基于Multisim的非正弦波信號發(fā)生器設計與仿真

張愛英+毛戰(zhàn)華

摘 要： 在電子電路中，矩形波、三角波、鋸齒波統(tǒng)稱為非正弦波，所設計的非正弦波信號發(fā)生器以矩形波發(fā)生電路為基礎，在其輸出端加積分運算電路及相應的輔助電路產(chǎn)生三角波或鋸齒波信號，輔以外圍電路設計，實現(xiàn)信號頻率、幅值、占空比調(diào)節(jié)。在Multisim 10開發(fā)環(huán)境中搭建該電路并進行了驗證分析，結(jié)果表明，電路達到了設計要求，實現(xiàn)了預期功能。

關鍵詞： 非正弦波； 信號發(fā)生器； 仿真； Multisim 10

中圖分類號： TN702?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）13?0146?04

Design and simulation of non?sinusoidal wave signal generator based on Multisim

ZHANG Ai?ying， MAO Zhan?hua

（ College of Science and Information， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， China）

Abstract： Rectangular wave， triangle wave and sawtooth wave are collectively referred to as non?sinusoidal wave in the electronic circuit. The non?sinusoidal signal generator designed in this paper is based on a rectangular wave generating circuit. It can generate triangle wave or sawtooth wave by adding an integral circuit and auxiliary circuit at its output end. The signal amplitude， frequency and duty ratio can be controlled by designing the auxiliary circuit. This circuit was built and analysed in the Multisim 10 development environment. The results show that the circuit meets the design requirements and can realize the expected function.

Keywords： non?sinusoidal wave； signal generator； simulation； Multisim 10

0 引 言

在實際的電子電路應用中，除了常用的正弦波信號之外，還經(jīng)常用到矩形波、三角波、鋸齒波等非正弦波信號。矩形波信號發(fā)生電路只有高電平、低電平兩個暫態(tài)，而且兩個暫態(tài)自動地相互轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生自激振蕩[1]。以矩形波發(fā)生電路為基礎，在其輸出端加積分運算電路及相應的輔助電路即可產(chǎn)生三角波或鋸齒波信號，通過對外圍輔助電路的設計可構(gòu)成頻率、幅值、占空比可調(diào)的非正弦波信號發(fā)生器。下面介紹對非正弦波信號發(fā)生器的電路設計及在Multisim 10環(huán)境中的仿真實現(xiàn)。

1 電路結(jié)構(gòu)與工作原理

非正弦波信號發(fā)生電路如圖1所示，運算器U1的輸出端可輸出矩形波，運算器U2A的輸出端可輸出三角波或鋸齒波，且波形的幅值和頻率均可調(diào)節(jié)。

圖1 非正弦波信號發(fā)生器在Multisim中的仿真電路

1.1 矩形波發(fā)生原理

矩形波發(fā)生電路是其他非正弦波發(fā)生電路的基礎，典型的正弦波發(fā)生電路如圖2所示，由反向輸入的滯回比較器和RC電路組成，滯回比較器的作用使得電路的輸出要么是高電平[+UZ，]要么是低電平[-UZ，]RC電路作為延遲環(huán)節(jié)確定每種狀態(tài)維持的時間[2]。……