【正文】 摘 要壓控振蕩器（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。輸出波形的頻率受輸入電壓的控制，且呈線性關(guān)系。VCO已廣泛用于手機、衛(wèi)星通信終端、基站、雷達、導彈制導系統(tǒng)、軍事通信系統(tǒng)、數(shù)字無線通信、光學多工器、光發(fā)射機和其他電子系統(tǒng)。ICL8038精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢壘二極管等先進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，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。論文簡單介紹了壓控振蕩器的研究背景以及發(fā)展現(xiàn)況，闡述了基于ICL8038線性壓控振蕩器的基本理論；并針對8038和181。A741兩個重要器件從原理和結(jié)構(gòu)上進行了詳細的說明；最后，通過調(diào)試硬件電路獲取了相關(guān)的波形和數(shù)據(jù)，證明8038應(yīng)用于壓控振蕩電路是完全可行的。關(guān)鍵詞：壓控振蕩器，8038，181。A741, 線性，電壓，頻率ABSTRACTVoltage Controlled Oscillator is a kind of flap to concuss frequency with the electric voltage variety of the in addition control of flap and concuss machine, is a frequency creation source of key to control to flap to concuss a machine of control the electric voltage can be direct current, sine wave, teeth of a saw wave...etc., can creation rectangle wave, teeth of a saw wave, square wave, triangle wave, frequency modulation signal, sweep Pin signal etc., it output signal of frequency always with control electric voltage of value bee direct frequency which output wave a form is subjected to importation electric voltage of control, and present line sexual already extensive used for a cellular phone, satellite correspondence terminal, Ji station, the radar, guided missile system lead system, military correspondence system, numeral wireless correspondence, optics many work machine, light shoot machine and other electronics system.ICL8038 nicety function occurrence machine is adoption Xiao especially Ji power Lei diode etc. forerunner the craft make into of list slice integrated circuit chip, it power supply electric voltage scope breadth, stability Gao, accuracy Gao, be easy to usage etc. advantage, exterior need to connect go into seldom of original piece then work, can in the meantime creation square wave, triangle wave and sine wave, the frequency of its function wave form can be subjected to inner part and the dispatches from foreign news agency press control. This thesis simple introduction press to control to flap to concuss a machine of research background and development current conditions, elaborated to press to control to flap basic theories of concuss the machine according to the ICL8038 line。