唉，你的电磁学基础、电子技术基础很薄弱啊，连正反馈、自激振荡、三极管饱和状态与截止状态的转换、磁芯变压器工作原理（如多个绕组的同名端判断）、……这一系列知识，都一知半解甚至完全不懂啊，你的分析完全错误。
如左图：忽略变压器绕组的内电阻。电路接通后，三极管通过变压器初级线圈的MN部分、基极电阻Rb获得基极电流Ib，Ib=(U-0.7V)/Rb，经放大后集电极流过Ic=βIb的电流，这个集电极电流必然流过变压器初级线圈的NP部分。其中，U为电源电压，0.7V为三极管be结正向压降。
高中物理课学过的变压器知识告诉我们：这个变压器的线圈MNP部分就是一个变压器，其原线圈为NP、副线圈为MN。再由高中物理电磁感应部分的“楞次定律”可知，M端和P端为同名端，即这个变压器工作时，M和N两端相对于P端的电位同时为正或同时为负。也就是说M和N两端的电位同时比P端高且M端比N端更高，或同时比P端低且M端比N端更低。
当电路接通后，集电极电流（流过线圈NP部分的电流）从无到有、逐渐增大时，N端电位高于P端电位，变压器铁芯中的磁通量不断增加，电磁感应的结果必然使得M端电位同样高于P端电位、同时也高于N端电位（请自行用楞次定律验证），即Umn＞0。Umn叠加了电源电压，使得基极电流增大为 (U+Umn-0.7V)/Rb，基极电流的增大，使得三极管迅速饱和导通，饱和后三极管ce两极间电压减小为0.3V左右，近乎短路。图中绿色箭头表明Umn叠加电源电压后基极电流Ib流经的路径。
三极管饱和后，Upn为定值U-0.3V，流过线圈NP的电流（即集电极电流Ic）线性增长（即△Ic/△t为常数），其随时间t变化的函数为Ic=(U-0.3V)t/L，L为线圈NP部分的电感（自感系数）。当Ic增长到βIb之前，Umn＞0一直成立，且Umn为定值（由MN和NP两组线圈匝数比决定）。当Ic一旦达到βIb（又或者变压器磁芯磁通饱和）时，三极管开始退出饱和状态，Ic无法继续线性增长，其变化量△Ic/△t无法保持常数而开始减小，Upn开始减小，Upn的减小，导致Umn减小。Umn的减小使得Ib进一步减小，Ib的进一步减小必然导致Ic停止增大转而开始减小，Ic减小将导致变压器各组线圈感应电动势反向，即Umn＜0。通过合理的设计匝数比，令Umn高于电源电压，Umn＜0的结果必然使得三极管基极反偏、Ib=0，三极管迅速截止、Ic=0。
三极管截止期间，储存在变压器磁芯中的磁通量不可能立即衰减为零（如同运动的物体有惯性不可能瞬间停止运动），各组线圈必然产生自感现象，线圈PN产生的自感电动势叠加电源电压后加在三极管ce两极之间，只要三极管耐压值足够就不会击穿损坏，线圈MN产生的自感电动势与电源电压方向相反，二者之差通过基极电阻Rb使得三极管基极反偏确保三极管持续截止。变压器次级线圈匝数很多，产生很高的自感电动势向外输出------想电谁就电谁。
当磁芯中的磁通量减小为零（磁场能量释放完毕）后，各组线圈的感应电压消失，电路状态重新恢复到最初刚接通电路的状态，基极电流重新建立，然后重新开始上述自激振荡过程。MN线圈和NP线圈互感提供Umn，Umn为三极管提供自激振荡需要的正反馈信号。
通过合理的选择元件、设置变压器匝数，振荡的频率很高（通常高达几十~几百kHz），输出的是方波电压，变压器工作在反激状态。
右图为三极管截止期间的状态。图中的+、-符号表示变压器各个绕组端电位高低对比。
元件选择：电源电压3~6V。三极管选择耐压几十伏以上、最大集电极电流较大的型号，如2SC8050、9014等。如果输出功率较大，还可以选用最大集电极电流超过2A的中功率管。
磁芯变压器可从废旧节能灯电路板拆下EI变压器自行改造，磁芯规格一般为EI9、EI16、EI20等，初级MP一共为7匝、中间抽头作为N端，MN为4匝、NP为3匝，用直径0.5~1.0的漆包线绕制。次级线圈用直径0.1~0.2的漆包线绕制，具体匝数根据需要自己定，例如200匝。绕制过程注意处理好绝缘，初次级之间必须用绝缘胶布隔开，次级线圈输出端远离初级线圈引出。
基极电阻Rb可根据试验效果调整，根据三极管β值的不同，取值一般在几~几十kΩ之间。
MATLAB有强大的音频处理函数和强大的数据处理功能，能够方便地产生各种波形的数据数组，同时通过音频处理函数又可以很方便的将数据数组传递给声音设备，并以特定的采样频率和传输比特位由声卡输出。本文以MATLAB6.5版和Waveterminal 192L声卡为例，介绍了实现T型波信号发生器的方法。
