简易多波形信号发生器的设计与仿真_田清华
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简易多波形信号发生器的设计与仿真
SimpleDesignandSimulationWaveformSignalGenerator
田清华
(石家庄职业技术学院人事处，河北石家庄050081)
【摘要】本文根据电子电路的相关理论原理对简易多波形信号发生器电路进行设计，利用分立元件，借助protues软件进行电路创建，波形仿真，并对有关问题进行分析讨论。
【关键词】方波电路；三角波电路；正弦波电路；仿真
【Abstract】Inthispaper,basedontherelatedtheoryofelectroniccircuitprincipletodesignmorethansimplewaveformsignalgeneratorcircuit
usingdiscretecomponent,withthehelpofprotuessoftwarecircuit,waveformsimulation,andanalyzetherelevantproblemsarediscussed.
【【Keywords】Squarewavecircuit；Trianglewave；Sinewavecircuit；Circuitsimulation
0引言
信号发生器在电子电路实验中用得最多的是方波、三角波、正弦波、脉冲波等多种电压波形，基本的信号发生器能产生方波、三角波、正弦波三种波形，其电路构成多种多样，可以通过分立元件、运放电路或专用的集成电路来构成。本文通过运放级联电路外加低通滤波器构成一个简易的多波形信号发生器。
1V／Div，这时我们可以在示波器上看到如图4所示的方波、三角波、正弦波电压波形。按动RV1调整电位器的电阻，可以看到当RV1电阻增大时，输出波形的周期减小，当RV1电阻减小时，输出波形的周期增大，波形发生器的周期可以通过改变RV1的大小来调整。从示波器的波形图上可以看出正弦波与三角波有一定的相移，这是因为积分电路本身是一个相移滞后电路，所以经过二阶积分电路，正弦波比三角波相位落后了一定的角度[3]。
以集成运放为核心器件构成的多波形发生器，具有电路结构简单、成本低廉、波形稳定、搭建方便等优点，能够输出实验测试常用的正弦波、方波和三角波信号，而且信号的频率和幅度均可以调节，且电路所含基础模块丰富，适用于学校的教学实验演示和业余制作测试。
1多波形发生器电路设计思想
利用电压比较器和积分器同时产生方波和三角波，其中方波由电压比较器产生，输出的方波经积分器积分后得到三角波，三角波通过低通滤波器生成正弦波[1]。
2
2．1
单元电路设计
方波发生器电路
方波发生器电路由滞回比较器和RC负反馈电路组成，电路为自激振荡电路。其中电阻Rf和电容C构成积分电路，起反馈和延迟作用,通过RC充，放电实现输出状态的自动转换；集成运放A和R1、R2组成滞回比较器，起开关作用；比较器输出电压VO被双向稳压管限幅，在比较过程中，输出电压被稳定在正负VZ（VZ为稳压管的稳定电压）而保持恒定。
图3
整体仿真电路
图1方波发生器电路图2三角波发生器电路
三角波发生器电路
三角波发生器的电路如图2所示，其中前半部分为滞回比较器，后半部分为积分电路，滞回比较器的输出VO1经积分器积分即可得到三角波，而积分器输出的三角波反馈到滞回比较器的同相输入端，触发比较器自动翻转形成方波，这样就构成三角波-方波发生器，方波的输出电压VO1=±VZ，三角波的输出电压为Vo=(R1/R2)VZ。2．3正弦波发生电路
将三角波展开为傅立叶级数可知，它含有基波和3次、5次等奇次谐波，因此通过低通滤波器取出基波，滤除高次谐波，即可将三角波转换成正弦波[2]。
2．2
图4整体仿真电路波形Ｓ【参考文献】
3电路仿真
［1］童诗白．模拟电子技术基础[M]．3版.北京高等教育出版社，2001．［2］胡宴如．模拟电子技术[M]．北京高等教育出版社，2000．
［3］乜国荃．基于555的函数发生器的设计与仿真分析[J]．榆林学院学报，2009，4:
利用protues对多波形发生器电路进行仿真，首先按图3所示电路图绘制电路图，启动仿真开关，打开示波器控制面板，在其Timedase区设置x轴时基扫描时间为5ms／Div，在channelA、channelB、channelC区分别设置A、B、C通道输入信号在Y轴上的显示刻度为：
36-38．
［责任编辑：丁艳］
作者简介：田清华（1978—），女，硕士，石家庄职业技术学院，讲师。
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