三角波信號

當時，即可產生對稱的三角波，如果，此時即產生負斜率的鋸齒波，同理即產生正斜率鋸齒波。

再如圖二所示，開關SW1的選擇即可讓充電速度呈倍數改變，也就是改變信號的頻率，這也就是信號源面板上頻率檔的選擇開關。同樣的同步地改變I1及I2，也可以改變頻率，這也就是信號源上調整頻率的電位器，只不過需要簡單地將原本是電壓信號轉成電流而已。

而在占空比調整上的設計有下列兩種思路：

1、頻率（周期）不變，脈寬改變，其方法如下：

改變電平的幅度，亦即改變方波產生電路比較器的參考幅度，即可達到改變脈寬而頻率不變的特性，但其最主要的缺點是占空比一般無法調到20%以下，導致在採樣電路實驗時，對瞬時信號所採集出來的信號有所變動，如果要將此信號用來作模數（A/D)轉換，那麼得到的數字信號就發生變動而無所適從。但不容否認的在使用上比較好調。

2、占空比變，頻率跟著改變，其方法如下：

將方波產生電路比較器的參考幅度予以固定（正、負可利用電路予以切換），改變充放電斜率，即可達成。

這種方式的設計一般使用者的反應是“難調”，這是大缺點，但它可以產生10%以下的占空比卻是在採樣時的必備條件。

以上的兩種占空比調整電路設計思路，各有優缺點，當然連帶的也影響到是否能產生“像樣的”鋸齒波。

接下來PA（功率放大器）的設計。首先是利用運算放大器（OP) ，再利用推拉式(push-pull)放大器（注意交越失真Cross-distortion的預防）將信號送到衰減網路，這部分牽涉到信號源輸出信號的指標，包含信噪比、方波上升時間及信號源的頻率響應，好的信號源當然是正弦波信噪比高、方波上升時間快、三角波線性度要好、同時伏頻特性也要好，（也即頻率上升，信號不能衰減或不能減太大），這部分電路較為複雜，尤其在高頻時除利用電容作頻率補償外，也牽涉到PC板的布線方式，一不小心，極易引起振蕩，想設計這部分電路，除原有的模擬理論基礎外尚需具備實際的經驗，“Try Error”的耐心是不可缺少的。

PA信號出來后，經過π型的電阻式衰減網路，分別衰減10倍（20dB)或100倍（40dB),此時一部基本的函數波形發生器即已完成。（注意：選用π型衰減網路而不是分壓電路是要讓輸出阻抗保持一定）。

一台功能較強的函數波形發生器，還有掃頻、VCG、TTL、 TRIG、 GATE及頻率計等功能，其設計方式在此也順便一提：

1. 掃頻：一般分成線性（Lin)及對數（Log)掃頻；

2. VCG：即一般的FM，輸入一音頻信號，即可與信號源本身的信號產生頻率調製；

上述兩項設計方式，第1項要先產生鋸齒波及對數波信號，並與第2項的輸入信號經過多路器（Multiplexer)選擇，然後再經過電壓對電流轉換電路，同步地去加到圖二中的I1、I2上；

3. TTL同步輸出：將方波經三極體電路轉成0(Low)、5V(High)的TTL信號即可。

但注意這樣的TTL信號須再經過緩衝門（buffer)后才能輸出，以增加扇出數（Fan Out)，通常有時還並聯幾個buffer。而TTL INV則只要加個NOT Gate即可；

4. TRIG功能：類似One Shot功能，輸入一個TTL信號，則可讓信號源產生一個周期的信號輸出，設計方式是在沒信號輸入時，將圖二的SWI接地即可；

5. Gate功能：即輸入一個TTL信號，讓信號源在輸入為Hi時，產生波形輸出，直到輸入為LOW時，圖二SWI接地而關掉信號源輸出；

6. 頻率計：除市場上簡易的刻度盤顯示之外，無論是LED數碼管或LCD液晶顯示頻率，其與頻率計電路是重疊的，方塊圖如下：

2. 任意波形發生器，模擬實驗的最佳儀器

任意波形發生器是信號源的一種，它具有信號源所有的特點。我們傳統都認為信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號（各種波形），然後用其它儀錶測量感興趣的參數。可見信號源在電子實驗和測試處理中，並不測量任何參數而是根據使用者的要求，模擬各種測試信號，提供給被測電路，以達到測試的需要。

