展。本文分析讨论了高性能的高频信号发生器在电子技术中的应用，给出了相应的典型应用实例(以MAX038为例)。

1系统设计

1.1 系统原理

整个系统的结构框图如图1.1所示，其中包括高频函数发生器、数字频率合成器、D／A转换器、单片机、键盘和数字显示电路及接口、低通滤波器共6个模块。

本设计采用高频函数发生器和数字频率合成器产生波形及频率。控制和管理电路由单片机及D／A转换模块组成。其主要功能是：对键盘输入的波形和频率选择等数据进行译码，计算出相应的控制参数，控制函数发生器和频率合成器输出正确的信号，并将其频率和波形参数用LED显示出来。低通滤波器主要用于滤除函数发生电路输出波形的高频干扰。

图1.1

下面具体介绍这几个模块。

a)键盘显示电路及单片机控制系统：控制和管理后面的信号发生电路。

b)数字频率合成器 J：选用间接式，即采用锁相环路、频率电压转换电路(鉴频器)等方法，对压控振荡器和标准频率进行比较，从而用误差电压控制输出信号。其优点是因从振荡电路直接输出，所以能提高信噪比；但本振噪声往往会增大。本系统采用数字频率合成器，使输出信号频稳度和晶体振荡器的相当。

c)D／A转换器：实际上有两个环节，即先将数字量转换为模拟电流，这是由D／A转换器实现的；再利用运算放大器来完成模拟电流到模拟电压的转换。

d)高频函数发生器：结构框图如图1.2所示。

图1.2 高频函数发生器结构框图

基准电压源提供2．5 V基准电压，主要用来为振荡频率控制器提供一个稳定电流，也可用做其他模块的基准。其基本振荡器是一个张弛振荡器，同时产生三角波和方波(A和B)。三角波分为两路：一直接送至多路模拟开关，另一路送人正弦波形成电路。正弦波形成电路把三角波转变成一个具有等幅的低失真的正弦波，送往多路模拟开关以供选择。方波(A和B)是一对内部差动矩形波信号，经差动比较器形成双极性矩形波信号。三角波、矩形波和正弦波输入到多路模拟开关，用两根地址线作为这3种波形的选择线。

e)低通滤波器：用来抑制高频噪声干扰。

1.2 硬件设计

键盘显示电路运用4个LED显示和l6个按键。显示电路用4个七段LED数码管显示波形选择和3位频率数值，将最低位小数点用做单独指示灯，指示频率的单位是kHz还是MHz。键盘按键安排如下：数字键0～9，设定键(#SET)，正弦波、方波、三角波输出选择的功能键，输出频率选择kHz、MHz按键，总共l6个键。键盘显示接口芯片采用北京市比高公司的BC7281A，是LED数码管及键盘接口专用控制芯片。它采用2线高速串行接口，只占用单片机3个I／O 端口；并且能同时控制多达l6位LED数码管以及64个键，符合设计的要求。控制系统采用ATMEL公司的单片机芯片。

数字频率合成器采用功能强大的大规模数字频率合成器MC145151来实现频率合成的功能。MC145151是一个标准的CMOS逻辑数字电路，包括的主要部件有数字鉴相器、锁定检测器、l4位÷Ⅳ计数器等。此外，芯片还有晶体振荡器和l4位基准分频器(÷尺计数器)电路，由一个3位译码器从8种分频比中选择出恰当的值，产生锁相环的基准频率，即 =A／R。鉴相器输出的差分信号经过由功放MAX427构成的低通滤波器后，对高频函数发生器的压控振荡器进行锁定。

D／A转换器选用AD公司的AD7541，它特别适合于精密模拟数据的获得和控制。高频函数发生器采用美信公司的MAX038芯片，其工作频率范围为8 kHz～ 16 MHz，使用±5 V电源。振荡频率由外接电容的电容量和输人电流大小决定，占空比的调整也可通过相应引脚的电压值改变。输出波形由两条地址线的输人数据决定，选择输出波形为正弦波、方波或三角波。

数字频率合成器MC145151的RA2、RA1和RA0端开路，相当于输入高电平，

÷值被设定为8 192。振荡频率8．192 MHz，经分频后可得到1 kHz的鉴相频率。单片机由P0和P2口输出的l4位数据D13～DO被送到MC145151的N13～NO端，以设定Ⅳ值。函数发生电路的同步信号OUT2送到MC145151的Fin端，Ⅳ分频后与比较检出相位，与相位差有关的信号经它的PDV和PDR输出，并经运算放大器MAX427变换为±2．5 V的信号后，送函数发生器的FADJ端。由于函数发生器与MC145151组成了频率锁相环PLL，输出频率被锁定在N×．厂R，因此函数发生电路的输出频率可在8 kHz～16．383 MHz范围内调整，调整增幅为1 kHz。单片机同时将D13～D2送到D／A转换器MX7541的BIT1一

BIT12端进行D／A转换，输出信号经运放MAX412变换成2 A～750 A的电流信号，然后送到函数发生器的输人端作为频率粗调信号，以将输出频率调到频率锁相环的捕捉范围，然后再由锁相环将输出频率锁定在D13～DO所设定的频率。函数发生器的输出端接一个50 MHz的低通滤波器，从而使16 MHz以内的正弦波、方波和三角波信号顺利地通过滤波器输出。

1.3 软件设计

本文主要的软件设计有：通过键盘显示控制芯片BC7281A的键盘输人及LED 显示，主要涉及到BC7281A的时序、控制及寄存器的使用，包括信号发生器的频率数值、频段选择、波形选择的键盘输人和LED显示，以及单片机对送给频率合成器MC145151和D／A转换器AD7541的频率译码及输出。程序流程见图1.3。

图1.3 程序流程

在应用BC7281A芯片时，其时序非常重要。下面分字节写入和读出叙述BC7281A的时序，其时序图见图4。

图1.4 BC7281A时序图

a)字节写入：包括指令字节和数据字节。传送开始时，首先需要建立握手

信号，而BC7281A则在收到单片机的握手脉冲后在DAT线上输出一低电平，表示准备好，可以接收它的数据。单片机须在l5 s之内给出下一个CLK脉冲，同时要注意数据传送时的数据保持时间。

一个字节写入BC7281 A的汇编程序如下(要发送数据存于DATA—OUT)：

SEND_

OUT：

CLR CLK ／／在CLK输出一脉冲

SETB CLK

W AIT_ I：

JB DAT，WAIT1 ／／等待DAT变为低电平

CLR CLK ／／再输出一CLK脉冲

SETB CLK

W AIT_ 2：

JNB DAT，WAIT2 ／／等待DAT恢复高电平(输入状态)

