3 各主要电路及部件工作原理
3.1 555多谐振荡器
由555定时器和外接元件R1、R2和C构成的多谐振荡器，2脚与6脚直接相连，电路没有稳态，只有两个暂稳态，电路也不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向电容C充电，使电路产生震荡，电容在1/3VCC和2/3VCC 之间充电和放电。图 3-1 555 多谐振荡器如图3-1所示
图 3-1 555 多谐振荡器
调节电位器R2的阻值就可以调整所产生方波的频率。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，该电路用少量的元件就可以获得高精度震荡频率和较强的功率输出能力，输出的方波经过电阻分压就得到了稳定的20kHz-50kHz连续可调的方波I。所以该电路符合设计要求。 3.2 74ls74 分频电路
一个74ls74 集成芯片有两个D触发器，一个D触发器可以组成一个二分频电路，把其中的一个D触发器的Q非输出端接到D输入端，时钟信号输入端CLOCK 接时钟输入信号，这样每来一次CLOCK脉冲，D触发器的状态就会翻转一次，每两次CLOCK脉冲就会使D触发器输出一个完整的正方波，这就实现了信号二分频。二分频电路输入信号过零上升沿每到来一次二分频器状态翻转一次便可得到二分频，把两个D触发器串联起来，就是四分频电路。于是基本方波信号就被分频成了5kHz-10 kHz的方波，然后经过分压电路，就得到5kHz-10 kHz的方波幅值为1V的方波II。 74ls74四分频电路原理如图3-2所示
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图3-2 分频电路原理
3.3 积分电路
积分电路可以用来进行波形变换，由于交流信号需要和偏置电压复合，以偏置电压为参考点，交流信号分别位于正负半周，为了使积分输出的波形更稳定，也为了使电路输出振幅符合题意要求，需要设置参考电压。这里设置的参考电压为 2.5V，由于只有 10V 单电源供电，选用 5V 稳压管，将电压稳到 5V，然后进行分压，从而得到 2.5V 参考电压，其电路如图 3-7 所示。积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路，积分电路可将矩形脉冲波转换为三角波，积分电路原理如图3-3所示。
图3-3 积分电路
电路将5kHz-10kHz连续可调的方波进行积分，得到5kHz-10kHz峰峰值3V 的三角波。 3.4 低通滤波器
低通滤波器由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其中同相比例放大电路具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过， 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。低通滤波器的作用是抑制高频信号，通过低频信号。简单理解，可认为是通低频、阻高频。低通滤波器包括有源低通滤波器和无源低通
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滤波器，无源低通滤波器通常由电阻、电容组成，也有采用电阻、电感和电容组成的。有源低通滤波器一般由电阻、电容及运算放大器构成，这里所用的是有缘低通滤波器。低通滤波器电路图如图3-4。
图 3-4 低通滤波器
任何周期信号，都可以看作是不同振幅，不同相位正弦波的叠加。而贯穿时域与频域的方法之一，就是传中说的傅里叶分解。此处20kHz-30kHz的方波信号就可以用低通滤波器将其中的正弦波分离出来然后得到电压峰峰值为3V、连续可调的20kHz-30kHz正弦波信号I。
3.4 带通滤波器
带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备，也就是通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。任何一个周期信号都可以展开成傅里叶级数，也就是若干次正弦波之和，根据这一原理，可以用带通滤波器，将频带设置在250kHz左右就可以。本电路将通频带设置在250kHz+20Hz之间，得到谐波分量，然后再用低通滤波器将高于 250kHz的谐波分量滤除，即得到250kHz的正弦波分量。此处带通滤波器和低通滤波器共同工作对50kHz的方波进行选择分离，得到固定频率250kHz峰峰值8V 的正弦波。电路如图3-5所示。
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图3-5 正弦波选频电路
4 原理总图
图4-1 多种波形产生电路原理图
5 元器件清单
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集成运算放大器 LM324、LM318各1个（带底座） 数字芯片 NE555、74LS74各1个（带底座） 电阻 2个820、8个510、10个1k、10个10k、2个100k 电位器 2个1k、2个2k、2个5k、2个10k、2个20k 同轴双联电位器 3个1k 电容 稳压二极管 18个103、6个102、4个10uf、4个4.7uf 8个1N4148 表格5-1元器件清单
6 调试过程及测试数据（或者仿真结果）
为使电路便于调试，我们采用了分块调试的方法。 6.1 通电前检查
电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。 6.2 通电检查
6.2.1线路的测试检查
首先，给555 多谐振荡器的引脚接上+5V的电源，同时另一个引脚接地。若电源未出现急剧降低，说明电路连接正确；接着，给74ls74运放的引脚4接上+15，引脚11接上-15的电源进行测试（电压开始设置为10V左右，并逐渐提高到15V），确认无误，进行下一步的测试。
6.2.2 555多谐振荡器和74ls74 分频电路的调试
首先将信号发生器的黑线接在线路板上的地线，下来将红线接在555的信号输出端口(OUT端口)，在信号发生器上观测波形，并进行调试，产生频率为20kHz~50kHz连续可调的方波I；在将红线接在74LS74D的信号输出端口，调试后得到频率为5kHz~10kHz连续可调的方波II。
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