Secondly aim at 8038 carried on expatiation from principle and structure with the μ A741 two importance spare part。End, passed to adjust to try hardware electric circuit to obtain related wave form and data, can get 8038 can drive application in press to control to flap importance conclusion of concuss the electric circuit.KEY WORDS: Voltage Controlled Oscillator, 8038, 181。A741,line, voltage, frequency 目錄摘 要 IABSTRACT III1 緒 論 2基于ICL8038壓控振蕩器的原理 3主要元器件的介紹 μA741集成運放的性能特點 集成函數(shù)發(fā)生器ICL8038 ICL8038的性能特點和主要參數(shù) 8038的管腳圖及其功能 8038的內(nèi)部框圖及其工作原理 4電路的調(diào)試與數(shù)據(jù)測試 調(diào)試的過程 電路調(diào)試時的注意事項 調(diào)試所用的儀器、調(diào)試過程及測量數(shù)據(jù) 5結(jié)論與展望 結(jié)論 展望 致 謝 參考文獻 外文翻譯 1 緒 論 壓控振蕩器發(fā)展及意義上世紀初，Armstrong發(fā)明了電子管振蕩器，經(jīng)Hartley改進電路設(shè)計并開發(fā)成功電子管VCO(VCO，Voltage Controlled Oscillator)。電子管VCO的振蕩頻率是通過改變振蕩電路中電感器或電容器的參數(shù)值來進行調(diào)節(jié)。當時人們隊電子管 振蕩電路開展了大量的研究，今天仍在沿用Hartley，Colpitts，Clapp，Armstrong，Pierce等經(jīng)典振蕩電路結(jié)構(gòu)，就是當時的研究成果。上世紀中葉，晶體管問世并很快取代電子管成為振蕩電路的有源器件。特別是變?nèi)荻O管的應(yīng)用對VCO的發(fā)展具有重要意義。變?nèi)荻O管的電容隨外加電壓的改變而變化，用變?nèi)荻O管作壓控器件，改變其控制電壓就可實現(xiàn)VCO振蕩頻率的調(diào)節(jié)。這樣，晶體管、變?nèi)荻O管和其他無源元件就構(gòu)成了分立式的晶體管VCO。這種晶體管VCO實現(xiàn)了振蕩頻率的電子調(diào)諧，這是變?nèi)荻O管隊VCO發(fā)展的重大貢獻。與電子管VCO相比較，晶體管VCO具有電子調(diào)諧、體積小、成本低、功耗小、質(zhì)量好、調(diào)頻范圍設(shè)置簡便等優(yōu)點。晶體管VCO的發(fā)展也是電視技術(shù)能在當時迅速推廣的重要原因。1960年至1980年，晶體管VCO被電子系統(tǒng)設(shè)計所廣泛采用。到了1980年，情況發(fā)生了變化，混合集成的VCO組件和單片集成的VCOIC出現(xiàn)了。這兩種新技術(shù)對VCO的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。VCO從此就開始步入現(xiàn)代VCO技術(shù)的發(fā)展時期。變?nèi)荻O管、電容器、電感等元器件的小型化為制造VCO組件創(chuàng)造了條件。VCO組件是一種混合集成電路器件，具有封裝和外引線。雖然分立元件的晶體管VCO具有按用戶要求設(shè)計工作頻率和調(diào)諧范圍的靈活性，但一般在生產(chǎn)中都需要耗費大量的人工對確定頻率的元件進行調(diào)試，以消除元件誤差對頻率的影響。此外，分立元件VCO需要良好的屏蔽，其尺寸也比較大。分立元件的VCO已不能完全滿足現(xiàn)代無線電子系統(tǒng)發(fā)展的需求。20世紀90年代末期，出現(xiàn)了一種尺寸更小、成本更低的VCO技術(shù)，這就是單片集成VCO技術(shù)。單片集成VCO式一種半導體集成電路器件，其全部電路元件均集成在同以芯片上。這種器件像VCO組件一樣，是一個完整的VCO,具有封裝和外引線。近年來，隨著個人移動通訊的飛速發(fā)展，射頻和無線市場倍受關(guān)注。射頻壓控振蕩器是頻率產(chǎn)生源不可缺少的組成部分，作為鎖相環(huán)、頻率綜合和時鐘恢復(fù)等電路的關(guān)鍵模塊，廣泛用于手機、衛(wèi)星通信終端、基站、雷達、導彈制導系統(tǒng)、軍事通信系統(tǒng)、數(shù)字無線通信、光學多工器、光發(fā)射機等電子系統(tǒng)中，對電子系統(tǒng)的性能、尺寸、重量和成本都有著決定性的影響，是RF電路設(shè)計與集成的一個難點。由于大多數(shù)應(yīng)用都不只需要單一頻率的振蕩信號，而希望振蕩頻率是可以調(diào)節(jié)的，因此壓控振蕩器(VCO)應(yīng)運而生。