图给出的是能产生方波和三角波输出的压控振荡电路，设运放都是理想的，电源电压为±15V，VD1、VD2是理想的二极管，0V＜U_i＜10V，双向稳压管的工作电压为±10V，请回答下列问题： 
1．说明电路的工作原理； 
2．推导输出信号频率与输入电压的关系式； 
3．定量画出当U_i =4V、k=0.5时，U_o3和U_o4的波形（需明确标出幅值和时间参数的数值和单位）。