新消息丨简易多波形信号发生器怎么运行?读数标尺怎么制作?

哈喽小伙伴们 ,今天给大家科普一个小知识。在日常生活中我们或多或少的都会接触到简易多波形信号发生器方面的一些说法,有的小伙伴还不是很了解,今天就给大家详细的介绍一下关于简易多波形信号发生器的相关内容。


(相关资料图)

信号发生器在电子实验中作为信号源,通常用得多的是正弦波、三角波、方波以及用作触发信号的脉冲波。本次制作的是能产生九种波形的信号发生器。

设计目标是简单易制、工作可靠、信号频率在音频范围连续可调,即20Hz~20KHz,输出信号电压能与TTL电平兼容。

电路中采用了两块CMOS数字集成电路74C04(内含六个反相器)和74C14(内含六个带施密特电路的反相器)。

电路见图1,由反相器IC1的a、b、c三个并连,和电阻W1+R1、电容C1、C2、C3构成振荡器以产生三角波,振荡频率计算公式为f=1/1.7RC。振荡频率分为×10、×100、×1k三段、用开关K2改变接入的电容量粗调频率,由电位器W1细调20200Hz、2002kHz、2k20kHz,覆盖音频频段。三角波经射极跟随器T2输出,约3VP-P。此三角波经施密特触发器IC2a整形为方波,再经IC2bf并联输出(多个门电路并联以提高驱动能力),其电平兼容TTL。IC1d、IC1ef构成两级线性放大器,用于将三角波整形为模拟正弦波,原理是利用放大器饱和将三角波的尖端限幅为圆形,再经射极跟随器T1输出,约6.5VP-P。当波形选择开关K3将电阻R2和二极管D1或D2接入电路时,输出的方波被整流为正电压或负电压加到三角波发生器的输入端,构成压控振荡器(VCO),从而获得极性不同的锯齿波或脉冲波,脉冲宽度取决于电阻R2和积分电容的大小。如此构成一个实用的多波形信号发生器,开关K3是波形选择开关,其位置与波形的关系见附表。

积分电容C1、C2、C3选用温度特性好的薄膜电容,容量值要求准确,每组电容器由两个电容器并联以得到需要的数值,需用数字万用表的电容档精选,才能保证三条频率刻度的—致性。电容C4、C5一定要用无极性电容,可用两个4.7μ有极性电介电容同极性串连代替。电容C6、C7用钽电介。图1中未注明电压的电容器均选用50V。频率细调电位器W1选用金属壳全密封碳膜电位器,最好选用阻值变化为线性(即型号后缀带有“X”)的。开关K2、K3选用小型—刀三位波段开关。9V直流稳压电源选用小电流的三端稳压集成电路78L09。六施密特触发器74C14也可用HEF40106直接代换。

由于采用低耗电的C-MOS电路,本机也可用9V积层电地供电。

电路制作完成后需要调整的只有正弦波形。有示波器时可在示波器监视下调整微调电阻W2、W3,使波形最接近正弦波;无示波器时,可将正弦波输出接到家用音频功放的输入端,频率调整到数百周,调W2、W3使声音最悦耳即可。

制作难点是面板上的频率刻度盘的绘制及校准。下面详细介绍:

读数标尺的制作:

读数标尺与频率细调电位器W1的旋钮为—体。选择一块无划痕的透明板(如薄有机玻璃板或CD盒盖),接图2裁取—块,其长度以面板能容纳的半径为限(长些为好),作为标尺,经过圆心用针尖刻一直线槽,在槽中涂上红色墨水,形成一条红线,作为读数标线;用502胶水或AB双管胶将标尺与旋钮底面对接粘合。

刻度校准:

用AUTOCAD或CAXA制图软件,作一直径约100mm的圆(直径大些,绘图时易于估计小数),点击“等分弧”,将圆周分为100等分,打印两份(当然也可手工用圆规和量角器完成此工作)。将其中一份按标尺长度为半径裁剪—个圆,临时粘合到面板上W1位置。将带标尺的旋钮固定到W1轴上,根据标线确定W1旋转的起点和终点位置,一般电位器旋转范围为0253度,在绘制的等分圆周上约070.4格。

打开发生器电源,让其工作一段时间预热稳定。将频率粗调开关K2置“×100挡”、波形选择开关K3置“1”档,在方波输出端接上数字万用表的“测频率档”,从“0”开始旋转W1,在频率的整数位记下标线指示的刻度值(如1KHz,17.3格等)并列出表格;在K3的另外两挡位重复上面工作。

绘制频率刻度:

利用上面测绘的三个刻度表,在绘图软件窗口画出各刻度线。如果无条件使用计算机绘图,可利用绘制的等分圆周图和透明直尺手工绘制出三条频率刻度。

将绘制的刻度盘粘合到面板上相应位置。在K3的各档位测试一遍刻度与输出频率的对应关系,你会发现,如果电容C1、C2、C3的数值准确的话,各档刻度与输出频率基本吻合,完全能满足业余使用的要求。至此,这台多波形发生器就完成了。

关键词: 信号发生器