【正文】 控制頻率的反射速調(diào)管振蕩器和用陽極電壓控制頻率的磁控管振蕩器等也都屬于壓控振蕩器的性質(zhì)。壓控振蕩器的應(yīng)用范圍很廣。集成化是重要的發(fā)展方向。石英晶體壓控振蕩器中頻率穩(wěn)定度和調(diào)頻范圍之間的矛盾也有待于解決。隨著深空通信的發(fā)展，將需要內(nèi)部噪聲電平極低的壓控振蕩器。 壓控振蕩器（VCO）是一種振蕩頻率隨外加控制電壓變化的振蕩器，是頻率產(chǎn)生源的關(guān)鍵部件。壓控振蕩器的控制電壓可以是直流、正弦波、鋸齒波等，能夠產(chǎn)生矩形波、鋸齒波、方波、三角波、調(diào)頻信號、掃頻信號等，其輸出信號的頻率總是與控制電壓的幅值成正比?？芍苯赢a(chǎn)生方波、三角波和正弦波，則輸出波形的頻率受輸入電壓的控制，且呈線性關(guān)系。在許多現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，VCO是可調(diào)信號源，用以實現(xiàn)鎖相環(huán)（PLL）和其他頻率合成源電路的快速頻率調(diào)整。 VCO已廣泛用于手機(jī)、衛(wèi)星通信終端、基站、雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)、軍事通信系統(tǒng)、數(shù)字無線通信、光學(xué)多工器、光發(fā)射機(jī)和其他電子系統(tǒng)。 電路原理圖圖22 電路原理圖 電路的工作原理電路原理框圖如圖22所示，圖中穩(wěn)壓二極管的作用是將振蕩頻率根據(jù)需要設(shè)定一個中心頻率點(diǎn)。1K電阻和1000pF的電容器用來減小掃描引起的占空比變化。利用8038壓控振蕩器的功能，將數(shù)據(jù)信號通過運(yùn)算放大器接到第8腳掃描至控制端，振蕩頻率隨著數(shù)據(jù)0電平和1電平而改變。左邊的運(yùn)算放大器741使輸入掃描電壓相對于輸出信號的線性度得到了很大的改進(jìn)，起到放大輸入電壓的作用。右邊的運(yùn)算放大器提供了緩沖,增益和調(diào)幅，其輸出信號的正弦波的頻率變化隨輸入掃描電壓值線性變化。調(diào)節(jié)500KΩ電位器可以改變占空比，改變輸入電壓的大小可以起到電壓控制頻率的作用。 本章小結(jié) 壓控振蕩器（VCO）是一種振蕩頻率隨外加控制電壓變化的振蕩器，是頻率產(chǎn)生源的關(guān)鍵部件。壓控振蕩器的控制電壓可以是直流、正弦波、鋸齒波等，能夠產(chǎn)生矩形波鋸齒波、方波三角波、調(diào)頻信號、掃頻信號等，其輸出信號的頻率總是與控制電壓的幅值成正比。本章一開始對壓控振蕩器進(jìn)行了簡單介紹，接著列出了該電路的原理框圖，講述了設(shè)計電路的特點(diǎn)，然后詳細(xì)介紹了電路中個器件在電路中所起的作用。3 主要元器件的介紹 集成運(yùn)放定義：集成運(yùn)算放大器（Integrated Operational Amplifier）簡稱集成運(yùn)放，是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高（可達(dá)60~180dB），輸入電阻大（幾十千歐至百萬兆歐），輸出電阻低（幾十歐），共模抑制比高（60~170dB），失調(diào)與飄移小，而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點(diǎn)，適用于正，負(fù)兩種極性信號的輸入和輸出?！，這種硅片是集成電路的基片?；峡梢宰龀霭袛?shù)十個或更多的BJT或FET、電阻和連接導(dǎo)線的電路。　運(yùn)算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外，還有十、一電源供電端、外接補(bǔ)償電路端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻，這給使用帶來很大方便。 按照集成運(yùn)算放大器的參數(shù)分類　　1）、通用型運(yùn)算放大器 　　通用型運(yùn)算放大器就是以通用為目的而設(shè)計的。這類器件的主要特點(diǎn)是價格低廉、產(chǎn)品量大面廣,其性能指 　　標(biāo)能適合于一般性使用。例mA741（單運(yùn)放）、LM358（雙運(yùn)放）、LM324（四運(yùn)放）及以場效應(yīng)管為輸入 　　級的LF356 都屬于此種。它們是目前應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。 　　