基于LM324的信號發生器設計與仿真

方波信號squ通過R7和RV4接放大器的反相輸入端，輸出信號由R7，RV4與組成的RC電路進行積分變換產生的三角波tri。電容通過波段開關(該開關應該與選頻率網絡的波段開關同步)選擇，以改變不同頻段電路的積分時間常數，電位器RV4可以調節輸出信號的幅度。為獲得線性良好的三角波，采用電阻R8進行負反饋限幅，并在選擇元件參數時，應使積分電路的時間常數τ=RC大于方波信號周期的一半(方波的寬度)。如信號頻率為100Hz，則方波的寬度為0．005s，若取C=1μF，則R>5kΩ。

3 電路仿真與測試
在Proteus中繪制圖3～圖5所示各部分電路，三部分電路按照圖1所示關系連接，再將各部分電路的輸出端接虛擬示波器，然后開始仿真，即可觀察到圖6所示的仿真波形。Proteus中原理圖的繪制與仿真見文獻。在仿真過程中，有幾個問題需要注意：根據理論推算，正弦波產生電路在放大器的增益大于3即可起振，但實際仿真過程中有時會出現不起振的現象，為此可在電源中加入擾動來解決，如圖3中的-9 V電源，詳見文獻。若要變換頻段，三組電容器須同時改變，否則會不起振或波形失真。電位器RV1，RV2要調節到相同的阻值，調節RV3使輸出正弦波幅值達到最大不失真狀態，RV4可以調節輸出三角波的幅度。通過對電路進行實驗測試，在示波器上可以觀察到三種理想的波形。應該注意的是：開關SW1，SW2，SW3要采用1個3組以上的3位波段開關。RV1，RV2采用同軸電位器進行調節。三種輸出信號可以同時并行輸出，也可以通過一個選擇開關并經電位器(使信號幅度可調)單獨輸出。另外實際測試時電源不用再加擾動。

4 結語
Proteus是集電路設計、分析、仿真、制版等多種功能于一身的實物仿真軟件，利用Proteus的ISIS進行設計仿真后，可以將設計結果數據直接導入Proteus的ARES進一步設計PCB，因此通過Proteus仿真技術，提高了電路設計的效率和質量。LM324是低成本的四運算放大器，以其為核心器件設計的低頻信號發生器具有電路簡單、波形穩定、經濟實用、使用方便等優點，能夠輸出實驗測試常用的正弦波、方波和三角波信號，而且信號的頻率和幅度均可以調節。該信號發生器可用于學校的教學實驗演示和業余制作測試。