在进行通讯和DSP等试验过程中，信号源是不可缺少的一个工具，很多设备是使用信号源来模拟检测实际目标，来验证设备的功能及可靠性。通常，对于研制单一产品的厂家来说，需要某一固定的信号源即可，在市场上也可以找到性价比合适的产品。但对于某些开发人员来说，单一的信号源远远满足不了要求，他们可能需要各种频率、各种包络和精度的信号源来验证设计的可靠性。设计者通常很难找到完全符合要求的产品，而且价格一般也极为昂贵。此外，大多数信号源可能用一两天，从而造成极大的浪费。因此，自己研制出符合要求、高性价比的信号源成为很多厂家的选择。
使用硬件也可以完成过数字信号源的设计，其实现的大致思路是：先分析信号源的波形，对波形的一周期数据进行采样，存储到ROM中，再使用可编程逻辑器件对采样数据进行重复读取、A/D转换、滤波、放大；如想监测信号质量，对输出进行A/D转换，反馈到可编程逻辑器件进行分析、显示和校正。很多工程师会选择这样的设计思路，所得波形具有可靠性高、易于实现和精度高的优点。然而，是从选择思路、绘制原理图、设计电路板、制版、编程、调试和更改的整个设计周期可能达2、3个月之久，而用MATLAB和声卡去实现则更方便有效。
设计思路和软件实现方法
声卡是将音频输入数据转换为立体声输出的一种设备，输入信号同时也设定了声卡的采样频率和采样位数，普通声卡采样频率通常可选值为8,000Hz、11,000Hz、16,000Hz、22,000Hz和44,100Hz，而高性能的专业声卡的A/D采样频率最高可达96,000Hz，D/A转换频率最高可达192,000Hz。声卡的采样频率可以通过专业软件来进行更改和设置的。声卡输出位数为固定值，包括8位、16位和24位，这个参数标志声卡进行D/A转换时的转换精度，但要使输出信号更接近理想值，还需要高采样频率来做保障。
由于输出是一个T形波信号，具有一定的周期，在T形波以外输出零电平，因此界面设计(见图1)中应包括：中心频率、T形波上升段、平稳段、下降段时间间隔，T形波信号周期、采样频率的选择或输入/输出信号位数的选择，以及信号发送、演示、清除、发送暂停、继续和退出系统。其实还有很多软件可以对音频文件进行播放，因此又增加了一个按钮用于产生音频文件。将信号参数输入完全后，可以通过信号演示按钮对波形进行查看。对数据进行修改时，可先用信号清除按钮清空数据，或直接对数据进行修改，对信号发送暂停或继续也可进行控制。
a. 音频数据的产生方法
在应用界面中，共设置了中心频率、T形波上升段、平稳段、下降段时间间隔、T形波信号周期、采样频率和传输位共七个参数源，通过MATLAB强大的计算函数将其转换成声卡所能接受的音频数据向量、D/A采样频率以及数据向量的宽度。
Vs：一周期信号数据向量
Vup：上升段信号数据向量，
Vstb：平稳段信号数据向量，
Vdown：下降段信号数据向量；
Vs=[Vup,Vstb,Vdown]
Vup=sin(w×Pup)，
Vstb=sin(w×Pstb)，
Vdown=sin(w×Pdown)，
w=2×3.1416×f。
Pup：上升段信号采样点，
Pstb：平稳段信号采样点，
Pdown：下降段信号采样点。
w：输出信号的角频率，
f：输出信号频率，由应用界面取得。
Pup=[0:point:tup-point]
Pstb=[tup:point:tup+tstb-point]
Pdown=[tup+tstb:point:tup+tstb+tdown-point]
Pt=[Pup,Pstb,Pdown]
point=1/fspl，为采样频率的倒数，中括号及内部数据表示由起始时间到结束时间以point为间隔而产生的数据向量，Pt为采样时间点。
b. 对T型波信号进行演示和信号清除
这两个功能分别由信号演示和信号清除两个按钮来完成，信号演示的实现方法是将采样时间点一周期信号数据向量使用plot函数，以二维图形的形式将信号显示在坐标轴上。坐标轴设置为自动调节，图形界面设置为系统菜单模式，这样可以方便对信号进行编辑、缩放和其它管理。信号清除只是在回调子函数中将中心频率、T形波上升段、平稳段、下降段时间间隔和T形波信号周期这5个文本框清零，并对坐标轴进行一个缺省设置，因此所显示的信号在座标轴中就会消失。
c. 对T型波信号进行发送、暂停和继续控制
