电路设计宝典：信号发生器设计锦集

　　凡是产生测试信号的仪器，统称为信号源。信号发生器的振荡电路也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。本文搜罗了几个经典的信号发生器电路，为工程师及电子爱好者设计信号产生电路提供参考。

　　一、正弦信号产生电路

　　文氏电桥振荡器是最经典的正弦信号产生器，其优点是：不仅振荡较稳定，波形良好，而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。 RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间，构成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻，构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。

　　由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图

　　二、脉冲信号发生器电路

　　在很多设备的检测中，需脉冲信号源，但标准的脉冲信号源电路较为复杂，价格较高，电子爱好者不易办到。为此，本文设计一款简单脉冲信号发生器，其效果较为理想。

　　本信号发生器主要采用两块TTL集成电路（74LS00和74LS221），由于TTL中的晶体管工作于饱和区域，因此电路工作稳定，输入输出阻抗比较低，不易受到周围杂散电磁场的干扰，开关速度快，功耗低，使电路的抗干扰度得到提高。74LS00由四个与非门组成，其中三个构成方波振荡电路，由最后一个与非门的输出反馈到第一个与非门的输入，因此经过了奇数次的反相，使信号相位相反，激起电路来回振荡，接入电阻和电容就可以得到频率可调的振荡电路。

 

　　三、高频信号发生器

　　频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器。一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。主要用途是测量各种接收机的技术指标。输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到1微伏以下。

　　此高频信号发生器由高频石英晶体振荡电路和告警电路组成。其工作原理为：振荡器电路由稳压管VD1和三极管VT1，石英晶体谐振器SJT，电容器C1、C2并联谐振槽路以及其它电阻、电容等原件组成。该振荡器为单管调谐变量器反馈式振荡电路，在反馈回路中，串接了石英晶体谐振器SJT，振荡频率工作在石英晶体谐振器相串联的固定电容C2，空气微调电容器C1 用来补偿石英晶体谐振器获得最佳的激励功率。 [p]

　　四、低频信号发生器

　　低频信号发生器包括音频（200～20000赫）和视频（1赫～10兆赫）范围的正弦波发生器。主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。

　　本电路具有良好的线性和精度，输出为每秒1000个脉冲时，误差只有1%。如果每秒10个脉冲，其误差可以减少到0.001%。由于可控硅整流器SCR的阴极是连接到运算放大器的相加点。所以应采用负电压控制。对于正输入电压可以倒相后输入。

　　电路复位是由R-S触发器和延时倒相器来完成。平时触发器Q输出端为低电平，故可控硅SCR截止，积分器的输出通过二极管VD1加至三极管VT1的基极。当积分器输出达到大约1.4V的时候，晶体管导通，使触发器置位。此时触发器的Q输出变成高电平，可控硅SCR导通，积分电容放电。Q输出的高电平经 1us延时和倒相后使触发器复位，积分电容C放电到大约0.7V的时候，可控硅截止，于是第二个积分周期开始。