2）、高阻型運(yùn)算放大器 　　這類集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid＞（109~1012）W,IIB 為 　　幾皮安到幾十皮安。實現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點(diǎn),用場效應(yīng)管組成運(yùn)算放大 　　器的差分輸入級。用FET 作輸入級,不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點(diǎn), 　　但輸入失調(diào)電壓較大。常見的集成器件有LF35LF35LF347（四運(yùn)放）及更高輸入阻抗的CA31CA3140 　　等。 　　3）、低溫漂型運(yùn)算放大器 　　在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中,總是希望運(yùn)算放大器的失調(diào)電壓要小且不隨溫度的變化而變 　　化。低溫漂型運(yùn)算放大器就是為此而設(shè)計的。目前常用的高精度、低溫漂運(yùn)算放大器有OP0OP2AD508 　　及由MOSFET 組成的斬波穩(wěn)零型低漂移器件ICL7650 等。 　　4）、高速型運(yùn)算放大器 　　在快速A/D 和D/A 轉(zhuǎn)換器、視頻放大器中,要求集成運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率SR 一定要高,單位增益帶寬BWG 　　一定要足夠大,像通用型集成運(yùn)放是不能適合于高速應(yīng)用的場合的。高速型運(yùn)算放大器主要特點(diǎn)是具有高的 　　轉(zhuǎn)換速率和寬的頻率響應(yīng)。常見的運(yùn)放有LM31mA715 等,其SR=50~70V/ms,BWG＞20MHz。 　　5）、低功耗型運(yùn)算放大器 　　由于電子電路集成化的最大優(yōu)點(diǎn)是能使復(fù)雜電路小型輕便,所以隨著便攜式儀器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,必須使用 　　低電源電壓供電、低功率消耗的運(yùn)算放大器相適用。常用的運(yùn)算放大器有TL022C、TL060C 等,其工作電 　　壓為177。2V~177。18V,消耗電流為50~250mA。目前有的產(chǎn)品功耗已達(dá)微瓦級,例如ICL7600 , 　　功耗為10mW,可采用單節(jié)電池供電。 　　6）、高壓大功率型運(yùn)算放大器 　　運(yùn)算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運(yùn)算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏, 　　輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運(yùn)放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運(yùn)算放大器外部不需附加任何電路，即可輸出高電壓和大電流。例如D41集成運(yùn)放的電源電壓可達(dá)177。150V，uA791集成運(yùn)放的輸出電流可達(dá)1A。 按外型的封裝樣式分類　　扁平式（即SSOP） 　　封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細(xì)， 扁平式一般大規(guī)?；虺笮图呻娐范疾捎眠@種封裝形式，其引腳數(shù)一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD（表面安裝設(shè)備技術(shù)）將芯片與主板焊接起來。采用S MD安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設(shè)計好的相應(yīng)管腳的焊點(diǎn)。將芯片各腳對準(zhǔn)相應(yīng)的焊點(diǎn)，即可實現(xiàn)與主板的焊接。用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。 　　PFP（Plastic Flat Package）方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區(qū)別是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。 　　單列直插式（即SIP） 　　 單列直插式最適合焊接，DIY友的最愛，因為這種封裝的管腳很長，很適合DIY焊接，且比較堅固，不易損壞。 　　