《通信電子線路》實驗教案

吳大正版《信號與系統(tǒng)》教案湖北理工學(xué)院電氣學(xué)院第3頁共3頁實驗一函數(shù)信號發(fā)生實驗一、實驗?zāi)康?、了解單片集成函數(shù)信號發(fā)生器ICL8038的功能及特點。2、掌握ICL8038的應(yīng)用方法。二、實驗儀器與設(shè)備TKGP系列高頻電子線路實驗箱；雙蹤示波器；頻率計；交流毫伏表。三、實驗原理(一)、ICL8038內(nèi)部框圖介紹ICL8038是單片集成函數(shù)信號發(fā)生器，其內(nèi)部框圖如圖1-1所示。它由恒流源I2和I1、電壓比較器A和B、觸發(fā)器、緩沖器和三角波變正弦波電路等組成。圖1-1ICL8038原理圖外接電容C可由兩個恒流源充電和放電，電壓比較器A、B的閥值分別為總電源電壓(指)的2/3和1/3。恒流源I2和I1的大小可I2>I1。當(dāng)觸發(fā)器的輸出為低電平時，恒流源I2斷開，恒流源I1給C充電，它的兩端電壓uc隨時間線性上升，當(dāng)達到電源電壓的2/3時，電壓比較器A的輸出電壓發(fā)生跳變，使觸發(fā)器輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，恒流源I2接通，由于I2>I1(設(shè)I2=2I1)，I2將加到C上進行反充電，相當(dāng)于C由一個凈電流I放電，C兩端的電壓uc又轉(zhuǎn)為直線下降。當(dāng)它下降到電源電壓的1/3時，電壓比較器B輸出電壓便發(fā)生跳變，使觸發(fā)器的輸出由高電平跳變?yōu)樵瓉淼牡碗娖?，恒流源I2斷開，I1再給C充電，┅┅如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩。若調(diào)整電路，使I2=2I1，則觸發(fā)器輸出為方波，經(jīng)反相緩沖器由引腳9輸出方波信號。C上的電壓uc，上升與下降時間相等(呈三角形)，經(jīng)電壓跟隨器從引腳3輸出三角波信號。將三角波變?yōu)檎也ㄊ墙?jīng)過一個非線性網(wǎng)絡(luò)(正弦波變換器)而得以實現(xiàn)，在這個非線性網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)三角波電位向兩端頂點擺動時，網(wǎng)絡(luò)提供的交流通路阻抗會減小，這樣就使三角波的兩端變?yōu)槠交恼也?，從引腳2輸出。1、ICL8038引腳功能圖2、實驗電路原理圖如圖1-3所示。圖1-3ICL8038實驗電路圖其中K1為輸出頻段選擇波段開關(guān)，K2為輸出信號選擇開關(guān)，電位器W1為輸出頻率細(xì)調(diào)電位器，電位器W2調(diào)節(jié)方波占空比；電位器W3、W4調(diào)節(jié)正弦波的非線性失真。3、實際線路分析ICL8038的實際線路與圖1-3基本相同，只是在輸出增加了一塊LF353雙運放，作為波形放大與阻抗變換。根據(jù)所選的電路元器件值，本電路的輸出頻率范圍為約10Hz～11KHz；幅度調(diào)節(jié)范圍：正弦波為0～12V，三角波為0～20V，方波為0～22V。若要得到更高的頻率，可適當(dāng)改變?nèi)龣n電容的值。四、實驗內(nèi)容與步驟在實驗箱上找到本次實驗所用的單元電路，并與電路原理圖相對照，了解各個切換開關(guān)的功能與使用。然后按前述的實驗步驟開啟相應(yīng)的電源開關(guān)。(一)、輸出正弦波的調(diào)整與測量1、取某一頻段的正弦波輸出，用示波器觀測輸出端(TP701)的波形。通過反復(fù)調(diào)節(jié)電位器W2、W3、W4，使輸出正弦波的失真為最小。2、頻率計和交流毫伏表分別測量三個頻段的頻率調(diào)節(jié)范圍和各頻段的輸出頻響特性V=F(f)①從最低頻段開始，調(diào)節(jié)頻率細(xì)調(diào)電位器W1，測定本頻段的頻率調(diào)節(jié)范圍和輸出電壓(在最高與最低頻率之間選取相應(yīng)的)。頻率f電壓V②切換到中間頻段，重復(fù)①的步驟。頻率f電壓V③切換到最高頻段，重復(fù)①的步驟。頻率f電壓V(二)、輸出三角波的觀察通過調(diào)節(jié)頻率和幅度，觀測輸出的波形。(三)、觀察輸出的方波信號1、通過調(diào)節(jié)頻率和幅度，觀測輸出的波形。2、通過調(diào)節(jié)W2，可以改變輸出方波的占空比。五、思考題1、如果采用單電源或不對稱的雙電源供電，對輸出有何影響?2、本電路輸出的最高頻率與最低頻率受哪些因素的影響?3、要想同時輸出三種不同波形的信號，有否可能?如何實現(xiàn)?4、在實驗的實際電路中后兩級的運放有何作用?去除它行嗎?六、實驗注意事項1、正弦波的波形調(diào)整是一項較細(xì)致的實驗步驟，往往需要反復(fù)多次調(diào)整相關(guān)的電位器，以獲得