MOV COUNT．#8

AGAIN：

MOV C。DATA— OUT．’／／输出BIT7

MOV DAT，C

CLR CLK ／／输出一CLK脉冲

SETB CLK

MOV A ，DATA— OUT

RL A

MOV DATA— OUT，A ／／DATA— OUT左移1位

NOP ／／短暂延时

NOP

DJNZ COUNT，AGAIN

SETB DAT ／／恢复DAT为高电平

RET

b)读出数据：其过程与写入数据时相似，不同的是，数据读出时单片机仅发送一个单一握手脉冲，而不像写入时一直发送到收到BC7281 A响应信

号；当8个数据位均读出以后，它还必须再发出一CLK脉冲表示接收完毕，BC7281 A才能从输出状态转成输入状态，准备接收下一指令。

从BC7281A读出一个字节汇编程序(接收到的数据存于DATA—IN)如下：

SEND

—

IN：

CLR CLK ／／发出一CLK脉冲

SETB CLK

W AIT3：

JB DAT，WAIT3 ／／等待DAT低电平响应信号

CLR CLK ／／再发出一CLK脉冲，准备接收数据

SETB CLK

MOV COUNT．#8

AGAIN：

NOP ／／短暂延时

NOP

MOV A，DATA ． IN

MOV C，DAT ／／读入一位

RLC A

MOV DATA_ IN，A

CLR CLK ／／发出CLK脉冲

SETB CLK

DJNZ COUNT，AGAIN

RET

1.4 PCB制作及系统测试结果

本设计制作的PCB(印制电路板)为101．6 mm×69．9 mm的双层板。高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须的，也是降低干扰的有效手段。由于信号发生器电路速度较高，且模拟和数字电路混合，因此在电路设计和PCB布局上都有所讲究。首先，函数发生器的模拟电源和数字电源端必须分开，在供电时要分别供电。其次，PCB上要用低阻地平面分别将模拟地和数字地连接，再在某一点上将两地相连。高频电路布线还必

须避免信号线近距离平行走线所引入的交叉干扰，但是同一层内的平行走线实在无法避免，所以在PCB反面大面积敷设地线来降低干扰，即“铺铜”。

测试实例如下：

a)由键盘输入#SET键，进行参数设定；依次输入波形选择方波、频率数值l6、频段选择MHz。示波器上能稳定显示相应的波形，图形如图5所示。显示的周期读数是0．061 s，即频率为16．39 MHz，误差分别仅为0．0015μs、0．39 MHz，即2．46％。

b)输入波形选择三角波、频率数值l6、频段选择MHz．示波器上显示相应的波形如图6所示。此时示·波器上显示的周期是0．062μs，即频率为16．13 MHz，误差分别仅为0．000 5μs、0．13 MHz，即0．8％。

c)输人波形选择正弦波、频率数值370、频段选择kHz，示波器上显示相应的波形如图7所示。此时示波器上显示的周期是2．70 ms，即频率为370．37 kHz，误差分别仅为0．002 7 ms、0．37 kHz，即0．09％。d)若输入超出8 kHz一16 MHz，输人20 MHz，示波器没有输出，PCB上红灯闪烁3次后熄灭，此时可按#SET键重新开始操作。

1.5 MAX038的基本性能

MAX038是高频率、高精度函数信号发生器。配用很少的外部元器件它就可以产生精确、高频率的三角波、锯齿波、正弦波、方波、脉冲波形等信号。利用内部2．5 v电压作参考配以外部的电阻及电容可实现输出频率0．1 m

一20 Mm ，占空比可调节范围为15％一85％，且占空比和频率的调节可以独立控制；通过设置两个吼兼容的选择管脚，还可实现不同波形的输出信号．输出具备低阻抗缓冲、低失真度(0．75％)和低温度漂移。兼容的SYNC管脚连接一个内部振荡器，输出5％占空比的不同波形信号，可作为本系统其它器件的同步信号。它被广泛应用于高精度函数信号发生、电压控制振荡、频率调制、脉冲宽度调制、锁相环、FSK发生器、频率台成等相关领域。

1.6 MAX038的典型应用

MAX038基本的应用接法如图2.11所示，管脚①是内部2．5 V电压参考；管脚②⑥⑨是模拟地；管脚③(A0)和④(AI)是两个订L兼容的不同波形选择管脚；管脚⑤内连振荡器，外连电容(15 pF~100 F，参与振荡)；管脚⑦是占空比调节端；管脚⑧是频率调节端；管脚⑩是控制频率的电流输人端；管脚⑨是相位检测输出，不用时该端可接地；管脚@是相位检测参考时钟输人端(相位检测不用时该端可接地)；管脚⑨(sYNC)是TFL／CMOS输出，不用时该端可不连接：管脚⑨是数字地；管脚12是数字电路(通常采用+5v，l nF 陶瓷电容高额退耦)供电输入端；管脚⑨(SYNC)不用时该端可不连接；管脚⑧是模拟电路正电源(通常+5 v)供电输入端；管脚⑧是模拟电路负电源(通常一5 v)供电输入端；管脚@是函数信号输出端．若负载是较大的容性负载．通常加一个5On的隔离电阻R 。

图2.l MAX038基本的应用接法

(1)不同波形的选择不同波形的选择如表l所示，X表示0和1(CMOS)皆可；调节占空比．可在下述波形基础上获得脉冲、锯齿等波形(图2.1中输出信号波形为正弦波)。

表2.1l 波形选择

(2)输出信号的频率R计算输出信号的频率由注入管脚④的电流、管脚⑧(cost)到地的电容和加在管脚⑧ (FADJ)上的电压决定。其中电流可在

2-750 A范围内取值，最佳性能取范围为10--400 A；电容可在20pF一100txF 范围内取值，最好选取漏电流小的非极性电容。电压在一24器件电路／DEVICE AND CIRCUITV一+24V范围内变化，会引起输出信号的频率R 的变化。

(3)外电阻、电容c 的选择

外电阻、电容c直接决定着输出信号频率随时问、温度的稳定性能，其选择非常重要。电阻通常选择金属膜电阻，等级至少为1％；电容C常选择低温度系数的非极性陶瓷电容；如果要获得一个较低频率的信号，只有选择较大容值的极性电容c 时，必须使电容的正极接地，负极接管脚⑤(COSC)，此

时，极性电容所具有的漏电流的因素会影响电容的充放电过程，从而导致信号波形质量变差，这时，根据输出信号的频率计算公式，应尽可能地使用小电流以减小电容的容值，改善波形质量。

1.7 MAX038锁相技术

MAX038内部有一个TII／CMOS相位检测器，能构成锁相环PLL电路(如图2.2所示)，这样可用外部信号同步MAX038的输出信号，且性能稳定。图2中外部信号连接相位检测器的输人端PDl(管脚16)；相位检测器的输出端

PDO(管脚12)独立或门输出一个矩形波电流，其频率与输出信号相同，通常相位检测器的输出端PDO经过RC(R 和C )滤波后连接到FADJ(管脚⑧)和一个电阻Rm，其中电阻Rm另一端接地，电阻R 的阻值决定了相位检测器的增益；相位