雙列直插式（即DIP） 　　應(yīng)用最廣泛、最多的封裝形式。 　　絕大多數(shù)中小規(guī)模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數(shù)一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插座上。當(dāng)然，也可以直接插在有相同焊孔數(shù)和幾何排列的電路板上進(jìn)行焊接。 雙列直插式DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應(yīng)特別小心，以免損壞引腳。 　　使用DIP外型的以下好處： 　　(印刷電路板)上穿孔焊接，操作方便。 　　，故體積也較大。 　　Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存(Cache)和早期的內(nèi)存芯片也是這種封裝形式。 　　1．集成運(yùn)放的電源供給方式 　　集成運(yùn)放有兩個電源接線端+VCC和VEE,但有不同的電源供給方式。對于不同的電源供給方式,對輸入信號的要求是不同的。 　　（1）對稱雙電源供電方式 　　運(yùn)算放大器多采用這種方式供電。相對于公共端（地）的正電源（+E）與負(fù)電源（E）分別接于運(yùn)放的+VCC和VEE管腳上。在這種方式下,可把信號源直接接到運(yùn)放的輸入腳上,而輸出電壓的振幅可達(dá)正負(fù)對稱電源電壓。 　?。?）單電源供電方式 　　單電源供電是將運(yùn)放的VEE管腳連接到地上。此時為了保證運(yùn)放內(nèi)部單元電路具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn),在運(yùn)放輸入端一定要加入一直流電位,。此時運(yùn)放的輸出是在某一直流電位基礎(chǔ)上隨輸入信號變化。,靜態(tài)時,運(yùn)算放大器的輸出電壓近似為VCC/2,為了隔離掉輸出中的直流成分接入電容C3。 　　 運(yùn)算放大器單電源供電電路 　　2．集成運(yùn)放的調(diào)零問題 　　由于集成運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的影響,當(dāng)運(yùn)算放大器組成的線性電路輸入信號為零時,輸出往往不等于零。為了提高電路的運(yùn)算精度,要求對失調(diào)電壓和失調(diào)電流造成的誤差進(jìn)行補(bǔ)償,這就是運(yùn)算放大器的調(diào)零。常用的調(diào)零方法有內(nèi)部調(diào)零和外部調(diào)零,而對于沒有內(nèi)部調(diào)零端子的集成運(yùn)放,要采用外部調(diào)零方法。下面以mA741為例,。(a)所示的是內(nèi)部調(diào)零電路。圖（b）是外部調(diào)零電路。 .　　差動輸入級 使運(yùn)放具有盡可能高的輸入電阻及共模抑制比。 　　中間放大級 由多級直接耦合放大器組成，以獲得足夠高的電壓增益。 　　輸出級 可使運(yùn)放具有一定幅度的輸出電壓、輸出電流和盡可能小的輸出電阻。在輸出過載時有自動保護(hù)作用以免損壞集成塊。輸出級一般為互補(bǔ)對稱推挽電路。[1] 　　偏置電路 為各級電路提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。為使工作點(diǎn)穩(wěn)定，一般采用恒流源偏置電路。 詞條圖冊更多圖冊 集成運(yùn)放μA741運(yùn)算放大器（Operational Amplifier）簡稱運(yùn)放，它在信號處理過程中的應(yīng)用十分廣泛。最早的運(yùn)算放大器由電子管組成，出現(xiàn)于1940年，主要用于模擬計算，結(jié)合其他元件，可完成相加、相減、微分、積分等運(yùn)算。1960年以后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，大大降低了成本，其應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了數(shù)學(xué)運(yùn)算的范圍，目前已被廣泛用于有源濾波器、波形發(fā)生器、脈沖整形等電路中。集成運(yùn)放181。A741是由美國仙童（fairchild）公司發(fā)明，在60年代后期廣泛流行，直到現(xiàn)在還在大量使用的高增益運(yùn)算放大器。μA741是一種十分理想的增益器件。它的工作特性非常接近于理想情況，實際工作性能也非常接近于理論計算水平。利用集成運(yùn)算放大器可以使電路設(shè)計變得非常簡單,它已被廣泛地應(yīng)用于涉及軍事、工業(yè)和商業(yè)等的各個領(lǐng)域。