信号发生器的制作与调试

广西科技大学实验课程名称：汽车电工电子技术

实验项目名称：信号发生器的制作与调试学院：职业技术教育学院

专业：车辆工程

班级：车辆Z121班

学号：************

姓名：***

指导教师：***

实验时间：2015-7-2

信号发生器的制作与调试

一、实验目的

1) 培养综合应用所学知识来指导实践的能力；

2) 了解集成电路和集成运放的基本知识；

3) 学会使用仿真软件对电路进行仿真；

4) 理解函数信号发生器的组成框图及工作流程；

5) 会制作函数信号发生器；

6) 能用仪器、仪表调试、测量函数信号发生器的主要指标。

二、清点元器件规格及数量

元器件明细表

三、所需设备仪器

（1）示波器

（2）万用表

（3）常用电子组装工具一套（电烙铁、尖嘴钳等）

（4）稳压电源

（5）晶体管毫伏表

（6）数字频率计

四、实验步骤：

工艺流程：熟悉工艺要求——准备工作——绘制工作草图——核对元器件数量、规格、型号——元器件检测——元器件的预加工——电路装配、焊接——调试。

五、电路装配工艺要求：

（1）电路板装配工艺要求

电子元器件的标记和色码部位应朝上，色环电阻的色环标志顺序方向一致，电阻、二极管均采用水平安装方式，高度为元器件体离面板4mm左右。

电容、晶体管必须采用垂直安装方式，高度为底部离面板3~7mm。元器件间的距离不能小于2mm，引线间距离要大于3mm。

所要焊点均采用直角焊，焊接完后剪去多余引脚，留头在焊接上0.5~1mm,且不能损伤焊接面。保证焊接可靠，无漏焊，短路现象。

六、信号发生器工作原理分析

（1）信号发生器电路图

（2）信号发生器工作原理

信号发生器电路图所示，为得到频率连续可调，波形又好的正弦波，电路选用RC文氏电桥正弦波振荡电路。

1. RC文氏电桥振荡器

图中集成运放LM324作为放大环节，R，R0及C，C0构成RC选频网络，根据电路的连接极性，选频网络及电阻R4，R5与运算放大器之间构成正反馈，满足正弦波震荡的条件，可以产生正弦波震荡，震荡频率为F0=1/2πRC

2. 改善震荡波形的稳幅电路

为改善震荡波形，并使其稳定，在电路中引入由电阻R1和结型场效晶体管3DJ7F构成的负反馈，保证振荡器可靠工作，输出稳定的正弦波。场效晶体管需要的栅极控制电压U GS，由二极管VD1，VD2及电容C2，C4构成的倍压检波电路的输出，经电阻R2，R3分压后提供。

图中由三极管V2构成射极输出器作为隔离级，防止负载对RC串并联选频网络的影响，三极管V2组成恒流源电路作为V1的射极负载电阻，使电阻具有较高的输入电阻，更低的输出电阻，提高带负载能力。

4.输出幅度连续可调

输出电压由电位器R8的滑动端取出，幅度连续可调。

七、电路的装配与焊接

1.准备工作

（1）熟悉工艺要求。要认真阅读电路原理图和工艺要求。

（2）绘制装配图。按电路板实样1:：1在图纸上确定各元件的安装位置，由输入端开始向输出端逐步确定元件位置，每个安装孔只能插一个元器件引脚。（3）准备工作。将工作台整理有序，准备好安装中需要用的工具、物品、仪器和设备。

（4）清点元件按表配套元件明细表核对元件数量和规格。

（5）元件检测。元器件中，电阻、电容、二极管、三极管的检测方法与情境中的相同，不再重复，本电路中用到集成运算放大器及场效应管，简单的检测方法为：

1.场效应管的检测

a.栅极的判别。结型场效应管的源极和漏极可对换使用，所以一般判别时根据PN 结的单向导电性，用万用表的Rx1K档，将黑表笔与假设的栅极相接，将红表笔分别与另两个电极相接，测得两个电阻，若两个电阻都很小，则假设黑表笔所接的电极为栅极，且为N沟道结型场效应管的判别方法与之相反。

b. 性能判定。在判断出各电极之后，还可大致判断出管子的放大性能。将黑表笔和红表笔分别与漏极和源极相接，用手接触栅极和源极，若表针偏转较大，说明管子的放大性能较好，反之说明管子的放大性能较差或已损坏。

2. 集成电路的检测

a.不在线检测。一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正反向电阻，并和完好的集成电路或给出的各引脚正反电阻表进行比较，判别电路的好坏。

b. 在线监测。用万用表检测IC各引脚在电路（IC在电路中）对地交、直流电压、电阻值及工作电流，与给定的正确值（参考值）相比较进行判别。

（6）元器件位置确定。在装配草图上对应电路原理图，按顺序摆放好元器件，注意极性连接关系应与电路原理图一致。

2. 装配焊接

装配与焊接的要求与项目五相同，不再重复。

八、电路调试

1.震荡电路调试

为便于检查电路的工作情况先将电容C3断开，将示波器连接到振荡电路输出端，如果电路安装焊接无误，接通电源应能起振，示波器上能观察到正弦波。如果没有震荡波形，一般有两种原因; 一是无正反馈，二是闭环放大倍数小。首先检查反馈支路是否接通，若正反反馈支路工作正常，但还没有震荡波形，可增大电阻R1，提高闭环增益；若仍不能起振，则检查运算放大器性能是否正常。调试之后应使振荡电路正常工作，调节电阻R1可控输出幅度，调节双连电位器可改变频率。

（1）测试射极输出器的静态工作点。用万用表测试射极输出器的静态值，使U EQ 约为8V，若偏离太多，可调节电阻R6达到要求。

（2）测试射极输出器的动态。静态调好之后，接通C3将示波器接在电路输出端，应能观察到完好的正弦波，若波形失真，说明射极输出器的静态工作点不合适，需要调试。

3. 频率范围调试

振荡频率主要由RC值决定，档C1或C0确定之后，使电阻R从小到大变化，频率应满足200HZ~2KHZ或2KHZ~20KHZ，若低频端达不到要求，可适当增大，电阻4R+5R的值，若高频端达不到要求，可适当减小电阻R0的值

将示波器观察到的波形如下：

九、总结：

1．次实验掌握了方波-三角波函数发生器的工程设计估算方法，掌握了函数发生器的主要性能指标及其测量方法。尤其对如何改变函数发生器的波形的体会较深。

2．进一步熟悉了示波器，信号发生器和万用表的使用方法，以及如何检查晶体管的好坏。3．在实验时应保持冷静，测试有条理.遇到问题要联系书本知识积极思考,同时一定要做好实验前的预习和实验中的数据记录,这样才能够在实验后有数据进行分析和总结,写出合格的实验报告。在实验中，我遇到了很多问题，通过与同学的通力合作和询问老师解决了问题。我掌握了电路搭建的方法，锻炼了设计与实践动手能力，提升了自身对于电子电路的认识。本次实验历尽坎坷，我从中学到了很多知识，这是在课堂上听老师讲所学不到的。实验由我们自己查找资料，根据所学知识确定元件参数，老师不会全程讲解，我们必须通过自己调研完成电路设计。总而言之，我从这次实验中学到了很多，对我以后的学习大有裨益。