0 引言
文章基于Multisim 10使用放大器3554AM以及乘法器等設計了一次函數發生器、二次函數發生器以及幅值和頻率可調的方波和三角波函數信號發生器，用Multisim 1O進行仿真分析，并和理論計算進行了比較。
1 Multisim 10軟件簡介
美國國家儀器公司(NI)最新推出電子線路仿真軟件Multisim 10，該軟件包含電路仿真(Multisim)、PCB設計(Ultiboard)、布線(Ultir-oute)以及通信分析與設計(Commsim)四個部分，Multisim 10中虛擬儀器儀表種類齊全，如示波器、函數發生器等，也有強大的電路分析功能，可進行直流工作點分析、瞬態分析、傳遞函數分析、傅里葉分析等，同時還可以測試設計演示各種電路，支持常用的8051單片機，并且在程序編譯中支持C代碼、匯編和16進制代碼。與傳統的電路設計相比，可隨時調整元器件參數以達到預期的要求，從而能降低電路設計成本，縮短設計周期，提高設計效率。
2 函數發生器的設計與仿真分析
2．1 一次函數發生器
在函數發生器設計中，往往需要對一定電壓Ui給予放大再偏置以得到Uo=AUi+Vo這種形式的電壓，其中Vo就是期望的偏置量，利用求和放大器可實現這種偏置放大。
此一次函數表達式為f(x)=-Ax-B類型，由運放3554AM構成的比例相減電路來實現。相關電路如圖1所示。
由圖可得：
，將電阻值等代入可得：Uo=-3Ui-4V，代入輸入電壓12V，則Uo=-3×12-4V=-40V。用Multisim 10仿真結果如圖1模擬電壓表所示，與理論計算結果一致。
2．2 二次函數發生器
此函數表達式為：
，該函數由乘法器構成的平方電路和由運放3554AM構成的比例相減電路的組合電路來實現。設計電路如圖2所示。
運放有兩個輸入和一個輸出，分別加在同相邊和反相邊，可由疊加原理算出，Uo=Uo1+Uo2，將圖2中反相邊置于零，此時電路起一個同相放大作用，又因電路中加入了乘法器，則有：
。而同理將正相邊置于零，此時電路又起一個反相放大作用，則：
，所以總輸出電壓值Uo為：
。代入各電阻值可得：
，即得到二次函數表達式形式，代入輸入電壓Ui=12V，則和電路仿真結果一致。
2．3 方波-三角波函數信號發生器
在電子技術的學習中，我們常用到方波和三角波的函數發生器，下面基于Multisim 10設計并仿真一個頻率f0在10Hz到1kHz之間，以10倍頻程步級進行變化，產生幅值可調的方波和三角波，此處設計方波幅值為±5V、三角波幅值為±10V。此設計具有頻率可調、幅值可調的特點。
方波和三角波函數發生器電路框圖如圖3所示。
方波-三角波設計電路如圖4所示。
參數的計算為：方波接入示波器的A通道，三角波接入示波器的B通道。雙向穩壓二極管將比較器的輸出電平穩定在±5V，選用IN4731(4．3V)，其Uo=±(4．3+0．7)=±5V，而，可變電阻Rp3、Rp4用來改變電阻比值以改變方波和三角波的輸出幅值。取R2為10kΩ，則R1為20kΩ，需要改變幅值時再使用可變電阻。f0需在10Hz到1kHz的范圍內以10倍頻程變化，則電路用兩個電容來實現10倍頻程變化，甩R=Rs+Rp1來實現每個頻程內的f0的連續變化，設Rs為5k Ω，則Rp1約為50kΩ，計算f0從10Hz到100Hz時電路中的電容C1有：因為，
則R取Rs時頻率達到最大，此時C1=250nF，f0從100Hz到1kHzft寸電路中的電容C2=25nF。
Multisim 10的仿真結果如下：A通道為方波，取縱軸坐標為5V／Div，B通道為三角波取縱軸坐標為10V／Div。手動放置坐標線有微小誤差。當Rp3、Rp4都取0 kΩ時，可實現方波幅值為±5V，三角波幅值為±10V。
接通電容C1，f0的范圍為10Hz～100Hz，調節Rp1可實現f0的連續變化，由模擬示波器可得仿真結果如圖5所示。
Rp1取0kΩ時，由圖5可見T=T1-T2約為10ms，則f0=100Hz，當Rp1取最大值50k Ω時，由圖6可見T=T1-T2約為100ms，則f0為10Hz。實現了方波幅值為±5V，三角波幅值為±10V，且f0在10Hz～100Hz內連續可調。
接通電容C2，Rp1取0kΩ時，則由圖7可見T=T1-T2約為1ms，即f0=1kHz，當Rp1取最大值f0=100Hz和前面圖5一致。
3 結束語
文章基于NI Multisim 10設計了一次、二次以及方波。三角波函數發生器，代入參數進行了理論計算與儀器仿真，仿真結果與理論計算相符。元件的選擇和參數的設置對設計函數發生器至關重要，而使用Multisim仿真軟件，不但能隨時切換參數和調用合適的元件還可以直觀地觀察設計結果，給電路的設計帶來了方便。