图2.2 MAX038锁相环PLL电路

器件与电路／DEVlCE AND CIRCUIT检测器的输出端PDO输出的矩形波电流可在0—500 A变化，其占空比在0％~100％变化(外部信号与MAX038输出信号的相位差为时，其占空比为0％；相位差为90。时，其占空比为50％；相位差为180~时，其占空比为100％)。

电路的锁相原理：相位检测器的输出端PDO(管脚8)输出的矩形波电流一部分流入FADJ，一部分流入电阻Rm。现在假使外部信号与MAX038输出信号的相位已锁定，因某种原因相位差增大，这将引起PDO电流增加，且占空比增加，则流入电阻R即的电流增大，从而引起电压肿，的增加(电阻Rm阻值越大，电压删的增加越大)；电压删的增加反过来使MAX．8输出信号的频率减小，使得相位差减小，以维持已锁定相位。锁相环系统的增益K为

Kv=K0×K0 (6)

式中：Kn为相位检测器增益，即KD=0.318xR (v／rad)；为内部振荡器增益，即Kv=3.43×W(rad／s)。

当内部相位检测器不用时，相位检测器的输入端PDI(管脚⑧)和输出端PDO(管脚6)应该接地：

还可利用外部相位检测器构成锁相环PLL电路，同样可做到用外部信号同步MAX038的输出信号

1.8 MAX038高额印刷电路板设计

采用多层印刷电路板(最好使用4层以上)布线技术和低阻抗的大面积布地，以保证电路的接地、屏蔽和隔离良好．同时减小电路俸积；印刷板布线时，信号线尽可能短、直，不要布设90。的拐角，尽可能使拐角圆滑，以减小寄生电容，特别是COSC端(管脚@)的电容C 接地(大面积地)线要尽可能的短，减小外信号在该点的耦台；信号传输线较长时．采用微带线的设计技术，保证阻抗匹配。

电路设计中尽量采用线性电源供电，并加接必要的滤波电路(最好采用多个电容并联的形式，如1 F的陶瓷或钽电容和1 nF的陶瓷电容并联组合)，有效减小电源纹渡，抑制电源干扰，从而提高电路信噪比，特别是使用SYNC 端(管脚@)时，必须注意在DV+端(管脚12)和DGND端(管脚14)之问加接l nF

的陶瓷电容；安装时，不要使用Ic插座，尽可能使用表面贴装器件，有效减小寄生的电抗，以获得较好的高频性能

2 稳定高频信号发生器锁相环式频率合成器

本设计考虑到要求的输出频率很高，且为了直观和方便输出调节，必须采用十进程控分频器，又尽可能采用近代集成度较高的一些芯片组成。这里实际使用了内部具有高集成度的含四级IACD 十进程控分频及基准频率振荡器和鉴相器的锁相环集成电路MC145163。为了能输出甚高频正弦波信号，压控振荡器采用压控集成电路MC1648，高速固定前置分频器采用MC12012，在这里只作为高速二分频用。使用可单电源工作的运算放大器I M358作为直流放大器，放大低通滤波器输出的直流压控电压，以扩展压控振荡器的频率可变范围。可见本系统设计全部由集成电路组成，体现了技术的先进性，可方便地达到了设计需求的性能指标。

本系统采用MC1648作为I c压控振荡器，其最高振荡频率可达225MHz。其使用比较简单，这里使用背靠背的一对变容二极管进行压控频率调节，是为了扩大输出频率线性控制范围。复盖设计频段。实际电路中采用了振荡线圈分段接入，通过电子开关进行自动切换(可通过数字逻辑电路对程控开关判断自动产生波段切换信号，此略)，同时对低通滤波器输出的约0-4伏的直流电压使用单电压供电的运算放大器I M358进行直流放大到O一13伏，以加大变容二极管电容可变化范围。采用LED这二项措施可使全频复盖系数大

于3．5倍。若要求输出调频信号，可从Vmod in端加入调制音频信号，电位器的位置及信号大小决定调频的频偏大小，因此本系统非常方便地可用作调频无线电广播高频信号源。由于MC145163的最高分频频率小于80MHz，因此压控振荡器输出的高频信号必须先用高速前置分频器进行预分频．这里考虑到步长要求的限制，只采用其中的二分频部分，由于鉴相频率设计为5kHz，采用固定高速二分频后可使输出频率间隔刚好为10kHz，从而与程控分频器十进置数和十进输出匹配。

图3.1 锁相环高频十进频率合成器总图

本锁相环式高频频率合成器由于采用了大规模集成电路，整体电路组合及环路参数设计变得很简单，主要考虑二点，一是鉴相频率，二是环路滤波器。由于选用了含有四级BCD／N程控分频器而其最高输入频率允许为

80MHz，故充分利用其内部分频器能够达到的最小输出频率问隔为10kHz，由于在压控振荡器之后巳引入了一级高速固定二分频器，为了使输出频率问隔达到10kHz，本设计中必须取鉴相频率为5kHz。这可通过设置MC145163

内部的参考频率分频器可使鉴相频率为5kHz。

在PLL中环路低通滤波器的设计十分重要，它影响到环路性能如捕捉时问及整机信噪比。若低通滤波器的时间常数大，截止频率低，则输出信噪比高，频谱纯，但环路入锁的捕捉时间就长，对于需要快速转换信道变频的使用场合应设计低通滤波器的截止频率较高些。对于本系统设计考虑是作为通用高频仪器或作调频广播信号源用，对捕捉时间要求不高，又由于要求能进行高频调频，故低通滤波器的截止频率应取得较低(这里设计中取小于10Hz)。电

路中采用无源比例积分低通滤波器，(见图3中由R1．R2．C1组成)结构简单，性能稳定，调试方便。图3中输出频率的预置是通过四位BCD拨码开关实现，若使用单片机对MC145163进行并行程控，更可增加功能，例直接显示输出频率，并可进行多组输出频率的存储和调取，使用更加方便，直观。

本锁相环式高频频率合成器的设计制作全部由集成电路组成，尤其选用了MC145163p锁相电路块，实现了输出频率能以直观方便的十进制方式改变，且最小频率间隔达到10kHz，由于采用了高频集成压控振荡器，本锁相式高频频率合成器的高频输出频率范围从29．00MHz至99．99MHz。频率点达到七千个，频率稳定度优于±5ppm，可为等幅正弦波，也可为调频波，扩大了应用范围。

3 结束语

键控式高频信号发生器设计的特点是控制和管理电路由单片机实现，使频率设置和波形选择等操作可用键盘输人，软件编程与功能增加及修改十分方便；其外围电路全面采用数字电路方案，工作稳定可靠。由于晶体振荡器具有很好的长期时间稳定性，锁相环具有很好的短期时间稳定性，两者相结合可在设计要求的频率范围8kHz一16 MHz内获得近似晶体振荡器的频率稳

