一、訓練目的
（1）掌握正弦波、三角波、矩形波和方波發生電路的工作原理；
（2）學會正弦波、三角波、矩形波和方波發生電路的設計方法；
（3）進一步熟悉電子線路的安裝、除錯、測試方法。
二、工作原理
正弦波、三角板、矩形波是電子電路中常用的測試訊號，如測試放大器的增益、通頻帶等均要用到正弦訊號作為測試訊號。下面分別介紹產生這三種訊號電路結構和工作原理。
1．正弦訊號發生器
正弦訊號的產生電路形式比較多，頻率較低時常用文氏電橋振盪器，圖7-1為實用文氏電橋振盪電路。圖中r1、r2、r3、rw2構成負反饋支路，二極體d1、d2構成穩幅電路，c2、r11（或r12或r13）、c1、r21（或r22或r23）串並聯電路構成正反饋支路，並兼作選頻網路。調節電位器rw2可以改變負反饋的深度，以滿足振盪的振幅條件和改善波形。
二極體d1、d2要求溫度穩定性好，特性匹配以確保輸出訊號正負半周對稱，r4接入用以消除二極體的非線性影響，改善波形失真。如k1接電阻r11、k2接r21，並且r11= r21=r，c1= c2=c，則電路的振盪頻率為：
7-1）
起振的幅值條件：
7-2）
圖7-1 正弦訊號發生器
通過調整rw2可以改變電路放大倍數，能使電路起振並且失真最小。該電路可通過開關k1、k2選擇不同的電阻以得到不同頻率的訊號輸出。
2．方波和矩形波發生器
方波發生電路如圖7-2，其基本原理是在滯回比較器的基礎上增加了由r4和c1構成的積分電路，輸出電壓通過該積分電路送人到比較器的反相輸入端。其中r3 、dz1和dz2構成雙向限幅電路，這樣就構成了方波發生器電路，其工作原理如下：
假設在接通電源瞬間，輸出電壓為(穩壓二極體dz1、dz2額定工作時的穩壓值)，這時比較器同相端的輸入電壓為
7-3）
同時輸出電壓會通過電阻r4給c1充電，反相端的輸入電壓就會逐步公升高，當反向輸入端的電壓略大於同相端輸入電壓時，比較器輸出電壓立即從翻轉為，這時輸出端電壓為，比較器同相端輸入電壓為
7-4）
這時輸出的電壓會通過r4對c1進行反向充電，當反相輸入端的電壓略低於時，輸出狀態再翻轉回來，如此反覆形成方波訊號。所產生方波訊號的頻率為
7-5）
圖7-2 方波發生電路
圖7-3 矩形波發生電路
如果在積分電路中加入元件d1、d2和rw1，則電容c1正向、反向充電時間常數不同，這樣就變成了矩形波發生電路，如圖7-3。在該電路中通過改變電阻器rw中心抽頭的位置（即調節電阻器）就可以改變矩形波的占空比。矩形波發生器的振盪頻率為
7-6）
3．三角波發生電路
圖7-4是用乙個比較器和乙個積分器組成的方波和三角波波發生器。其中r1、r2、rp1和ic1a組成過零比較器，如比較器的輸入端為正弦訊號或三角波訊號則輸出為方波；r3、r4、c1、rp2和ic1b組成積分電路，如果積分電路的輸入端輸入方波訊號，則積分器積分後就輸出三角波訊號。在該電路中積分器的輸出正好與比較器的輸入端相連，這樣積分器輸出的三角波觸發比較器，比較器自動翻轉輸出方波，而比較器輸出的方波訊號積分器積分後輸出三角波訊號，這樣就構成了三角波發生電路。
圖7-4 三角波發生電路
4．三角波-正弦波變換電路
我們選用差分放大器實現三角波-正弦波變換，電路如圖7-5，是利用差分對管的飽和與截止特徵實現的。其中q1、q2構成差分電路，q3、q4構成恆流源。圖7-6（a）為差分電路的傳輸特性曲線，圖7-6（b）輸入的三角波訊號，圖7-6（c）為輸出的正弦波訊號。