鑒于以上原因，最近幾年，學術(shù)界在關(guān)于VCO的研究上投入了大量精力，并已經(jīng)取得了一定的進展，使得人們在理論上對VCO理解的更加深入的同時，在其優(yōu)化設(shè)計上也取得了值得注意的進步。 壓控振蕩器的研究現(xiàn)狀上世紀初，Amsltrong發(fā)明了電子管振蕩器，經(jīng)Hartley改進電路設(shè)計并開發(fā)成功電子管VCO。上世紀中葉，晶體管問世并很快取代電子管成為振蕩電路的有源器件。特別是變?nèi)荻O管的應(yīng)用對VCO的發(fā)展具有重要意義，用它可以實現(xiàn)VCO振蕩頻率的調(diào)節(jié)。這樣，晶體管、變?nèi)荻O管和其他無源器件就構(gòu)成了分立式的晶體管VCO。這種晶體管VCO實現(xiàn)了振蕩頻率的電子調(diào)諧，這是變?nèi)荻O管對VCO發(fā)展的重大貢獻。與電子管VCO相比較，晶體管VCO具有體積小的特點。到了1980年，混合集成的VCO組件和單片集成的VCO出現(xiàn)了。這兩種新技術(shù)對VCO的發(fā)展產(chǎn)生了重要的影響。VCO從此就開始步入現(xiàn)代VCO技術(shù)的發(fā)展時期。1990年SI—IC技術(shù)開發(fā)成功工作頻率很高的晶體管，變?nèi)荻O管和單片集成的高Q值電感器與高頻電容器。這為高頻硅單片集成VCO的研究與開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。人們?yōu)榇碎_展了大量的研究與開發(fā)工作。1992年美國Callofi39。nia大學首先報道了硅單片的研究成果。其后，對硅單片的研究進入繁榮期，采用不同技術(shù)方案的硅單片相繼問世。 本文的主要工作及難點本文的主要工作為： 搜索整理相關(guān)的文獻資料，學習與課題相關(guān)的集成電路知識，確定課題的原理電路，并對其進行分析，從而確立了本次課題的基本方案； 依據(jù)確定的方案，聯(lián)系自己的實際情況，有針對性的選擇電路中所需的元器件； 進行電路的調(diào)試工作，對原電路圖進行了修改； 深入分析、總結(jié)了系統(tǒng)各個部件的原理，通過長時間的測試調(diào)試證明了該方案的可行性，獲取了相關(guān)波形以及測量數(shù)據(jù)，根據(jù)調(diào)試出的波形和數(shù)據(jù)進行分析，做好總結(jié)工作； 進行電路板的焊接，結(jié)合理論知識對VCO的實際狀態(tài)進行調(diào)試，直到VCO工作狀態(tài)良好； 處理相關(guān)數(shù)據(jù)，得出有代表性的結(jié)論。本文的主要難點為： 理解8038和181。A741的工作原理； 對電路圖原理上的認識，掌握電路圖中各個部件所起到的作用； 觀察調(diào)試過程中的現(xiàn)象并找出問題的原因，從而不斷地對電路進行修改； 檢查電路較為復(fù)雜，應(yīng)從實驗儀器開始，然后逐步檢查元器件和電路接線情況，把問題縮小于合理的范圍內(nèi)再解決問題； 注意電路圖中輸入電壓為負值，否則觀察不到輸出波形； 電路圖中電位器較多，為了得到比較理想的波形，應(yīng)該多次對電位器進行調(diào)試，注意觀察示波器的波形； 焊接電路板做到正確性和美觀的統(tǒng)一。 本章小節(jié)本章較為詳細地介紹了壓控振蕩器VCO(VCO，Voltage Controlled Oscillator)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀，指明了本論文的主要工作及難點。2 基于ICL8038壓控振蕩器的原理 壓控振蕩器的簡介英文：voltagecontrolled oscillator 其特性用輸出角頻率ω0與輸入控制電壓uc之間的關(guān)系曲線(圖1)來表示。圖中,uc為零時的角頻率ω0,0稱為自由振蕩角頻率；曲線在ω0,0處的斜率K0稱為控制靈敏度。在通信或測量儀器中，輸入控制電壓是欲傳輸或欲測量的信號（調(diào)制信號）。人們通常把壓控振蕩器稱為調(diào)頻器，用以產(chǎn)生調(diào)頻信號。在自動頻率控制環(huán)路和鎖相環(huán)環(huán)路中，輸入控制電壓是誤差信號電壓，壓控振蕩器是環(huán)路中的一個受控部件。 　　壓控振蕩器的類型有LC壓控振蕩器、RC壓控振蕩器和晶體壓控振蕩器。對壓控振蕩器的技術(shù)要求主要有：頻率穩(wěn)定度好，控制靈敏度高，調(diào)頻范圍寬，頻偏與控制電壓成線性關(guān)系并宜于集成等。晶體壓控振蕩器的頻率穩(wěn)定度高，但調(diào)頻范圍窄，RC壓控振蕩器的頻率穩(wěn)定度低而調(diào)頻范圍寬，LC壓控振蕩器居二者之間。 　在用石英晶體穩(wěn)頻的振蕩器中，把變?nèi)荻O管和石英晶體相串接，就可形成晶體壓控振蕩器。為了擴大調(diào)頻范圍，石英晶體可用AT切割和取用其基頻率的石英晶體，在電路上還可采用展寬調(diào)頻范圍的變換網(wǎng)絡(luò)。 　　在微波頻段，用反射極電壓