簡(jiǎn)易多波形信號(hào)發(fā)生器電路設(shè)計(jì)

　　信號(hào)發(fā)生器在電子實(shí)驗(yàn)中作為信號(hào)源，通常用得多的是正弦波、三角波、方波以及用作觸發(fā)信號(hào)的脈沖波。本次制作的是能產(chǎn)生九種波形的信號(hào)發(fā)生器。

　　設(shè)計(jì)目標(biāo)是簡(jiǎn)單易制、工作可靠、信號(hào)頻率在音頻范圍連續(xù)可調(diào)，即20Hz～20KHz，輸出信號(hào)電壓能與TTL電平兼容。

　　電路中采用了兩塊CMOS數(shù)字集成電路74C04（內(nèi)含六個(gè)反相器）和74C14（內(nèi)含六個(gè)帶施密特電路的反相器）。

　　電路見(jiàn)圖1，由反相器IC1的a、b、c三個(gè)并連，和電阻W1+R1、電容C1、C2、C3構(gòu)成振蕩器以產(chǎn)生三角波，振蕩頻率計(jì)算公式為f=1/1.7RC。振蕩頻率分為×10、×100、×1k三段、用開(kāi)關(guān)K2改變接入的電容量粗調(diào)頻率，由電位器W1細(xì)調(diào)20~200Hz、200~2kHz、2k~20kHz，覆蓋音頻頻段。三角波經(jīng)射極跟隨器T2輸出，約3VP-P。此三角波經(jīng)施密特觸發(fā)器IC2a整形為方波，再經(jīng)IC2b~f并聯(lián)輸出（多個(gè)門(mén)電路并聯(lián)以提高驅(qū)動(dòng)能力），其電平兼容TTL。IC1d、IC1e~f構(gòu)成兩級(jí)線性放大器，用于將三角波整形為模擬正弦波，原理是利用放大器飽和將三角波的尖端限幅為圓形，再經(jīng)射極跟隨器T1輸出，約6.5VP-P。當(dāng)波形選擇開(kāi)關(guān)K3將電阻R2和二極管D1或D2接入電路時(shí)，輸出的方波被整流為正電壓或負(fù)電壓加到三角波發(fā)生器的輸入端，構(gòu)成壓控振蕩器（VCO），從而獲得極性不同的鋸齒波或脈沖波，脈沖寬度取決于電阻R2和積分電容的大小。如此構(gòu)成一個(gè)實(shí)用的多波形信號(hào)發(fā)生器，開(kāi)關(guān)K3是波形選擇開(kāi)關(guān)，其位置與波形的關(guān)系見(jiàn)附表。

　　積分電容C1、C2、C3選用溫度特性好的薄膜電容，容量值要求準(zhǔn)確，每組電容器由兩個(gè)電容器并聯(lián)以得到需要的數(shù)值，需用數(shù)字萬(wàn)用表的電容檔精選，才能保證三條頻率刻度的—致性。電容C4、C5一定要用無(wú)極性電容，可用兩個(gè)4.7μ有極性電介電容同極性串連代替。電容C6、C7用鉭電介。圖1中未注明電壓的電容器均選用50V。頻率細(xì)調(diào)電位器W1選用金屬殼全密封碳膜電位器，最好選用阻值變化為線性（即型號(hào)后綴帶有“X”）的。開(kāi)關(guān)K2、K3選用小型—刀三位波段開(kāi)關(guān)。9V直流穩(wěn)壓電源選用小電流的三端穩(wěn)壓集成電路78L09。六施密特觸發(fā)器74C14也可用HEF40106直接代換。

　　由于采用低耗電的C-MOS電路，本機(jī)也可用9V積層電地供電。

　　電路制作完成后需要調(diào)整的只有正弦波形。有示波器時(shí)可在示波器監(jiān)視下調(diào)整微調(diào)電阻W2、W3，使波形最接近正弦波；無(wú)示波器時(shí)，可將正弦波輸出接到家用音頻功放的輸入端，頻率調(diào)整到數(shù)百周，調(diào)W2、W3使聲音最悅耳即可。

　　制作難點(diǎn)是面板上的頻率刻度盤(pán)的繪制及校準(zhǔn)。下面詳細(xì)介紹：