定度，这是本设计的重要特点。另外，函数发生器电路产生的信号波形很好，其中正弦信号的失真度仅为0．75％。对于小型通用信号产生器而言，这是一个比较理想的设计方案。

4 总结和体会

这次课程设计，我认为应该是我们这一届毕业生踏入社会之前的一个小小的脚步，是初涉社会的开端。不同性格，不同生存状态的同学可能会有不一样的人生感悟。有的人想到了现实社会的残酷，然后就不断激励自己努力再努力；有的人看到的是社会的机遇，他们将会很乐观的面对将来的每一次挑战；也有人，可能认为自己的责任过于重大，所以他们会选择逃避现实，一辈子安分首己就可以了；对我，我想说，机遇也好遭遇也罢，大学生为什么就不能多学一点东西呢，难道我们就只注重课本上的知识，而忽略动手实践能力么？其实，课程设计结束了，大家都明白了，其实，我们最大的缺点就是还不能够灵活的作到理论与实际的联系。因此我们每个人都无法选择逃避现实，除了勇敢面对，我们也无从选择！明年，当我们要踏上人生另一旅程的时候，不免会有很多人都感到茫然失策、孤单无助，但生活的路谁都无法预设，只能一步一步摸索，但只要方向正确，不走入歧途，哪条路都是通向光明的大道。

一周的时间是短暂的，但这我想我们得到的绝不仅仅是专业技术等等表面上的东西，更深一层的是对人生的感悟，对未来的想法，年轻人的桀骜不驯在此时已经不在有意义，取而代之的是理性的思维。我们应该具备什么样的能力，我们适合什么样的人生，我们应该在怎样的岗位上实现自己的人生价值，我们又应该怎么做才能对得起父母，对得起自己，对得起朋友，对得

起辛勤培育我们的老师。总之，无论我们选择怎样的人生，我们都要争取作好摆在我们面前的每一件事情！

参考文献：

[1]聂汉平．高频精密函数波形发生器设计[J]．国外电子元器件，2001(1)：63．66．

[2]陶岚，黄采伦．数字频率合成器的设计与实现[J]．电子仪器仪表用户，2000，

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版社，I997．

[5]马小虎等编．多媒体数据压缩标准和实现北京：清华大学出版社，1996．

信号发生器毕业设计

信号发生器的设计与制作系别：机电系专业：应用电子技术届：07届姓名：张海峰摘要本系统以AD8951集成块为核心器件，AT89C51集成块为辅助控制器件，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。AD9851是AD公司生产的最高时钟为125 MHz、采用先进的CMOS技术的直接频率合成器，主要由可编程DDS系统、高性能模数变换器（DAC）和高速比较器3部分构成，能实现全数字编程控制的频率合成。关键词AD9851，AT89C51,波形，原理图，常用接法

ABSTRACT 5 The system AD8951 integrated block as the core device, AT89C51 Manifold for auxiliary control devices, production of a function signal generator to produce low cost. Suitable for students to learn the use of electronic technology measurement. AD9851 is a AD produced a maximum clock of 125 MHz, using advanced CMOS technology, the direct frequency synthesizer, mainly by the programmable DDS systems, high-performance module converter (DAC) and high-speed comparator three parts, to achieve full Digital program-controlled frequency synthesizer. Key words AD9851, AT89C51, waveforms, schematics, Common Connection

多功能信号发生器设计报告.doc

重庆大学城市科技学院电气学院EDA课程设计报告题目：多功能信号发生器专业：电子信息工程班级：2006级03班小组：第12组学号及姓名：20060075蒋春 20060071冯志磊 20060070冯浩真指导教师：戴琦琦设计日期：2009-6-19

多功能信号发生器设计报告一、设计题目运用所掌握的VHDL语言，设计一个信号发生器,要求能输出正弦波、方波、三角波、锯齿波，并且能改变其输出频率以及波形幅度，能在示波器上有相应波形显示。二、课题分析（1）．要能够实现四种波形的输出，就要有四个ROM（64*8bit）存放正弦波、方波、三角波、锯齿波的一个周期的波形数据，并且要有一个地址发生器来给ROM提供地址，ROM给出对应的幅度值。（2）．因为要设计的是个时序电路，所以要实现输出波形能够改变频率，就必须对输入的信号进行分频，以实现整体的频率的改变。（3）．设计要求实现调幅，必须对ROM输出的幅度信息进行处理。最简单易行的方法是对输出的8位的幅度进行左移（每移移位相当于对幅度值行除以二取整的计算），从而达到幅度可以调节的目的。同时为了方便观察，应再引出个未经调幅的信号作为对比。三、设计的具体实现 1、系统概述系统应该由五个部分组成：分频器（DVF）、地址发生器（CNT6B）、四个ROM 模块（data_rom_sin、data_rom_sqr、data_rom_tri、data_rom_c）、四输入多路选择器mux、幅度调节单元w。 2、单元电路设计与分析外部时钟信号经过分频器分频后提供给地址发生器和ROM，四个ROM的输出接在多路选择器上，用于选择哪路信号作为输出信号，被选择的信号经过幅度调节单元的幅度调节后连接到外部的D/A转换器输出模拟信号。（1）分频器（DVF）分频器（DVF）的RTL截图

丙类高频功率放大器课程设计

高频电子线路课程设计报告题目：丙类功率放大器院系：专业：电子信息科学与技术班级：姓名：学号：指导教师：报告成绩： 2013年12月20日

目录一、设计目的 (1) 二、设计思路 (1) 三、设计过程 (2) 3.1、系统方案论证 3.1.1 丙类谐振功率放大器电路 3.2、模块电路设计 3.2.1丙类谐振功率放大器输入端采用自给偏置电路 3.2.2丙类谐振功率放大器输出端采用直流馈电电路 3.2.3匹配网络 3.2.4 VBB 、Vcm、Vbm、VCC对丙类谐振功率放大器性能影响分析四、整体电路与系统调试及仿真结果 (11) 4.1 电路设计与分析 4.2.仿真与模拟 4.2.1 Multisim 简介 4.2.2 基于Multisim电路仿真用例五、主要元器件与设备 (14) 5.1 晶体管的选择 5.1.2 判别三极管类型和三个电极的方法 5.2电容的选择六、课程设计体会与建议 (17) 6.1、设计体会 6.2、设计建议七、结论 (18) 八、参考文献 (19)

一、设计目的电子技术迅猛发展。由分立元件发展到集成电路，中小规模集成电路，大规模集成电路和超大规模集成电路。基本放大器是组成各种复杂放大电路的基本单元。弱电控制强电在许多电子设备中需要用到。放大器在当今和未来社会中的作用日益增加。高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗，要求发射机具有较大的输出功率，而且，通信距离越远，要求输出功率越大。所以，为了获得足够大的高频输出功率，必须采用高频功率放大器。高频功率放大器是无线电发射设备的重要组成部分。丙类谐振功率放大器在人类生活中得到了广泛的应用，而且能高效率的将电源供给的直流能量转换为高频交流输出，研究它具有很高的社会价值。设计简单丙类谐振功率放大器电路并进行仿真，以及对丙类谐振功率放大器发展的展望。二、设计思路丙类谐振功率放大器工作原理图2-2-1为丙类谐振功率放大器原理图,为实现丙类工作,基极偏置电压V BB 应设置在功率的截止区。输入回路由于功率管处于截止状态，基极偏置电压V BB 作为结外电场，无法克服结内电场，没有达到晶体管门坎电压，从而，导致输入电流脉冲严重失真，脉冲宽度小于90o。由i C ≈βi B 知，i C 也严重失真，且脉宽小于90o。输出回路若忽略晶体管的基区宽度调制效应以及结电容影响,在静态转移特性曲线 (i C ～V BE )上画出的集电极电流波形是一串周期重复的脉冲序列,脉冲宽度小于半个周期。

