信號發生器一般指能自動產生正弦波、方波、三角波電壓波形的電路或者儀器。電路形式可以采用由運放及分離元件構成;也可以采用單片集成函數發生器。這里，采用分立元件設計出能夠產生3種常用實驗波形的信號發生器，并確定了各元件的參數，通過調整和模擬輸出，該電路可產生頻率低于10 Hz的3種信號輸出，具有原理簡單、結構清晰、費用低廉的優點。該電路已經用于實際電路的實驗操作。
1波形轉換原理
1.1方波和三角波的產生
方波-三角波-正弦波信號發生器電路由運算放大器電路及分立元件構成，其結構如圖1所示。它利用比較器產生方波輸出;方波通過積分產生三角波輸出。
1.2 利用差分放大電路實現三角波-正弦波的變換
波形變換原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性，波形變換過程如圖2所示。由圖2可以看出，傳輸特性曲線越對稱，線性區域越窄越好;三角波的幅度Uim應正好使晶體接近飽和區域或者截至區域。
2電路設計及參數調整
根據設計功能，電路的設計過程分為正弦波、方波、三角波3部分。
2.1 方波與三角波的產生及轉換電路
圖3中U1構成同相輸入遲滯比較器電路，用于產生輸出方波。運算放大器U2與電阻Rp2及電容構成積分電路，用于將U1電路輸出的方波作為輸入，產生輸出三角波。
2.2 正弦波產生電路
正弦波產生電路如圖4所示。由于選取差分放大電路對三角波一正弦波進行變換，選擇KSP2222A型的管，其靜態曲線圖像如圖5所示。
根據KSP2222A的靜態特性曲線，選取靜態工作區的中心靜態電流和電壓分別為：
因為靜態工作點已經確定，所以靜態電流變成已知。根據KVL方程可計算出鏡像電流源中各個電阻值的大?。?/p>
2.3 系統集成
把各分電路集中在一塊電路板上，共用電源和接地端后，整個信號發生器的結構變得緊湊美觀，集成電路圖如圖6所示。
3模擬實驗結果及分析
3.1模擬結果
利用Multisim軟件畫出電路圖，在相應點接上示波器，模擬電路結果。
改變Rp2的值，由2.4 kΩ變為5.6 kΩ的輸出結果對比如下。
3.2 結果分析
(1)頻率范圍
為便于測量，將電路圖上的方波信號接入示波器，并合上C1=10μF的開關，斷開C2=1μF的開關，然后調節Rp2，并測出此時方波信號頻率的變化范圍;斷開C1的開關，合上C2的開關，按照同樣的方法調節Rp2，并記錄方波信號頻率的變化范圍，結果如表1所示。
電路的三種輸出波形對比如圖7所示。
(2)輸出電壓
方波信號接入示波器，調節Rp1，得方波峰峰Vpp=14 V;撤除方波信號并接入三角波信號，調節Rp1，測得三角波峰峰值Upp=5 V;將正弦波信號接入示波器，調節Rp3和Rp4，測得正弦波峰峰值Upp=2.8 V。
函數信號發生器的性能指標主要取決于元器件的選擇以及電路元器件參數的選擇。在電路中接入示波器將對電路的負載匹配產生一定的影響，進而影響波形輸出。該設計中采用Multisim軟件對設計出的電路進行模擬，對結果進行了仿真，電路可產生低于10 Hz的三種信號波形，輸出電壓可以達到合理范圍，該電路已經應用于實驗操作中。
