超低頻信號發生器電路及製作
超低頻信號發生器電路及製作一、工作原理
整機電路分為三大模塊：（見圖1）
1.電源電路
本信號發生器電源電路的原理圖如圖2所示。它使用220V交流市電，用雙28V、5V降壓變壓器降壓。經橋式整流、電容濾波后。分別用LM7812、LM7912、LM7805得到±12V及5V直流 電壓前者供給信號發生電路供電；後者供給數字頻率顯示部分電路。
2.波形發生電路
圖2中有關波形發生的電路如圖3所示。其核心是由A1構成的積分器和由A2構成的回差電壓比較器。電路的工作構成描述如下。 穩定時，A2的輸出電壓只能是高電平電壓+U02或者低電平-U02。設其初始狀態為+U02，且U01為O。此時，電壓+U02對積分器A1按斜率U02／（RC13）負向積分使U01下降。當下降到一Uth1=-（R3／R4）U02時，由於電壓比較器A2同相端電壓為負，即U+<0，則其輸出翻轉至低電平-U02。此時積分器A1在輸入電壓-U02的作用下，輸出電壓U01按恆定斜率正向積分，當積分器輸出電壓U01上升到上限比較電平Uth1時，電壓比較器A2輸出電壓為高電平+U02，回到負向積分的工作狀態。這樣就形成了一個振蕩器周期。其振蕩頻率為這個周期的倒數，即f=R4／4R3RC13。積分器A1輸出幅度為Uth1的三角波；比較器A2輸出的時幅度為U02的方波。其波形如圖4所示。
這兩個信號的周期相同，都是有正、負向充電斜率控制。調整充、放電斜率可以改變輸出頻率。
3.顯示電路
顯示電路採用共陰極八段數碼管顯示，原理圖如圖5所示。電源電路及顯示電路的印製板圖分別如圖6和圖7。
二、主要元件的選擇
1.LF353的選擇
因為本信號源既要求輸出方波又要求輸出三角波，所以選擇積分電路和比較器來產生信號。這就需要雙運放的集成電路來完成。且要求信號源輸出的方波幅度為18V。而LF353是雙運放集成電路，而且它的理想輸出電壓是24V，所以選用LF353。
2.R5、Rp的選擇
先選好4.7k的電位器，根據電路R5的阻值應為幾百歐姆，才能使電位器滑動觸頭移到最上端時，電位器滑動頭和地之間的電壓為18V。經過多次調試確定R5=620Ω。
3.R3和R4的選擇
先確定R3=1 5kΩ，由於積分電路輸出電壓必須大於8V。所以確定積分電路的輸出電壓為9V，由U01=（R3／R4）U02得出R4=R3U02/=15×1 8／9=30kΩ。
4.為了提高頻率的穩定度，電路中的電阻全部採用五色環金屬膜電阻，電容C13採用聚笨乙烯電容。電阻R的阻值和電容C13的容量的選擇：
（1）為了使積分電路正常工作，電容應選取1 μ F以下的電容。所以本電路採用C1 3=0.47 μ F的電容。
（2）根據f=R4／4R3RC13，在R3、R4、C13已經確定的情況下，計算出R的值。例如，當f=1OOHz，由公式R=R4／4R3C13f=30／（4×15×047×10的-6次方×100）=10638 Ω。在實際電路中R=R8+R9所以取R8=10k,R9=620Ω。 同理。選擇其它頻率。由公式可算出R的值。同時可以確定R11～R45的值。
5.波段開關K1-1、K2-1的選擇：根據電原理圖選用5層10位波段開關。
三、調試與檢驗
調試與檢驗：（1）將三角波輸出端與示波器相連，調節示波器掃描範圍到2ms檔，觀察三角波波形，讀取三角波幅值Umax、頻率f、非線性失真值△u，計算相對非線性失真係數δ的值；調節轉換開關，讀取三角波頻率f的範圍。（2）將方波輸出端與示波器相連。 將幅度旋鈕調至最大，調節示波器掃描範圍到2ms檔，觀察方波波形，讀取方波幅值Umax、頻率f、上升沿時間tr；調節轉換開關，讀取方波頻率f的範圍；調節幅度旋鈕，讀取方波幅度△u的範圍。