信号发生器的设计方案综述【文献综述】

文献综述电子信息工程信号发生器的设计方案综述摘要：本文首先介绍了信号发生器的背景与应用，然后提出了基于直接数字频率合成(DDS)技术的信号发生器实现，概述了DDS的概念及基本结构，介绍了基于FPGA、单片机及专用芯片的信号发生器实现方案，最后对这些方案给出笔者的评价。关键词：DSP BUILDER；数字移相信号发生器；DDS 1引言在当今社会，信号发生器作为电子领域中的最基本、最普通、最广泛的仪器之一，是工科类电子工程师进行信号仿真实验的最佳工具。而信号发生器是指能产生测试信号的仪器，它主要用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。本文设计的数字移相信号发生器通过移相技术在数控、数字信号处理机、工业控翻、自动控制等各个领域得以应用[1]。 2 DDS概述直接数字频率合成DDS(Direct Digital Frequency Synthesizer)是一种采用数字化技术、通过控制相位的变化速度、直接产生各种不同频率信号的新型频率合成技术，标志着第三代频率合成技术的出现。它是把一系列数字量形式的信号通过数模转换器(DAC)转换成模拟量形式的信号[2]。目前使用的最广的一种DDS方式是利用高速存储器作查找表。然后通过高速DAC输出已经用数字形式存入的正弦波。具有频率切换时间短，频率分辨率高，频率稳定度高。输出信号的频率和相位可快速程控交换、输出相位连续、容易实现频率、相位和幅度的数控调制等优点[3]。图1 DDS基本结构 DDS是以数控的方式产生频率、相位和幅度可以控制的正弦波，如图1所示为基本DDS结构，由

相位累加器、相位调制器、正弦ROM查找表、D／A构成[4]。相位累加器是整个DDS的核心，它由一个累加器和一个N位相位寄存器组成，每来一个时钟脉冲，相位寄存器以相位步长M增加，相位寄存器的输出与相位控制字相加，完成相位累加运算，其结果作为正弦查找表的地址，正弦ROM查找表内部存有一个完整周期正弦波数字幅度信息，每个查找表地址对应正弦波中o。～360。范围的一个相位点，查找表把输入的地址信息映射成正弦波幅度信号，通过D／A输出，经低通滤波器后，即可得一纯净的正弦波。而所谓的移相，就是指两路同频的信号，以其中的一路为参考，另一路相对于该参考作超前或滞后的移动，即称为相位的移动。两路信号的相位不同，便存在相位差，简称相差[5]。两路信号的相位差用相位字来控制，只要相位字不同，就可得到两路不同相位的移相信号。 3 基于DDS的数字移相系统设计 3．1基于FPGA的实现传统使用FPGA的数字信号处理系统的设计，首先需要用仿真软件进行建模仿真，得到预想中的仿真结果后。再根据仿真过程和结果，使用硬件描述语言创建硬件工程，最后完成硬件仿真。整个过程漫长而繁杂，尤其困难的是仿真过程不够直观．一旦遇到问题无法及时准确地确定问题所在。而DSP Builder作为一个面向DSP开发的系统级(或算法级)设计工具，它架构在多个软件工具之上，并把系统级和RTL 级两个设计领域的设计工具连接起来，最大程度地发挥了两种工具的优势[5]。DSP Builder依赖于MathWorks 公司的数学分析工具Matlab/ Simulink ,DSP Builder允许设计者在Matlab 中完成算法设计,在Simulink 软件中完成系统集成,通过SignalCompiler模块生成Q uart usII 软件中可以使用的硬件描述语言(V HDL) 文件,它提供了QuartusII软件和MA TLAB/ Simulink工具之间的接口,通过DSP Builder 、SOPC Builder 、Quart usII 软件构筑的一套从系统算法分析到FPGA 芯片实现的完整设计平台[6]。 3．2基于单片机的实现基于单片机的信号发生器其核心内容是单片机的主程序，主程序对整个设计起着总控作用[7]。设计方案如图2所示．系统在程序控制下，先读取P3口决定波形信号类别，然后由Po口输出数据，经D／A转换后放大、滤波输出．波形频率在线调整是通过读取P2口上的拨码开关的编码，并根据该编码产生的数字量，在PO口输出一个数据后立即产生一个对应时长的延时时间来实现．幅度调整是通过接在DAC上的滑动变阻器来改变D／A转换的参考电压来实现[8]。

多功能信号发生器的设计与实现

题目多功能信号发生器的设计与实现学生姓名王振华学号 1213014069所在学院物理与电信工程学院专业班级电子信息工程指导教师梁芳完成地点物理与电信工程学院实验室 2016 年 6 月 2 日

多功能信号发生器的设计与实现王振华（陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业,2012级3班，陕西汉中 723000）指导教师：梁芳 [摘要]本文介绍的是利用STC12C5A60S2单片机和数模转换器件DAC0832产生所需不同信号的低频信号源，其信号幅度和频率都是可以按要求控制的。文中简要介绍了DAC0832数模转换器的结构原理和使用方法，STC12C5A60S2的基础理论，以及与设计电路有关的各种芯片。着重介绍了如何利用单片机控制D/A转换器产生上述信号的硬件电路和软件编程。信号频率幅度也按要求可调。本设计核心任务是：以STC12C5A60S2为核心，结合D/A转换器和DAC0832等器件，用仿真软件设计硬件电路，用C语言编写驱动程序，以实现程序控制产生正弦波、三角波、方波、三种常用低频信号。可以通过键盘选择波形和输入任意频率值。 [关键词]单片机； LCD1602；信号发生器；DAC0832

Design and implementation of multi function signal generator Author:Zhenhua Wang (Grade 12,Class 03,Major in Electronics & Information engineering ,Physics & Telecommunications engineering Dept., Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi) Tutor: Fang Liang Abstract:This article describes the STC12C5A60S2 microcontroller and digital to analog converter DAC0832 to produce the desired signal of the low frequency signal source, the signal amplitude and frequency can be controlled as required. The article briefly describes the structure of principles and use of the DAC0832 digital-to-analog converter, the STC12C5A60S2 basic theory and design of circuits a variety of chips. The paper focuses on how to use microcontroller to control the D / A converter to produce the hardware and software programming of the above signals. The signal frequency range is also adjustable as required.The core of the design tasks are: STC12C5A60S2 as the D / A converter and DAC0832 devices, circuit simulation software, design hardware drivers written in C, in order to achieve process control to produce sine wave, triangle wave, square wave, three commonly used low-frequency signals. Waveforms and enter any frequency value can be selected via the keyboard. Key Words：on STC12C5A60S2 function waveform generator DAC0832 square wave, triangle wave, sine wave,sawtooth wave