集成運(yùn)放181。A741內(nèi)部電路的主要元器件有電阻。電容和晶體管，這些全部由單晶硅材料制作。 集成運(yùn)放的內(nèi)部框圖、管腳圖和表示符號圖31是集成運(yùn)放181。A741的內(nèi)部原理框圖 圖31集成運(yùn)放181。A741內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) 圖32 集成運(yùn)放181。A741管腳圖圖33 集成運(yùn)放181。A741的電路符號及端口181。A741集成運(yùn)算放大器需要兩個直流電源供電如圖33（a）所示。其中端口7接一個正電源+Vcc,端口4接一個負(fù)電源Vcc，通常情況下這兩個直流電源是對稱電源。端口2為反相輸入端，端口3為同相輸入端，端口6為輸出端口。在使用181。A741這個集成運(yùn)算放大器時，直流電源往往省去不畫，如圖 33（b）。 μA741集成運(yùn)放的性特能點(diǎn)μA741是高性能、內(nèi)補(bǔ)償運(yùn)算放大器，功耗低，無需外部頻率補(bǔ)償，具有短路保護(hù)和失調(diào)電壓調(diào)零能力，使用中不會出現(xiàn)閂鎖現(xiàn)象，可用作積分器、求和放大器及普通反饋放大器。同類或直接代換的型號有CF741MT、CF741CT、CF741MD、CF741CD、CF741MJ、CF741CJ、CF741CP、F00F008等。使用能進(jìn)行輸出短路保護(hù)，消除了鎖死現(xiàn)象，可以在內(nèi)部進(jìn)行相位補(bǔ)償，失調(diào)補(bǔ)償可以簡單地通過在外部連接可變電阻來進(jìn)行，沒有輸出短路保護(hù)電路，需要外接3個元件進(jìn)行相位補(bǔ)償。和同時期別的運(yùn)算放大器相比，181。A741轉(zhuǎn)換速率小，共模輸入電壓小，沒有用于失調(diào)補(bǔ)償?shù)亩俗樱顒虞斎腚妷盒　?A741管腳圖本實驗采用的集成運(yùn)放型號為μA741（或F007），引腳排列如圖7－1 所示，它是八腳雙列直插式組件，②腳和③腳為反相和同相輸入端，⑥腳為輸出端，⑦腳和④腳為正、負(fù)電源端，①腳和⑤腳為失調(diào)調(diào)零端，①⑤腳之間可接入一只幾十KΩ的電位器并將滑動觸頭接到負(fù)電源端。 ⑧腳為空腳。 集成函數(shù)發(fā)生器ICL8038ICL8038精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢壘二極管等先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，其電源電壓范圍寬、穩(wěn)定度高、精度高、易于使用等優(yōu)點(diǎn)，外部只需接入很少的原件即可工作，可同時產(chǎn)生方波、三角波和正弦波，其函數(shù)波形的頻率可受內(nèi)部和外電壓控制，可被應(yīng)用于壓控振蕩電路。 ICL8038的性能特點(diǎn)ICL8038的波形發(fā)生器是一個用最少的外部元件就能生產(chǎn)高精度正弦,方形,三角, 鋸齒波和脈沖波形徹底單片集成電路. 頻率(或重復(fù)頻率) , 調(diào)頻及掃描可以由同一個外部電壓完成. ICL8038精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢壘二極管等先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，輸出由溫度和電源變化范圍廣而決定. 這個芯片和鎖相回路作用， 具有在發(fā)生溫度變化時產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過250ppm／℃。特點(diǎn)：具有在發(fā)生溫度變化時產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過50ppm／℃；正弦波輸出具有低于1％的失真度；三角波輸出具有0．1％高線性度；具有0．001Hz～1MHz的頻率輸出范圍；工作變化周期寬；2％～98％之間任意可調(diào)；高的電平輸出范圍；從TTL電平至28V；具有正弦波、三角波和方波等多種函數(shù)信號輸出；8易于使用，只需要很少的外部條件 8038的管腳圖及其功能 封裝引腳如下圖：圖34 ICL8038管腳圖腳 12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度調(diào)節(jié)；腳 2（Sine Wave Out）：正弦波輸出；腳 3（Triangle Out）：三角波