信号发送是采用MATLAB“sound”函数，该函数的输入参量是音频数据向量、采样频率和转换位数，数据产生方法如上所述。由于信号是连续发送，因此需要使用一个循环对产生的音频信号向量反复读取发送，需要注意的是在函数sound后面需要加一个pause(T)语句，T的单位为秒，为一个信号的周期。加该语句是由于MATLAB是连续执行循环段语句的，并不管声卡是否已执行完一周期信号的D/A转换。发送暂停和发送继续是由一个全局变量对信号发送进行控制，当此全局变量为1时，发送继续，否则发送禁止，但应用此方法的缺点是信号并不能在暂停的时间点继续发送，而是从新的周期开始重复读取音频信号向量。
d. 输出波形文件和退出系统
这个功能由输出文件按钮来完成，是应用MATLAB的wavwrite函数将音频信号转换成.wav文件，文件中也包含了采样频率和数据宽度选项，增加此项的目的是为了能让更专业的音频处理软件对信号进行分析。通过执行应用程序和MATLAB的退出操作，使用“quit”命令退出系统。采用MATLAB的一点不足就是不能将所有的M文件转换成能脱离MATLAB而独立运行的应用程序。
声卡输出波形分析
下面采用界面缺省参数输出信号，即信号周期为29.5kHz，上升段时间为15ms，平稳段时间为70ms，下降段时间为15ms，周期为1s，也可以推算出每周期有900ms是没有信号输出。对信号的采样波形如图2所示，经过仪器分析，时间误差可达到小于0.1ms。
对周期信号的傅立叶频谱分析如图3所示，信号的能量主要集中在29.5kHz的窄带范围内，是符合设计要求的。
信号的信噪比分析：通过对输出0伏值段分析即可判断信号信噪比和噪音信号类型，从而找出消除噪音的方法。对噪音波形进行局部放大，可看出此噪音为频率大于1M的锯齿波，波形如图4所示。
声卡输出噪音分析
Waveterminal 192L声卡的输出信号峰峰值为6V，而噪音信号的峰峰值为40mV，因而信噪比为20log(6000/40)=43.5dB，当数据宽度为8位时，D/A精度为1位；数据宽度为16位时，D/A精度为9位；数据宽度为24位时，D/A精度为17位。而Waveterminal 192L声卡的信噪比为104位，因此，噪音信号主要为电脑本身、电脑辐射和环境噪音。电脑本身的噪音主要来自于主机电源，声卡的电源信号取自计算机主板，因此主机电源的噪音会引入声卡。另外，接收T型波的设备，如被检验设备和示波器等，往往就放在主机旁边，主机的高频辐射会通过机箱缝隙而形成噪音。环境噪音是最容易被忽视的一个部分，因为这是一个频率仅有50赫兹的噪音分量，对于低频输出信号会有很大的影响。
降低噪音的解决方法
a. 通过消除噪声源来减小噪音分量
通过上述分析可知，噪音源主要来自于电脑本身、电脑辐射和环境噪音。选择信噪比较高的主机电源将会对消除噪音源起到重要作用。另外，测试设备再利用信号源时应尽量与主机保持1米以外的距离，以减少电磁辐射对设备的影响。对于环境噪音，当信号频率与50赫兹相差很大时可以忽略环境噪音对设备的影响，但当信号频率接近50赫兹时，应对被检测设备采取适当的屏蔽措施。
b. 采用滤波消除声卡输出的噪音
经实验测定，声卡输出的噪音大于1MHz，因此对于29.5kHz的T形波来说，通过滤波可以轻易地将噪音滤掉，同时还应考虑到环境噪音的影响，因此使用带通滤波器会得到更好的效果。当然，是否采取措施减小噪音，还应根据试验的要求决定，对于要求特别严格的信号源来说，靠MATLAB和声卡也是难以实现的。
本文小结
采用MATLAB和声卡来实现信号源，使设计者能快速实现多种方案，对信号源进行采集、分析和处理都带来了极大的方便。MATLAB有丰富的数据处理函数，可提供任意形式的数据源，同时也有很多音频处理函数支持声卡的运行。MATLAB强大的图形可视化功能可以做出友好的操作界面。使用这种方法实现信号源的不足是受采样频率的限制、噪音的影响较大，因此实际应用时还需使用专门的滤波仪器对输出信号进行处理。所以，用这种方案实现信号源，更适合与对输出信号质量要求不是很高，又需要在很短时间内得到一种或多种信号源的技术人员。
参考文献：
1 Shi Xiaohong, Zhou Jia, master GUI graph interface, Peking univ. press,2003.
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