信号发生器设计(附仿真)

南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：信号发生器设计一、设计任务设计一信号发生器，能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。二、设计要求基本性能指标：(1)频率范围100Hz~1kHz；(2)输出电压：方波U p-p≤24V，三角波U p-p =6V，正弦波U p-p>1V。扩展性能指标：频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz，1kHz~10kHz；波形特性方波t r<30u s（1kHz，最大输出时），三角波r△<2%，正弦波r～<5%。三、设计方案信号发生器设计方案有多种，图1是先产生方波、三角波，再将三角波转换为正弦波的组成框图。图1 信号发生器组成框图主要原理是：由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路，三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。图2所示，是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。

图2 方波和三角波产生电路图3 比较器传输特性和波形利用差分放大器的特点和传输特性，可以将频率较低的三角波变换为正弦波。其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波，设计时需注意：差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好；三角波的幅值V 应接近晶体管的截止电压值。 m 图4 三角波→正弦波变换电路

图5 三角波→正弦波变换关系在图4中，RP 1调节三角波的幅度，RP 2 调整电路的对称性，并联电阻R E2 用来减小差分放大器的线性区。C 1、C 2 、C 3 为隔直电容，C 4 为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。波形发生器的性能指标： ①输出波形种类：基本波形为正弦波、方波和三角波。 ②频率范围：输出信号的频率范围一般分为若干波段，根据需要，可设置n个波段范围。 ③输出电压：一般指输出波形的峰-峰值U p-p。 ④波形特性：表征正弦波和三角波特性的参数是非线性失真系数r～和r△；表征方波特性的参数是上升时间t r。四、电路仿真与分析

函数信号发生器课程设计报告书

信号发生器一、设计目的 1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。 2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。 3.学会运用Multisim10仿真软件对所作出的理论设计进行仿真测试，并能进一步完善设计。 4.掌握常用元器件的识别和测试，熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。二、设计容与要求 1.设计、组装、调试函数信号发生器 2.输出波形：正弦波、三角波、方波 3.频率围：10Hz-10KHz围可调 4.输出电压：方波V PP<20V, 三角波V PP=6V, 正弦波V PP>1V 三、设计方案仿真结果 1.正弦波—矩形波—三角波电路原理图：

首先产生正弦波，再由过零比较器产生方波，最后由积分电路产生三角波。正弦波通过RC串并联振荡电路（文氏桥振荡电路）产生，利用集成运放工作在非线性区的特点，由最简单的过零比较器将正弦波转换为方波，然后将方波经过积分运算变换成三角波。正弦—矩形波—三角波产生电路：总电路中，R5用来使电路起振；R1和R7用来调节振荡的频率，R6、R9、R8分别用来调节正弦波、方波、三角波的幅值。左边第一个运放与RC串并联电路产生正弦波，中间部分为过零比较器，用来输出方波，最好一个运放与电容组成积分电路，用来输出三角波。

仿真波形：调频和调幅原理调频原理：根据RC 振荡电路的频率计算公式 RC f o π21 = 可知，只需改变R 或C 的值即可，本方案中采用两个可变电阻R1和R7同时调节来改变频率。调幅原理：本方案选用了最简单有效的电阻分压的方式调幅，在输出端通过电阻接地，输出信号的幅值取决于电阻分得的电压多少。其最大幅值为电路的输出电压峰值，最小值为0。 RC 串并联网络的频率特性可以表示为 ) 1(311112 1 2 RC RC j RC j R C j R RC j R f Z Z Z U U F ωωωωω-+=++++=+= = ? ? ? 令,1 RC o =ω则上式可简化为) ( 31 ω ωωωO O j F -+ = ? ，以上频率特性可分别用幅频特性和相频特性的表达式表示如下：

高频课程设计报告_调频发射机

调频发射机课程实验报告姓名：班别：学号：指导老师：组员：

小功率调频发射机课程设计一、主要技术指标： 1. 中心频率：012f MHz = 2. 频率稳定度 40/10f f -?≤ 3. 最大频偏 10m f kHz ?> 4. 输出功率 30o P mW ≥ 5. 天线形式拉杆天线（75欧姆） 6. 电源电压 9cc V V = 二、设计和制作任务： 1. 确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，并画出电路图。 2. 计算各级电路元件参数并选取元件。 3. 画出电路装配图 4. 组装焊接电路 5. 调试并测量电路性能 6. 写出课程设计报告书三、设计提示：通常小功率发射机采用直接调频方式，并组成框图如下所示：其中，其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进

行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。 1.频振荡级：由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。关于该电路的设计参阅《高频电子线路实验讲义》中实验六内容。克拉泼（clapp ）电路是电容三点式振荡器的改进型电路，下图为它的实际电路和相应的交流通路：实用电路交流通路如图可知，克拉泼电路比电容三点式在回路中多一个与C1 C2相串接的电容C3，通常C3取值较小，满足C3《C1 ，C3《C2，回路总电容取决于C3，而三极管的极间电容直接并接在C1 C2上，不影响C3的值，结果减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，且C3较小，这种影响越小，回路的标准性越高，实际情况下，克拉泼电路比电容三点式的频稳度高一个量级，达4 51010--。可是，接入C3后，虽然反馈系数不变，但接在AB 两端的电阻RL ’=RL//Reo 折算到振荡管集基间的数值（设为RL ’’）减小，其值变为 ''2' 22 3( )31,2 L L L L C R n R R C C ≈=+ 式中，C1，2是C1 C2 和各极间电容的总电容。因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小，C3越小，环路增益越小。减小C3来提高回路标准是以牺牲环路增益为代价的，如果C3取值过小，振荡器就会因不满足振幅起振条件而停振。 2.缓冲级：由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。

基于AD9850的信号发生器设计_毕业设计

基于AD9850的信号发生器设计摘要介绍ADI 公司出品的AD9850 芯片,给出芯片的引脚图和功能。并以单片机 AT89S52 为控制核心设计了一个串行控制方式的正弦信号发生器的可行性方案,给出了单片机AT89S52 与AD9850 连接电路图和调试通过的源程序以供参考。直接数字合成（DDS）是一种重要的频率合成技术，具有分辨率高、频率变换快等优点，在雷达及通讯等领域有着广泛的应用前景。系统采用AD9850为频率合成器，以单片机为进程控制和任务调度的核心，设计了一个信号发生器。实现了输出频率在10Hz~1MHz范围可调，输出信号频率稳定度优于10-3的正弦波、方波和三角波信号。正弦波信号的电压峰峰值V opp能在0~5V范围内步进调节，步进间隔达0.1v,所有输出信号无明显失真，且带负载能力强。该电路设计方案正确可行,频率容易控制,操作简单灵活,且具有广阔的应用前景。关键词：信号发生器；直接数字频率合成；AD9850芯片；AT89S52单片机

