多功能低频函数信号发生器的设计
一、设计任务与要求1、设计任务设计一能产生正弦波、方波、三角波的多功能低频函数信号发生器。2、基本要求（1）可同时输出正弦波、方波、三角波。（2）信号频率：10Hz10KHz。（3）频率稳定度：Δf／f＜103／日（4）频率控制方式通过改变RC时间常数控制频率手动方式通过改变控制电压Vi实现压控频率自动控制方式。fΨ（Vi），Vi110V。（5）波形精度：方波：如图241，上升沿和下降沿tr、tf时间均应小于2us。三角波：如图242，线性度δ／Vom＜2。
正弦波：谐波失真度
N

Vi
2
i2
V1
2
09Vom01Vom
Vom
δ
tr
tf
（a）方波
方波
图241波形精度测量示意图
（b）三角波
（V1为基波有效值，Vi为各次谐波有效值）（6）输出方式：
①作电压源输出时，要求：输出幅度连续可调，最大输出电压的峰峰值不小于20V。当RL100Ω1KΩ时，输出电压相对变化率ΔV0／V0＜1（即要求r0＜11Ω）。
②作功率输出时，要求：最大输出功率大于1W。
③作电流源输出时，要求：输出电流连续可调，最大输出电流的峰峰值不小于200mA。当RL0Ω90Ω时，输出电流相对变化率ΔI0／I0＜1（即要求r0＞9KΩ）。
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f（7）具有输出过载保护功能当因RL过小而使I0＞400mA（峰峰值），输出晶体管自动限流，以免进一步损坏元件。
二、基本工作原理1、波形发生部分（1）方案1
三角波
积分器
比较器
方波
正弦函数转换器
正弦波
图242波形发生方案1
先产生三角波方波，再将三角波变换为正弦波。其原理框图如图242所示。（2）方案2先产生正弦波，然后由比较器产生方波，再将方波通过积分器变换三角波。其原理框图如图243所示。
正弦波发生器
过零比较器
积分器
正弦波
方波
三角波
图243波形发生方案2
2、输出方式（1）用作电压源输出和功率输出时，采用电压串联负反馈，如图244所示。（2）用作电流源输出时，采用电流串联负反馈，如图245所示。
方波三角波正弦波
输出电流
A
扩展电路
W
RFR1
V0
AV
VoVi
1
RFR1
RL
图244电压输出、功率输出原理图
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f方波三角波正弦波
A
输出电流扩展电路
I0RL
AIV
I0Vi

R1RFRSR1RS
W
RFR1
RS
AV
VOVI

R1RFRSRLR1RS
图245电流输出原理图
三、单元电路设计参考
1、三角波形成电路
（1）利用恒流源对电容充放电实现三角波
利用恒流源对电容充放电可以实现三角波，其关键是需要一个恒流特性很好的恒流源和一
个漏电很小、损耗和吸附效应很小的电容器，如聚苯乙烯电容器和聚四氟乙烯电容器，且电容
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