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Up-p≤24V，三角波Up-p=6V，正弦波Up-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tr<30us（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Vm应接近晶体管的截止电压值。 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，RP1调节三角波的幅度，RP2调整电路的对称性，并联电阻 RE2用来减小差分放大器的线性区。C1、C2、C3为隔直电容，C4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 Up-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 tr。 四、电路仿真与分析 五、调试 一、方波和三角波产生电路： 三角波的幅度与 R2 与（R3+RP1) 的比值有关。频率取决于 R2 与（R3+RP1) 的比值和积分电路时间常数（ R4+RP2)C2 。 频率为 100-1k 时，方波 Vpp=22.4V<24V；三角波 Vpp=6.02V； ...