圖7-5 三角波-正弦波變化電路
從圖7-5可以看出，要實現三角波-正弦波轉換，輸入的三角波幅值應能讓差分電路中的電晶體進入非線性區，如果幅度太小，差分電路僅工作**性區，就無法實現三角波-正弦波轉換。在實際應用電路中，為使輸出波形更接近於正弦波，要求傳輸特性曲線盡可能對稱，線性區盡可能窄。圖7-5的三角波-正弦波變換電路中，r11調節三角波的幅度，r16調整電路的對稱性。
圖7-6 三角波-正弦波變換原理
三、設計任務
1.設計任務
利用運算放大器或三極體設計具有三角波、方波和正弦波輸出的簡單訊號源，具體要求如下：
（1）輸出三角波，頻率範圍：20hz—20khz，輸出幅度-7v—+7v連續可調；
（2）輸出與三角波同步的方波，頻率範圍：20hz—20khz，輸出幅度-7v—+7v。
（3）輸出與三角波同步的正弦波，頻率範圍：20hz—20khz，輸出幅度約-7v—+7v。
2.設計過程
（1）根據設計任務，提出實現方案。
（2）根據設計方案，設計實現的原理圖，並計算各元件引數。
（3）在矩陣板上安裝焊接電路。
（4）按照焊接後，應仔細檢查，再接通電源進行除錯。
（5）自行設計實驗**，記錄測試資料，並通過測試資料分析是否達到設計要求。
四、相關器材
（1）示波器1臺；
（2）直流穩壓電壓1臺；
（3）萬用表1只；
（4）矩陣板（萬用板）1塊；
（5）運算放大器、比較器、三極體以及電阻電容若干。
五、預備知識
（1）複習有關利用整合運算放大器實現正弦波、方波、三角波及鋸齒波發生器的原理。
（2）複習差分放大電路的工作原理並分析其傳輸特性曲線。
（3）分析三角波、方波及正弦波發生器的幅度及頻率需改變哪些元件引數，並熟悉其頻率計算方法。
六、設計報告要求
（1）畫出設計方案圖，並進行簡單分析。
（2）畫出設計好的實驗電路圖，簡單寫出引數計算過程，並在電路圖上標出元件數值。
（3）測量輸出的三角波、方波和正弦波的頻率範圍以及幅度範圍；
（4）畫出示波器上顯示的波形圖，特別注意方波、正弦波與三角波的相位關係，檢查是否達到設計的要求。
簡易正弦訊號發生器設計
課程設計 學院名稱電氣工程學院 指導教師 職稱班級 學號學生姓名 2016年 10 月 10 日 南華大學 課程設計 任務書 學院 電氣工程學院 題目 簡易正弦訊號發生器設計 起止時間 2016年9月10日至 2016年10月10日 學生姓名 專業班級 指導教師 教研室主任 院長2016 年 10 ...
5 7簡易函式訊號發生器的製作
集美大學實驗報告用紙 課程 電子工藝實習日期 2009年5月11日 班級 光電0811 學號 2008534003 姓名 鄭美玲成績 實驗四 5.7簡易函式訊號放生器的製作 一 簡要工作原理 圖5 7為由ne555組成的方波訊號發生器，在此基礎上經一級rc濾波器輸出三角波訊號，再經一級rc濾波器輸出...
簡易低頻訊號發生器的設計與製作
設計檔案 第 1 冊 共 1 冊 共 6 頁 電子產品設計及製作 專案參賽設計檔案 檔名稱 無 產品名稱 簡易低頻訊號發生器產品圖號 不填 本冊內容 簡易低頻訊號發生器產品的設計檔案批准 不填 2010 年 03 月 14 日 dac0832的主要分析 1 d a轉換器dac0832 dac0832...