1． 进一步学习使用 multisim 仿真软件。

2． 理解各种波形发生器的原理，并通过改变参数对影响因素作较为深入分析。

二、实验内容：

1．正弦波信号发生器的研究

原理分析：

（1） 产生自激振荡条件

F(w)A(w)=1

对于该问题，

当时，即时，产生自激震荡

（2） 公式推导

若 C1=C2=0.1 uf, R3=R4=0.5kΩ ,则输出正弦波频率

（3） 电路图

可利用电源开关断开闭合起振。

 实验结果

a.若令 R3=R4=1 kΩ ,C1=C2=0.1uf（或是 R3=R4=0.5 kΩ ,C1=C2=0.25uf）,则仿真结果如下图，周期为原来的 2 倍。

b.若令 R3=R4=0.25 kΩ ,C1=C2=0.1 uf(或是 R3=R4=0.5 kΩ ,C1=C2=0.05 uf),则仿真结果如下图，周期变为原来一半。

2．方波信号发生器的研究

原理分析：

(1)设 U_1m 为比较器高电平输出值 U_1m=U_om+U₀=3.5V(器件默认值)

设 U_2m 为比较器低电平输出值 U_2m=-U_om+U_o =0.23V(器件默认值)

设 u_o = U _{1 m} , 则：u₊=U _+H ，此时，输出给 C 充电, u_c↑ ，设 u_C 初始值 u_C(0+)= 0

在u_c < U_+H 时，u_- < u₊ , u_o 保持+U_1m 不变。

只要 u_c > U_+H , 就有 u_- > u₊ ,u_o 立即由 U_1m 变成 U_2m 。

当 u_o = U_2m 时，u₊=U_+L, 此时，C 经输出端放电,再反向充电。 u_c 达到 U_+L 时，u_o 上翻,

当 u_o 重新回到 U_1m 以后，电路又进入另一个周期性的变化。

(2)周期的计算：

利用相似的方法可解得

(3)电路图

电路由下行迟滞比较器与 RC 充放电回路组成。

实验结果

改变参数 a 的值可使 T1,T2,发生变化，但总周期 T 不变

a、 增大 a,仿真结果如下

b、 减小 a,仿真结果如下

3． 三角波信号发生器的研究

下图通过方波发生器与反相积分器组合而成。由于软件元件默认值的影响，使用一些器

件对电路进行调整，使得输出标准：如前所述，比较器高电平输出值 U_1m=U_om+U₀=3.5V(器

件默认值)，比较器低电平输出值 U_2m=－U_om+U₀=3.5V(器件默认值)，可得 U_om＝1.635V，

U₀ =1.865V。为得到三角波，用 V₁ 低偿 U_o 得到 U_o1 。

电路图：

实验结果：

改变参数：

因为 T1∝ R6, T2∝ R1，所以

若对电路图中参数稍加改变，可得到锯齿波信号发生器（R6 由 10kΩ －10Ω ，则 T1<<T2 ），如下图。

实验结果：

三、实验小结：

1、在上学期初步接触 multisim 的基础上进一步学习使用了仿真软件，更为深刻的体验到仿真技术在科学实验中的应用。

2、由于仿真实验可以较为容易的修改参数而无需更改电路，因而用于观察参数对结果的影响，十分方便。

3、本次实验耗时较长，主要原因是对软件使用不熟悉。比如比较器输出高低电平就不是我们课上所学的大小相等，符号相反，且不能修改，这给电路的设计和原理的推倒带来很多麻烦。

4、在选择元件上，对实际型号及规格参数不了解，看不懂 instrument（component）detail report，即使一些可以修改参数的元件，也不敢应需要修改，这给实验的进展带来不便。