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
=6V，正弦波U p-p>1V。
p-p
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）用仪器测量上升时间，三角波r△<2%，正弦波r
<5%。（计算参数）
～
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。（差模传输特性）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
应接近晶体意：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
m
管的截止电压值。
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。取Ic2上面的电流（看输出）
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。(n>3)
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
实验仿真电路图如图
