1、基于 MultiSIM 的函数信号发生器仿真设计【摘要】为了便于理解函数信号发生器的原理和电路构成，采用Multisim10对函数信号发生器进行了仿真模拟，设计出线性度很好的正弦波、三角波和矩形波。在课堂上使电子技术教学更形象、灵活，调动了学生的学习积极性，活跃了课堂气氛，从而加深了学生对理论知识的理解。 【关键词】Multisim 函数信号发生器 仿真分析 函数信号发生器由正弦波、三角波和矩形波组成，通过 RC桥式正弦波振荡电路产生正弦波后，将正弦波经过零比较器得到同频的方波，将正弦波经过电压比较器和积分器产生三角波。振荡电路是一种能将直流能量转换成具有一定频率和幅度以及一定波形的交流能量输
2、出的电路，按振荡波形可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路，正弦波振荡电路是一种基本的电子电路，电子技术实验中经常使用的低频信号振荡器就是一种正弦波振荡电路。大功率的振荡电路还可以直接为工业生产提供能源。无论对于哪种振荡电路，用传统方法精确分析起振、振幅、振荡频率的大小都是十分困难的，而用 Multisim软件则可灵活方便的进行仿真分析。 一、MultiSim 仿真软件简介 MultiSim 是一款将电子电路设计及其测试分析相集成的电路设计仿真软件。它具备信号源、基本元器件、模拟数字集成电路、指示器件、控制部件、机电部件等各类元器件，可以对各类电路进行仿真，并且提供十多种虚拟仪器（如示波器、万
3、用表、信号发生器、波特图图示仪、功率表等） ，以及 18种仿真分析功能（如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、噪声分析、直流扫描分析等） 。由于元件库中有若干个与实际元件相对应的现实性仿真元件模型，配合强大的仿真分析，使结果更精确、更可靠。 二、函数信号发生器的系统设计 根据设计要求，函数信号发生器由正弦波、方波、三角波信号发生器、放大输出及直流稳压电源组成，设计出系统框图如图 1所示。 三、函数信号发生器的仿真分析 （1）正弦波仿真分析。运行 Multisim10，在绘图编辑器中选择直流电源、运算放大器、电阻、电容、电位器、二极管等元件，组成函数信号发生器的正弦波电路。其中由 U
4、1A LM324、R1、W1、C3、C4、J3 和R2、W2、C1、C2、J2，组成 RC桥式正弦波振荡电路，通过转换 J2、J3实现频率的粗调，调节电位器 W1、W2 实现频率的细调，达到频率的连续可调。由 VD1、VD2、W3、R3、R4 组成稳幅电路，使产生的正弦波幅度稳定。调整电位器 W3，观察示波器显示的正弦波，当调到 9%时，失真最小。（2）矩形波仿真分析。运行 Multisim10，在绘图编辑器中选择直流电源、运算放大器 U1B、电阻 R6、R12、稳压二极管 VD3、VD4 元件，组成函数信号发生器的矩形波电路。其输入端是正弦波，将正弦波产生电路输出的正弦波经过零比较器即可得到
5、同频的方波。 （3）三角波仿真分析。运行 Multisim10，在绘图编辑器中选择直流电源、运算放大器 U1C、U1D、电阻、稳压二极管、电容等元件，组成电压比较器和积分器，即产生函数信号发生器的三角波电路。 其仿真的电路用波形如下图所示。 四、结论 应用 Multisim10仿真软件进行工程设计，可以缩短设计周期，节省设计费用，提高设计质量；应用 Multisim10仿真软件进行仿真教学，在课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活，更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，更好地掌握所学的知识的目的。尤其适用于综合设计性实验项目，可有效克服传统实验与实验室开放的局限。学生可据所学知识和能力，自选实验内容，自行设计电路方案，进行电路分析，从而掌握电子电路的设计与仿真分析过程，对提高学生动手能力和分析问题、解决问题的能力、综合设计能力和创新能力，具有重要的意义。 参考文献： 1陈强.电子产品设计与制作M.电子工业出版社，2015. 2毛哲，张双德.电路计算机设计仿真与测试M.武汉：华中科技大学出版社，2003.
