【正文】 另外， 8038 電路中含有正弦波變換器，故可以直接將三角波變成正弦波輸出。 圖 8038 管腳中英文排列對(duì)照 其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 并聯(lián)晶體振蕩電路圖 圖 串聯(lián)晶體振蕩電路 集成函數(shù)發(fā)生器 8038 的功能及應(yīng)用 集成函數(shù)發(fā)生器 8038 是一種多用途的波形發(fā)生器，可以用來產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和鋸齒波，其振蕩頻率可通過外加的直流電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以是壓控集成信號(hào)產(chǎn)生器。 從圖 （ b）所示的等效電路可得到它的電抗與頻率之間的關(guān)系曲線，稱晶體諧振器的電抗頻率特性曲線，如圖 （ c）所示。 晶體諧振器的代表符號(hào)如圖 （ a）所示，它可用一個(gè) LC 串并聯(lián)電路來等效，如圖（ b）所示。在晶片兩個(gè)對(duì)應(yīng)的表面用真空噴涂或用其他方法涂敷上一層銀膜，在兩層銀膜上分別引出兩個(gè)電極，再用金屬殼或玻璃殼封裝起來，就構(gòu)成了一個(gè)石英晶體諧振器。從一塊石英晶體上按一定的方位角切割，得到的薄片稱 “晶片 ”。 石英晶體振蕩器 天然的石英是六菱形晶體，其化學(xué)成分是二氧化硅 (SiO2)。 （ 2）檢查放大器的偏置電路，看靜態(tài)工作點(diǎn)是否能確保放大器正常工作。 （ 1）電感三點(diǎn)式 LC 振蕩電路 電感三點(diǎn)式振蕩電路原理電路如圖 所示 圖 電感三點(diǎn)式電路圖 （ 2）電容三點(diǎn)式 LC 振蕩電路 電容三點(diǎn)式振蕩電路原理如圖 所示，由圖可見，其電路構(gòu)成與電感三點(diǎn)式振蕩電路基本相同，不過正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)由電容 C C2 和電感 L 構(gòu)成，反饋信號(hào) Uf取自電容 C2兩端，故稱為電容 三點(diǎn)式振蕩電路，也稱為電容反饋式振蕩電路。 圖 變壓器反饋式 LC 振蕩電路 變壓器反饋 LC 振蕩電路的振蕩頻率與并聯(lián) LC 諧振電路相同，為 LCf π2 10 ? 三點(diǎn)式振蕩電路的連接規(guī)律如下：對(duì)于振蕩器的交流通路，與三極管的發(fā)射極或者運(yùn)放的同相輸入端相連的 LC 回路元件，其電抗性質(zhì)相同（同是電感或同為電容）；與三極管的基 極和集電極或者運(yùn)放的反相輸入端和輸出端相連的元件，其電抗性質(zhì)必相反（一個(gè)為電感，另一個(gè)為電容）。交換反饋線圈的兩個(gè)線頭，可改變反饋的極性。 諧振時(shí) 0100 ?? CL ?? 諧振頻率 LCf π2 10 ? 變壓器反饋 LC 振蕩電路如 圖 所示。 (a)LC 并聯(lián)諧振電路 (b) 并聯(lián)諧振曲線 圖 并聯(lián)諧振電路及其諧振曲線 輸入信號(hào)頻率過高，電容的旁路作用加強(qiáng)，輸出減??；反之頻率太低，電感將短路輸出。根據(jù)反饋形式的不同， LC 正弦波振蕩電路可分為互感耦合式 (變壓器反饋式 )、電感三點(diǎn)式、電容三點(diǎn)式等幾種電路形式。這里的選頻網(wǎng)絡(luò)是由 LC 并聯(lián)諧振電路構(gòu)成，正反饋網(wǎng)絡(luò)因不同類型的 LC 正弦波振蕩電路而有所不同。 R4 是正溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)輸出電壓升高， R4 上所加的電壓升高，即溫度升 高， R4 的阻值增加，負(fù)反饋增強(qiáng)，輸出幅度下降。當(dāng) C1 =C R1 =R2 時(shí) 31.o.f. ??VVF ?F=0? f0= RCπ21 為滿足振蕩的幅度條件 ?AF. . ?=1，所以 Af≥ 3。 圖 RC 文氏橋振蕩器 RC 文氏橋振蕩器的電路如圖 所示， RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是正反饋網(wǎng)絡(luò)，另外還增加了R3 和 R4 負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。其頻率響應(yīng)如下 222222111 j1)j/1//()j/1( CRRCRZCRZ ??? ????? )1j()1(1/j+)Cj/1( )j1]()Cj/1([)]j1/([+)Cj/1()j1/( 12211221212222111222211222211222212.o.f.CRCRCCRRRCCRCRRRRRCRRRCRRRCRRZZZVVF????????????????????????????? 諧振頻率為 f0=2121π21 CCRR 當(dāng) R1 = R2， C1 = C2 時(shí)，諧振角頻率和諧振頻率分別為： RC10 ?? ， RCf ?2 10 ? 幅頻特性 ?.F20022122121221 )(31)1()1(1?????? ????? ?? CRCRCCRR 相頻特性 3a r c t g11a r c t g0012211221F??????? ????????CCRRCRCR 當(dāng) f=f0 時(shí)的反饋系數(shù) ?.F 13 ，且與頻率 f0 的大小無關(guān)，此時(shí)的相角 ?F=0?。 根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成元件的不同，可把 正弦信號(hào)振蕩電路分為如下幾類：選頻網(wǎng)絡(luò)若由RC 元件組成，則稱 RC 振蕩電路；選頻網(wǎng)絡(luò)若由 LC 元件組成，則稱 LC 振蕩電路；選頻網(wǎng)絡(luò)若由石英晶體構(gòu)成，則稱為石英晶體振蕩器 RC 正弦波振蕩電路 采用 RC 選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的 RC 振蕩電路，一般用于產(chǎn)生 1Hz～ 1MHz 的低頻信號(hào)。