波形发生器（信号发生器）是科研单位和实验室经常用到的电子仪器设备，它可以用来产生各种信号及波形，通常有正弦波、三角波、脉冲波及调制波等，用途极为广泛。

1）正弦波产生电路

（1）RC正弦波振荡器

正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波电压输出的电路，一般由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅环节4个部分组成。选频网络保证电路只在某个特定的频率上满足振荡的相位条件，常用的选频网络有RC选频网络、LC选频网络和石英晶体等，RC选频网络构成的RC正弦波振荡电路的振荡频率较低，一般在1 MHz以下，LC选频网络构成LC正弦波振荡电路的振荡频率在1 MHz以上，石英晶体正弦波振荡频率和LC正弦波振荡电路相当，其特点是振荡频率非常稳定。在要求高频率稳定度的场合，往往采用高Q值的石英晶体振荡器代替LC回路。

常见的RC正弦波振荡电路有RC移相振荡电路、RC串并联网络振荡电路和双T选频网络的振荡电路。

如图6.18为RC移相振荡电路。其振荡频率为：

上式：——电路的输入电阻。

特点：电路简单，经济方便，但失真大，频率稳定度低，适用于输出固定振荡频率且稳定度要求不高的设备中。

图6.18　移相式正弦波振荡电路

图6.19　RC串并联网络振荡电路

图6.19为RC串并联网络振荡电路（可称为文氏桥振荡电路）。Rf=2R1才能保证电路振荡，电路的振荡频率为。

（2）晶体振荡电路

晶体振荡电路就是用石英晶体构成的正弦波振荡电路，其频率稳定度可高达10-9，甚至达到10-11量级，在高频率稳定度要求的设备中得到广泛应用。

①并联型石英晶体正弦波振荡电路

并联型石英晶体正弦波振荡电路如图6.20所示。图中电容C1和C2并接在晶体的两端，称为晶体的负载电容。如果其电容值等于晶体厂家对晶体规定的标准负载电容值，则振荡电路的频率就是晶体外壳上所标注的标称频率值。实际上，由于老化及寄生参量的影响，实际振荡频率与标称频率会有偏差。因此，在对振荡频率准确度要求高的应用场合，一般可以在晶体旁串联一个调节范围很小的微调电容，作为微调振荡频率的辅助电路。

图6.20　并联型石英晶体正弦波振荡电路

②串联型石英晶体正弦波振荡电路(www.daowen.com)

串联型石英晶体正弦波振荡电路如图6.21所示。电容Cb为旁路电容，对交流信号可视为短路。当晶体串联谐振时，反馈最强，振荡频率等于晶体串联谐振频率fS。对于fS以外的其他频率，晶体呈现较大的电抗，导致反馈减弱，电路难以满足起振条件。调整和晶体串联的电阻RP的阻值，可使电路满足正弦波振荡的幅值平衡条件，获得较好的正弦波输出。2）脉冲波产生电路

图6.21　串联型石英晶体正弦波振荡电路

脉冲波（又称为方波）在数字电路及计算机相关学科中应用十分广泛。其产生的方法和途径也较多，常用的有：逻辑门、555定时器加上R、C或晶体振荡器等元件。由石英晶体构成的振荡器的频率稳定度较高，是目前其他类型的振荡器所不能替代的。555定时器构成的振荡器容易起振，成本低，有一定的带负载能力，在要求不是太高的情况下，可以选用这种振荡器。

下面列出几种由门电路和555定时器构成的常用电路。

（1）由门电路构成的振荡器

电路如图6.22所示。RS是反相器输入端保护电阻，不影响振荡频率，该电路的振荡频率为。

图6.22　门电路构成的振荡器

图6.23　石英晶体振荡器电路

（2）由门电路和石英晶体构成的振荡器

石英晶体振荡器电路如图6.23所示。图中，并联在两个反相器输入、输出间的电阻R的作用是使反相器工作在线性放大区。R的阻值，对于TTL门电路通常在0.7～2 kΩ之间；对于CMOS门电路则常在10～100 MΩ之间。电路中，电容C1用于两个反相器间的耦合，而C2的作用，则是抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。电容C2的选择应使2πRC2fS≈1，从而使RC2并联网络在fS处产生极点，以减少谐振信号的损失。C1的选择应使C1在频率为fS时的容抗可以忽略不计。电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fS，而与电路中的R、C的数值无关。

（3）由555定时器构成的振荡器

电路如图6.24所示。该电路是由555定时器构成的多谐振荡器的基本电路形式，振荡频率为为滤波电容，防止5端的干扰信号的影响。

图6.24　555定时器构成的多谐振荡器基本电路

图6.25　555定时器构成的多谐振荡器

如图6.25所示为由555定时器构成的另一种多谐振荡器的形式。其振荡频率为f0=。充、放电时间常数可单独调节，若R1=R2，则输出波形占空比为50%。