信號源有很多種，包括正弦波信號源，函數發生器、脈衝發生器、掃描發生器、任意波形發生器、合成信號源等。一般來講任意波形發生器，是一種特殊的信號源，綜合具有其它信號源波形生成能力，因而適合各種模擬實驗的需要。

一、函數功能，模擬基礎實驗室設計人員的環境

函數信號源是使用最廣的通用信號源，它能提供正弦波、鋸齒波、方波、脈衝串等波形，有的還同時具有調製和掃描能力，眾所周知，在我們的基礎實驗中（如大學電子實驗室、科研機構研究實驗室、工廠開發實驗室等），我們設計了一種電路，需要驗證其可靠性與穩定性，就需要給它施加理想中的波形以辨別真偽。如我們可使用信號源的DC補償功能對固態電路控制DC偏壓電平；我們可對一個懷疑有故障的數字電路，利用信號源的方波輸出作為數字電路的時鐘，同時使用方波加DC補償產生有效的邏輯電平模擬輸出，觀察該電路的運行狀況，而證實故障缺陷的地方。總之利用任意波形發生器這方面的基礎功能，能模擬您基礎實驗室所必須的信號。

二、任意波形，模擬模擬更複雜的信號要求

眾所周知，在我們實際的電子環境所設計的電路在運行中，由於各種干擾和響應的存在，實際電路往往存在各種信號缺陷和瞬變信號，例如過脈衝、尖峰、阻尼瞬變、頻率突變等（見圖1，圖2），這些情況的發生，如在設計之初沒有考慮進去，有的將會產生災難性後果。例如圖1中的a處過尖峰脈衝，如果給一個抗沖能力差的電路，將可能會導致整個設備“燒壞”。確認電路對這樣一個狀況敏感的程度，我們可以避免不必要的損失，該方面的要求在航天、軍事、鐵路和一些情況比較複雜的重要領域尤其重要。

由於任意波形發生器特殊的功能，為了增強任意波形生成能力，它往往依賴計算機通訊輸出波形數據。在計算機傳輸中，通過專用的波形編輯軟體生成波形，有利於擴充儀器的能力，更進一步模擬模擬實驗。同時由於編輯一個任意波形有時需要花費大量的時間和精力，並且每次編輯波形可能有所差異這樣有的任意波形發生器，內置一定數量的非易失性存儲器，隨機存取編輯波形，有利於參考對比；或通過隨機介面通訊傳輸到計算機作更進一步分析與處理。

三、下載傳輸，更進一步實時模擬

在一些軍事、航空、交通製造業等領域中，有些電路運行環境很難估計，在實驗設計完成之後，在現實環境還需要作更進一步實驗，有些實驗的成本很高或者風險性很大（如火車高速實驗時鐵軌變換情況、飛機試機時螺旋槳的運行情況等），人們不可能長期作實驗判斷所設計產品（例如高速火車、飛機）的可行性和穩定性等；我們就可利用有些任意波形發生器波形下載功能，在作一些麻煩費用高或風險性大的實驗時，通過數字示波器等儀器把波形實時記錄下來，然後通過計算機介面傳輸到信號源，直接下載到設計電路，更進一步實驗驗證。

綜上所述，任意波形發生器是電子工程師信號模擬實驗的最佳工具。我們選購時除關心傳統信號源的缺陷——頻率精度、頻率穩定度、幅度精度、信號失真度外，更應關心它編輯與波形生存和下載能力，同時也要注意它的輸出通道數，以便同步比較兩信號的相移特性，更進一步達到模擬實驗狀態。