這就要靠選頻網(wǎng)絡(luò)的作用，選出失真波形的基波分量作為輸出信號(hào)，以獲得正弦波輸出。由于正、負(fù)號(hào)的改變，有反饋的放大倍數(shù)為： FAAA ???? ?1f 振蕩條件是 ..FA =1 幅度平衡條件 ? ..FA ?=1 相位平衡條件 ?AF = ?A+?F = ?2n? 振蕩器在剛剛起振時(shí)，為了克服電路 中的損耗，需要正反饋強(qiáng)一些，即要求 ? ..FA ?＞ 1 這稱為起振條件。在振蕩電路中加的就是正反饋，振蕩建立后只是一種頻率的信號(hào)，無所謂附加相移。 產(chǎn)生正弦波的條件與負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激的條件十分類似。正弦波振蕩器的名稱一般由選頻網(wǎng)絡(luò)來命名。為了獲得單一頻率的正弦波輸出，應(yīng)該有選頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放大電路合而為一。如果正反饋量大，則增幅，輸出幅度越來越大，最后由三極管的非線性限幅，這必然產(chǎn)生非線性失真。 圖 正弦波信號(hào)振蕩電路方框圖 為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主要部分。 利用 8038 構(gòu)成的函數(shù)發(fā)生器的實(shí)例 圖 頻率可調(diào)、失真小的函數(shù)發(fā)生器 知識(shí)介紹： 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 正弦波振蕩電路能產(chǎn)生正弦波輸出，它是在放大電路的基礎(chǔ)上加上正反饋而形成的，它是各類波形發(fā)生器和信號(hào)源的核心電路。 表 Vb Vc Va Au*F C= C= （ 3） 在振蕩的情況下，在 A 點(diǎn)接電阻，用示波器觀察波形。 連接 B、 C 兩點(diǎn)，用示波器觀察 A 點(diǎn)波形，調(diào) RP2 使不失真，測(cè)量振蕩頻率并填 表 。 ] 1． 按圖 在實(shí)驗(yàn)板上接好線路。最后測(cè)量其輸出頻率 。 將數(shù)據(jù)填入下表 中。 將波形填入表 中。每組模電試驗(yàn)箱一臺(tái)。 難 點(diǎn) 集成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 8038 的功能與應(yīng)用。 情感目標(biāo) 增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣； 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)； 提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。 圖 頻率和幅度均可調(diào)節(jié)的鋸齒波發(fā)生電路 課題 項(xiàng)目四 信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)與制作 任務(wù)三 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作 任務(wù)分解 正弦波振蕩電路的制作與測(cè)試 集成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作 授 課 方 式 講 授 操作演示 仿真演示 研究學(xué)習(xí) 學(xué)生操作 師生互動(dòng) √ √ √ √ √ 能力目標(biāo) 掌握振蕩電路振蕩頻率的調(diào)整方法； 會(huì)用示波器觀察振蕩波形的頻率和幅度； 會(huì)用集成信號(hào)發(fā)生器 8038 設(shè)計(jì)典型信號(hào)發(fā)生電路。 如果有意識(shí)地使 C 的充電和放電時(shí)間常數(shù)造成顯著的差別，則在電容兩端的電壓波形就是鋸齒波。鋸齒波與三角波的區(qū)別是：三角波的上升和下降的斜率（指絕對(duì)值）相等，而鋸齒波的上升和下降的斜率不相等 (通常相差很多 )。 圖 三角波發(fā)生電路 通常積分器產(chǎn)生的三角波幅值隨方波輸入信號(hào)的頻率變化。若用直流電壓作為控制電壓，壓控振蕩器可制成頻率調(diào)節(jié)十分方便的信號(hào)源；若用正弦波電壓作為控制電壓，壓控振蕩器就成了調(diào)頻波振蕩器；當(dāng)振蕩受鋸齒波電壓控制時(shí)，它就成了掃頻振蕩器。 圖 方波產(chǎn)生電路 根據(jù)電路可得 上下限 電壓為： 可推出 ： 還可利用壓控方波產(chǎn)生電路來獲取方波。圖中 R 和 C 為定時(shí)元件，構(gòu)成積分電路。 圖 存在干擾時(shí)， 滯回比較器的輸入、輸出波形 非正弦波信號(hào)發(fā)生器 1．方波發(fā)生器 用滯回比較器構(gòu)成的方波產(chǎn)生電路如圖 (a)所示。 圖 反相滯回電壓比較器 滯回電壓比較器用于控制系統(tǒng)時(shí)主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。 圖 存在干擾時(shí)，單限比較器的輸出、輸入波形 滯回比較器又稱施密特觸發(fā)器，通過引入上、下兩個(gè)門限電壓，以獲得正確、穩(wěn)定的輸出電壓。若用此輸出電壓控制 電機(jī)等設(shè)備，將出現(xiàn)誤操作。 圖 簡單過零比較器電路和輸入、輸出波形 2．滯回比較器 單限比較器電路簡單，靈敏度高，但其抗干擾能力差。這種單限比較器也稱為過零比較器?？梢?，這種單限比較器的閾值電壓 UTH=UR。 1．單限比較器 單門限電壓比較器只有一個(gè)門限電平