LM324系列器件帶有真差動輸入的四運算放大器，具有真正的差分輸入。與單電源應用場合的標準運算放大器相比，它們有一些顯著優點。該四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的電源下，靜態電流為MC1741的靜態電流的五分之一。共模輸入范圍包括負電源，因而消除了在許多應用場合中采用外部偏置元件的必要性。

　　信號發生器是指能提供各種頻率、波形的電平信號，常用作測試的信號源或激勵源的設備。按信號波形可分為正弦信號、函數信號、脈沖信號和隨機信號發生器等四大類。在其中，能夠產生多種波形，如三角波、矩形波、正弦波的電路被稱為函數信號發生器。在這里，是采用帶有差動輸入的四運算放大器LM324N為核心器件，通過RC橋式振蕩電路產生正弦波，然后用過零比較器產生方波，再經過RC積分電路產生三角波，其中信號頻率和幅度都可以調節。

　　在網上查了許多的原理圖，都是基于帶有差動輸入的四運算放大器LM324N做的信號發生器，其許多是先由滯回比較器產生方波，再把方波由積分器進行積分，產生三角波，再由二階有源低通濾波器，產生正弦波，其原理圖如圖2.1

　　這個原理在實現上有些許的復雜，且頻率也不高，并且振幅難于調節，不方便調試和測試。所以，沒有采用這個原理圖。以下，就是本實驗所設計的靈活且方便測試與組裝的原理。

　　先在這做個簡單的介紹：在這個原理圖中，是采用正弦波 方波 三角波的方案，其中正弦波采用RC橋式振蕩電路產生，其特點是振幅和頻率穩定且調節方便，能夠產生頻率可調范圍很寬的正弦波信號;再通過過零比較器產生主啵 ，再經過RC積分電路產生三角波。

　　同時，該電路結構非常簡單，并能產生良好的正弦波和方波信號，但經過RC積分電路產生同步的三角波信號存在一定的難度。原因是若積分電路的時間常數不變，隨著方波的頻率的改變，輸出的三角波的幅度同時改變。若要保持三角波的輸出幅度不變且線性良好，必須同時改變積分常數的大小。 以下就是此設設計的原理圖：

　　波形產生的原理及簡單計算

　　正弦波產生電路

　　正弦波產生電路，不僅要產生所輸出的信號，還要作為產生方波的輸入信號，這一部分是采用改動的RC橋式振蕩電路，可以調節頻率和放大器的增益。如圖1所示，就為改動后的RC橋式振蕩電路：它由放大環節和選頻網絡兩部分組成。以運算放大器構成放大環節，由電阻R3、R4、R11和C2串聯，電阻R1、R2、R10和C1并聯所組成的網絡為RC串并聯選頻網絡。選頻網絡同時為正反饋電路，提供零相移并構成同相放大器，R6、R7、R8和R9為深度負反饋，以獲得良好的波形。在圖1中，滿足①和②。所以正弦波的頻率為f0。

　　因為由R4、R11和R7、R9并聯，所以值都只能在0~3K中變化。所以根據③有正弦波的頻率范圍為f0=1.608khz。當電路工作于該頻率時，要求滿足④，此電路才能起振。

　　方波產生電路

　　方波產生電路就相對簡單，將運算放大器的反相輸入端接地，同相接正弦波的產生端構成過零比較器，如圖2所示。

　　放大器形成開環形式，正弦波信號Ui從反向端輸入，同相端接地。當輸入信號Ui〈0時，輸出電壓（即方波的產生點的電壓）U0為正極限值UOM;。因為理想放大器的電壓增益Au→∞，所以當信號由小到大，達到Ui時，即U-=U+的時刻，輸出電壓U0由正極限值UOM翻轉到負極限值-UOM。當Ui》0時，輸出為負極限值-UOM。因為Ui為RC橋式振蕩電路產生的連續變化的正弦波信號，且輸出信號在錯誤！未找到引用源。±15V之間變化，所以通過過零比較器就產生了連續變化的矩形波。

　　三角波產生電路

　　由矩形波的圖形可知，其電壓為突變型。在RC積分電路中，電容的充電是緩慢的，因此電容的兩端電壓緩慢增長，達到一定值時，矩形波的電壓翻轉，電容就緩慢放電，如此往復，就構成了連續變化的三角波。