Abstract On the basis of direct digital synthesis(DDS)principle, a signal generator was designed , using AT89S52 single chip machine as control device and adopting AD9850 type DDS device .Hardware design parameters were given .The system can output sine wave ,square wave with wide frequency stability and good waveform .The signal generator has stronger market competitiveness , with wide development prospect ,in frequency modulation technology and radio communication technology fields. Key words: signal generator ；direct digital synthsis；AD9850；AT89S52

函数信号发生器设计报告

函数信号发生器设计报告一、设计要求设计制作能产生正弦波、方波、三角波等多种波形信号输出的波形发生器，具体要求：（1）输出波形工作频率范围为2HZ ～200KHZ ，且连续可调；（2）输出频率分五档：低频档：2HZ ～20HZ ；中低频档：20HZ ～200HZ ；中频档：200HZ ～2KHZ ；中高频档：2KHZ ～20KHZ ；高频档：20KHZ ～200KHZ 。（3）输出带LED 指示。二、设计的作用、目的 1. 掌握函数信号发生器工作原理。 2. 熟悉集成运放的使用。 3. 熟悉Multisim 软件。三、设计的具体实现 3.1函数发生器总方案采用分立元件，设计出能够产生正弦波、方波、三角波信号的各个单元电路，利用Multisim 仿真软件模拟，调试各个参数，完成单元电路的调试后连接起来，在正弦波产生电路中加入开关控制，选择不同档位的元件，达到输出频率可调的目的。总原理图：

3.2单元电路设计、仿真 Ⅰ、RC桥式正弦波振荡电路图1：正弦波发生电路正弦波振荡器是在只有直流供电、不加外加输入信号的条件下产生正弦波信号的电路。正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路四个部分。根据选频电路回路的不同，正弦波振荡器可分为RC正弦波振荡器、LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。其中，RC正弦波振荡器主要用于产生中低频正弦波，振荡频率一般小于1MHz，满足本次设计要求，故选用RC 正弦波振荡器。

基于51单片机的信号发生器设计报告

基于51单片机的信号发生器设计报告二零一四年十二月十一日

摘要根据题目要求以及结合实际情况，本文采用一种以AT89C51单片机为核心所构成的波形发生器，可产生方波、三角波、正弦波、锯齿波等多种波形，波形的频率可用程序改变，并可根据需要选择单极性输出或双极性输出，具有线路简单、结构紧凑、性能优越等特点。本设计经过测试，性能和各项指标基本满足题目要求。关键词：信号发生器 DAC0832芯片 LM358运放 89C51芯片

目录摘要...................................................................... 目录...................................................................... 第一章绪论................................................................. 1.1单片机概述........................................................... 1.2信号发生器的概述和分类.............................................. 1.3问题重述及要求....................................................... 第二章方案的设计与选择................................................... 2.1方案的比较........................................................... 2.2设计原理 ............................................................. 2.3设计思想 ............................................................. 2.4实际功能 ............................................................. 第三章硬件设计............................................................ 3.1硬件原理框图......................................................... 3.2主控电路 ............................................................. 3.3数、模转换电路....................................................... 3.4按键接口电路......................................................... 3.5时钟电路 ............................................................. 3.6显示电路 ............................................................. 第四章软件设计............................................................ 4.1程序流程图........................................................... 参考文献.................................................................... 附录1 电路原理图 .......................................................... 附录2 源程序............................................................... 附录3 器件清单......................................................

高频功率放大器_课程设计报告

高频电子线路课程设计报告设计题目：高频功率放大器设计专业班级电信09-3 学号 310908030305 学生姓名董一含指导教师高娜教师评分 2012年6月13日

摘要高频功率放大器是通信系统中发送装置的主要组件，用于发射机地末端。本课程设计的高频功率放大器电路由两极功率放大器组成，第一级为甲类功率放大器，第二级为丙类谐振功率放大器。分别对甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，从而设计出完整高频功率放大器电路，再利用电子设计软件multisim对电路仿真。关键词：甲类功率放大器、丙类功率放大器、multisim仿真。

目录 1设计要求 (1) 1.1已知条件 (1) 1.2主要技术参数 (1) 1.3具体要求 (1) 2原理分析 (2) 3电路设计 (3) 3.1电路概要设计 (3) 3.2丙类功率放大器设计 (3) 3.2.1放大器的工作状态 (3) 3.2.2谐振回路及耦合回路的参数 (4) 3.2.3基极偏置电路参数计算 (5) 3.3甲类功率放大器设计 (5) 3.3.1电流性能参数 (5) 3.3.2静态工作点 (6) 4高频功率放大器完整电路图 (7) 5电路仿真 (8) 6设计心得 (10) 参考文献 (11)

1设计要求 1.1 已知条件 +VCC=+12V,晶体管3DG130的主要参数为PCM=700mW，ICM=300mA，VCES≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。晶体管3DA1的主要参数为PCM=1W，ICM=750mA， VCES≥1.5V,hfe≥10,fT=70MHz,AP≥13dB。 1.2 主要技术参数输出功率P0≥500mW，工作中心频率f0≈5MHz，效率η＞50%，负载RL=50Ω。 1.3 具体要求分析高频功率放大器原理，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，利用电子设计工具软件multisim对电路进行仿真测试，分析电路的特性。

信号发生器的设计实现

电子电路综合设计总结报告设计选题 ——信号发生器的设计实现姓名：*** 学号：*** 班级：*** 指导老师：*** 2012

摘要本综合实验利用555芯片、CD4518、MF10和LM324等集成电路来产生各种信号的数据，利用555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路，其产生脉冲信号由CD4518做分频实现方波信号，再经低通滤波成为正弦信号，再有积分电路变为锯齿波。此所形成的信号发生器，信号产生的种类、频率、幅值均为可调，信号的种类、频率可通过按键来改变，幅度可以通过电位器来调节。信号的最高频率应该达到500Hz以上，可用的频率应三个以上，T,2T,3T或T,2T,4T均可。信号的种类应三种以上，必须产生正弦波、方波，幅度可在1~5V之间调节。在此过程中，综合的运用多科学相关知识进行了初步工程设计。

设计选题：信号发生器的设计实现设计任务要求：信号发生器形成的信号产生的种类、频率、幅值均为可调，信号的种类、频率可通过按键来改变，幅度可以通过电位器来调节。信号的最高频率应该达到500Hz以上，可用的频率应三个以上，T,2T,3T 或T,2T,4T均可。信号的种类应三种以上，必须产生正弦波、方波，幅度可在1~5V之间调节。正文方案设计与论证做本设计时考虑了三种设计方案，具体如下：方案一实现首先由单片机通过I/O输出波形的数字信号，之后DA变换器接受数字信号后将其变换为模拟信号，再由运算放大器将DA输出的信号进行放大。利用单片机的I/O接收按键信号，实现波形变换、频率转换功能。

