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时间:2020-01-16
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1、项目4音频信号发生器的制作学习目标了解振荡与自激振荡的概念、产生振荡的条件,理解掌握各种振荡电路的结构、工作原理、频率计算,掌握振荡电路的应用。工作任务(1)小组制订工作计划。(2)认识并掌握文氏电桥振荡器原理图,明确元器件连接和电路连线。(3)画出布线图。(4)完成电路所需元器件的购买与检测。(5)根据布线图制作文氏电桥振荡电路。(6)完成电路功能检测和故障排除。(7)通过小组讨论完成电路的详细分析及编写项目报告。文氏振荡音频信号发生器实物图如图4.1所示,文氏电桥振荡电路图如图4.2所示。项目技能实训文氏振荡音频信号发生器的制作一、实训目的(1)熟悉文氏电桥振荡器的电路结构,
2、理解其工作原理。(2)能正确安装文氏电桥振荡器的频率调节与测试。(3)掌握文氏电桥振荡器的频率调节与测试方法。二、实训设备与器件实训设备:通用面包板1块、双踪示波器1台、晶体管毫伏表1台、万用表1块、频率计1台、直流稳压电源1台。实训器件:集成运放A7471个,1N4001型二极管2个,100k电位器1个,10k电阻4个,1k、2k电阻各1个,0.1F电容器5个,导线若干。三、实训内容与步骤(1)识别与检测元件,并查阅资料画出A747的引脚排列示意图。若有元件损坏,请说明情况。(2)根据图4.2画出文氏电桥振荡器的装配图。(3)按装配图进行电路装接,其中置最大。(4
3、)电路调试。①接通电源,调小直至振荡波形uo1、uo2不失真。将uo1、uo2测量的数据记入表4.1中。若电路有故障,进行排除,并作记录。故障现象及排除过程:②在RC串并联选频网络中的电阻两端各并联10k电阻,进行频率调节,并测量完成表4.2的填写。③在RC串并联选频网络中的电容两端各并联0.1F电容,进行频率调节,并测量完成表4.2的填写。四、实训注意事项(1)要按工艺要求安装电子元件,插件装配地美观、均匀、端正、整齐,高低有序,不能歪斜。(2)严禁集成运放的电源极性接反及输出短路,以免损坏芯片。(3)电路装好后才可接通电源。(4)仪器接地端要与电路接地端连接起来。(5)V
4、D1、VD2两管用来实现自动稳幅,与之并联的电阻R1是为了克服硅二极管的死区电压造成输出波形在过零附近的畸变而设置的。若VD1、VD2换为锗管,R1可不接。知识链接一正弦波振荡电路一、正弦波振荡电路的基本概念1.正反馈从放大电路的输出端取出一部分或全部输出信号,以一定的方式返送回输入端的过程,称为反馈,反馈示意图如图4.3所示。反馈使输入信号加强了,这种反馈称为正反馈,即:2.正弦波振荡器的振荡条件(1)振荡和自激振荡的概念。电路能不断地输出交流信号(或脉冲信号)的现象,称为电路振荡。电路不需要外来激励(即=0)而能自己产生电路振荡的现象,称为自激振荡。(2)产生稳定的自激振荡的
5、条件。在没有外激励信号,要求输出信号(即Uo)不变,只有当正反馈信号等于原净输入信号时,才能达到:产生稳定振荡的条件为:相应的幅度平衡条件为:FA=1即幅度平衡条件要求放大器的放大倍数与反馈网络对信号的反馈系数的乘积的模为1。相应的相位平衡条件:相位平衡条件要求放大器对信号的相移与反馈网络对信号的相移之和为。3.自激振荡的建立和稳定(1)起振。振荡电路在接通电源开始工作的瞬间,电路中是没有外加输入信号的。但是因放大器的突然导通,电流由零突然变为一个值,在这个突变的电流中包含了频率由零到无穷大的微弱交流信号,由于选频网络的作用,其中频率与选频网络频率f0相等的信号,经过放大,正反馈
6、,再反复放大和正反馈过程,其振幅逐渐增强,形成振荡。其他频率的信号则被削弱了。为了起振容易,在设计电路时都使得振荡开始阶段正反馈信号略强于输入信号,使振荡信号的幅度越来越大。(2)稳定。当振荡的幅度达到一定值后,由于放大器本身的非线性,随着幅度的增加,放大器的电压放大倍数下降,振幅的增长受到限制而使振荡的幅度自动稳定下来。4.正弦波振荡器的组成振荡电路包括放大电路、正反馈网络和选频网络三部分,同时放大器处于放大状态,则能产生正弦振荡器,输出正弦波信号。一个放大电路加上正反馈网络,虽然可以振荡,但因无选频网络,只能产生非正弦信号而不能产生正弦波信号。合适的静态工作点是振荡电路正常工
7、作的基础。足够大的放大倍数或反馈系数是振荡电路振荡起来的幅度条件。二、选频网络振荡电路中有了选频网络,才能产生正弦振荡信号。很多振荡电路,选频与反馈是由同一个网络来完成的,即这个网络既是反馈网络又是选频网络,如文氏振荡电路。1.LC选频网络LC串联、并联电路(也叫网络)的阻抗,随通过它们的信号频率变化而变化。LC并联网络电路如图4.4所示。如图4.4所示的LC并联网络电路,信号源的信号从输出端,经600电阻及LC并联网络到地。当信号源同时输出多种频率的信号时,LC并联网络对频率
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