正弦波信號發(fā)生器的原理及制作

1．電路圖和PCB的設(shè)計(jì)

正弦波信號發(fā)生器電路原理圖如上圖所示，下圖是為其配套的電源電路。整個(gè)電路可以在面包板上焊接而成，也可自制PCB圖，效果會(huì)更佳。

2．電路工作原理和元器件的選擇

由上圖可見，正弦波信號發(fā)生器電路由兩級構(gòu)成。

第一級是一個(gè)RC文氏橋振蕩器，通過雙刀四擲波段開關(guān)ZK切換電容進(jìn)行信號頻率的粗調(diào)，每擋的頻率相差10倍。通過雙連電位器RP1進(jìn)行信號頻率的細(xì)調(diào)，在該擋頻率范圍內(nèi)頻率連續(xù)可調(diào)。RP2是一個(gè)多圈電位器，調(diào)節(jié)它可以改善波形失真。若將R4改成阻值為3K的電阻，則調(diào)節(jié)RP2時(shí)，可以明顯看出RC文氏橋電路的起振條件和對波形失真的改善過程。電路的第二級是一個(gè)反向比例放大器，調(diào)節(jié)單連電位器RP3可以改變輸出信號的幅度，本級的電壓放大倍數(shù)最大為5倍，最小為零倍，調(diào)節(jié)RP3可以明顯看到正弦波信號從無到有直至幅度逐漸增大的情況。當(dāng)然這級電路若采用同向比例放大器，則調(diào)節(jié)RP3時(shí)，該級電路對前級信號源電路的影響明顯減小，這是因?yàn)橥虮壤糯笃鞯妮斎腚娮璞确聪虮壤糯笃鞯妮斎腚娮璐蟮亩嗟木壒省?/p>

RC文氏橋信號發(fā)生器的振蕩頻率由公式f=l/2訂RC決定。通過計(jì)算可知，這個(gè)電路能產(chǎn)生的信號頻率范圍為10Hz。10OkHz，覆蓋了整個(gè)音頻范圍，所以若將信號源的輸出接在一個(gè)音頻功率放大器上，從喇叭的發(fā)聲情況，就可以了解人耳對次聲波、音頻波和超聲波的不同反映。當(dāng)然，若同時(shí)在信號發(fā)生器的輸出端接一個(gè)示波器，就可以對頻率的高低與聲調(diào)的高低有更直觀的認(rèn)識。

3．元器件裝配與調(diào)試

元件裝配的難點(diǎn)有三個(gè)，一是波段開關(guān)上各個(gè)引線與RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電容的連接要正確，二是集成運(yùn)放的管腳識別要正確，三是三端集成穩(wěn)壓塊7812和7912的管腳功能不同，要正確識別。雙刀四擲波段開關(guān)上的各個(gè)擲之間互成180度角的兩個(gè)電極是一對對應(yīng)關(guān)系，應(yīng)該分別連到一對相同容量的電容上。TL082是高速精密雙運(yùn)算放大器，采用雙列直插封裝，在塑封的表面上有一個(gè)圓點(diǎn)，其對應(yīng)的管腳就是1腳，然后按照逆時(shí)針順序排列。電源板和信號發(fā)生器電路板之間要用三根導(dǎo)線進(jìn)行電源的連接，保證供給正負(fù)12V直流電。三端集成穩(wěn)壓塊7912的管腳從左至右分別是地、輸入端和輸出端，而7812的管腳從左至右分別是輸入端、地和輸出端。電路裝配完畢并檢查無誤后即可進(jìn)行調(diào)試。首先進(jìn)行電源的調(diào)試，將變壓器的初級接到220V交流電上，用萬用表的直流電壓擋分別直接測量三端集成穩(wěn)壓電路的輸出，只要器件本身和安裝沒有問題，應(yīng)該有直流正負(fù)12V電壓的輸出，若沒有輸出電壓，則應(yīng)該分別檢查三端集成穩(wěn)壓塊7812和7912的輸入端有無正負(fù)15V左右的直流電壓。若有，則是7812和7912的問題，應(yīng)該仔細(xì)檢查7812和7912的連接是否正確，若連接正確，則肯定是7812和7912本身的問題，可用替換法進(jìn)行判斷。

電源調(diào)試完畢后，將電源與電路板連接，先用萬用表分別測量集成運(yùn)放8腳和4腳對地有無正負(fù)12V的直流電壓，若電壓正常，則可以將信號發(fā)生器的輸出端與示波器相連，選擇示波器的頻率和幅度擋位，再仔細(xì)調(diào)節(jié)RP2，即可看到正弦波形，要將此正弦波的失真調(diào)至最小。轉(zhuǎn)動(dòng)波段開關(guān)，信號頻率應(yīng)該有明顯的變化，需要調(diào)節(jié)示波器才能保證對信號的跟蹤，再仔細(xì)調(diào)節(jié)多圈電位器RP2，保證在任一波段都有基本不失真的正弦波形。在每個(gè)波段，調(diào)節(jié)雙連電位器RP1時(shí)，可以看出信號頻率的緩慢變化。調(diào)節(jié)單連電位器RP3，可以明顯看到信號幅度的變化，若幅度增大時(shí)信號失真，應(yīng)再仔細(xì)調(diào)節(jié)RP2，使信號不失真為止。