基本设计原理框图（图1）时钟电路系统的时钟采用内部时钟产生的方式。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。晶振频率为11.0592MHz，两个配合晶振的电容为33pF。复位电路复位电路通常采用上电自动复位的方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。程序下载电路 STC89C51系列单片机支持ISP程序下载，为此，需要为系统设计ISP下载电路。系统采用MAX232来实现单片机的I/O口电平与RS232接口电平之间的转换，从而使系统与计算机串行接口直接通信，实现程序下载。方案一的特点：方案一实现系统既涉及到单片机及DA、运放的硬件系统设计，

信号发生器课程设计报告

目录一、课题名称 (2) 二、内容摘要 (2) 三、设计目的 (2) 四、设计内容及要求 (2) 五、系统方案设计 (3) 六、电路设计及原理分析 (4) 七、电路仿真结果 (7) 八、硬件设计及焊接测试 (8) 九、故障的原因分析及解决方案 (11) 十、课程设计总结及心得体会 (12)

一、课题名称：函数信号发生器的设计二、内容摘要：函数信号发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而此次课程设计旨在运用模拟电子技术知识来制作一个能同时输出正弦波、方波、三角波的信号发生器。三、设计目的： 1、进一步掌握模拟电子技术知识的理论知识，培养工程设计能力和综合分析能力、解决问题的能力。 2、基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。 3、学会运用Multisim仿真软件对所做出来的理论设计进行仿真测试，并能进一步解决出现的基本问题，不断完善设计。 4、掌握常用元器件的识别和测试，熟悉万用表等常用仪表，了解电路调试的基本方法，提高实际电路的分析操作能力。 5、在仿真结果的基础上，实现实际电路。四、设计内容及要求： 1、要求完成原理设计并通过Multisim软件仿真部分（1）RC桥式正弦波产生电路，频率分别为300Hz、1KHz、10KHz、500KHz，输出幅值300mV~5V可调、负载1KΩ。（2）占空比可调的矩形波电路，频率3KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。（3）占空比可调的三角波电路，频率1KHz，占空比可调范围10%~90%，输出幅值3V、负载1KΩ。（4）多用信号源产生电路，分别产生正弦波、方波、三角波，频率范围

高频电子线路课程设计实验报告

高频电子线路课程设计报告班级姓名指导教师日期

前言：课程设计是电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习电子技术的综合性训练，该训练通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成。学生通过动脑、动手解决若干个实际问题，巩固和运用在高频电子线路课程中所学的理论知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验技能，为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。本文设计了包括选频网络的设计、超外差技术的应用和三点式振荡器在内的基础设计以及振幅调制与解调电路的设计。选频网络应用非常广泛，可以用作放大器的负载，具有阻抗变换、频率选择和滤波的功能；超外差技术是指利用本地产生的振荡波与输入信号混频，将输入信号频率变换为某个预定的频率的电路，主要指混频电路；三点式振荡器用于产生稳定的高频振荡波，在通信领域应用广泛；振幅调制解调都属于频谱的线性搬移电路，是通信系统及其它电子线路的重要部件。在设计过程中查阅了大量相关资料，对所要设计的内容进行了初步系统的了解，并与老师和同学进行了充分的讨论与交流，最终通过独立思考，完成了对题目的设计。实验过程及报告的完成中存在的不足，希望老师给予纠正。

目录摘要 (4) 设计内容 (5) 设计要求 (5) 一、基础设计 (6) 1、选频网络的设计 (6) 2、超外差技术的设计 (9) 3、三点式振荡器的设计 (11) 二、综合设计：调幅解调电路的设计 (15) 1、调幅电路的设计： (15) 2、解调电路的设计 (20) 结束语 (26) 参考文献： (26) 心得体会 (27)

高频电子线路课程设计摘要本次课程设计主要任务是完成选频网络的设计、超外差技术的应用、三点式振荡器的设计这三个基础设计以及调幅解调电路的综合设计。其中采用LC并联谐振回路实现谐振频率为8.2MHz,通频带为600KHZ的选频网络；对超外差技术原理进行了学习并针对其主要应用收音机进行详细的说明；对三点式振荡器的构造原则和主要类型进行简明扼要地介绍，采用电容串联改进型电容三点式振荡电路完成一定振荡频率的振荡器的设计；充分了解了调幅解调的原理并进行详细说明，在此基础上设计幅度调制和解调电路。应用的主要软件为Protel99SE、Multisim10等。关键字：选频、超外差、三点式振荡器、调幅解调

函数信号发生器设计方案

函数信号发生器的设计与制作目录一.设计任务概述二.方案论证与比较三.系统工作原理与分析四.函数信号发生器各组成部分的工作原理五.元器件清单六．总结七.参考文献

函数信号发生器的设计与制一．设计任务概述（1）该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。（2）函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计（3）指标：输出波形：正弦波、三角波、方波频率范围：1Hz~10Hz，10Hz~100Hz 输出电压：方波VP-P≤24V，三角波VP-P=8V，正弦波VP-P＞1V；二、方案论证与比较 2.1·系统功能分析本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案： 2.2·方案论证方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率相信都很难控制。方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为0.001Hz～300K 方案四：采用分立元件设计出能够产生3种常用实验波形的信号发生器，并确定了各元件的参数，通过调整和模拟输出，该电路可产生频率低于1-10Hz的3种信号输出，具有原理简单、结构清晰、费用低廉的优点。该电路已经用于实际电路的实验操作。三、系统工作原理与分析采用由集成运算放大器与场效应管共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法，先通过比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，最后通过场效应管正弦波转换电路形成正弦波，波形转换原理图如下：

函数信号发生器设计报告

函数信号发生器设计报告目录一、设计要求 .......................................................................................... - 2 - 二、设计的作用、目的 .......................................................................... - 2 - 三、性能指标 .......................................................................................... - 2 - 四、设计方案的选择及论证 .................................................................. - 3 - 五、函数发生器的具体方案 .................................................................. - 4 - 1. 总的原理框图及总方案 ................................................................. - 4 - 2.各组成部分的工作原理 ................................................................... - 5 - 2.1 方波发生电路 .......................................................................... - 5 - 2.２三角波发生电路 .................................................................... - 6 - 2.３正弦波发生电路 .................................................................. - 7 - 2.４方波---三角波转换电路的工作原理 ................................ - 10 - 2.５三角波—正弦波转换电路工作原理 .................................. - 13 - 3. 总电路图 ....................................................................................... - 15 - 六、实验结果分析 ................................................................................ - 16 - 七、实验总结 ........................................................................................ - 17 - 八、参考资料 ........................................................................................ - 18 - 九、附录：元器件列表 ........................................................................ - 19 -