函数信号发生器的组装与调试.doc

函数信号发生器的组装与调试 一、实验目的 1.掌握单片集成函数信号发生器电路XR－2206的功能及使用方法 2.进一步掌握波形参数的测试方法 二、实验原理 芯片介绍： XR-2206是一种单片集成函数发生器电路，能产生高稳定度和高精度的正弦波、方波、三角波、斜波和矩形脉冲波，这些输出信号可受外加电压控制，从而可实现振幅调制（AM）或频率调制（FM）。其工作频率范围为0.01Hz～1MHz。XR-2206可广泛应用于各种波形信号发生器、正弦波或脉冲波的AM ／FM 发生器、扫频振荡器、电压／ 频率转换器、位移键控制（FSK）发生器、调制解调器（MODEM）作调制器用。也可在锁相环路（PLL）中作压控振荡器（VCO）使用。 功能特性 XR-2206采用双列直插式塑封，其引脚排列如图20－1 所示，引脚功能如附表所列。 图20-1 XR-2206管脚图 附表 引脚 功能 引脚 功能 1 AM控制信号输入端 9 FSK（频移键控）控制信号输入端 2 正弦波或斜波信号输出端 10 去耦端 3 乘法器输出端 11 方波信号输出端 4 正电源端 12 接地端 5 压控振荡器定时电容端 13 输出波形调整端 6 压控振荡器定时电容端 14 输出波形调整端 7 外接定时电阻端 15 波形对称调整端 8 外接定时电阻端 16 波形对称调整端 XR-2206的典型电气参数如下：电源电压VCC为0～26V；扫描频率范围为2000：1；最低振荡频率为0.01Hz；最高振荡频率为1MHz；正弦波失真度为0.5% ；振幅稳定度优于0.5dB（相对于1000：1的扫频范围）；线性AM范围为100％；FSK控制电平为1.4V(0.8～2.4V)；可调节占控比为1％～99％；正弦波输出阻抗为600Ω；功耗为750mW。 图20－2是XR-2206的内部功能方框图。XR-2206内部VCO有7脚和8脚两独立的引脚，可分别与地端接两个独立的定时电阻Rt1和Rt2。电流开关受9脚上电压的控制。这两个定时电阻端的内部偏置在3.125V，最大允许电流为3mA。所以，Rt1和Rt2的阻值均应在1KΩ以上。在定时电阻Rt1和Rt2端不加外部控制电压和施加外部控制电压时，电路分别如图20-3、图20-4所示。由于电路的振荡频率是流过定时端(7脚或8脚)的电流It和定时电容Ct的函数，即fc=0.32It/Ct,所以图20-3所示电路的振荡频率为 fc=1／Rt2＊Ct＊1／［1＋Rt2/Rc(1-Vcon/3.125)］ ―――式20－1 图20-2 XR-2206内部功能方框图 图20-3 图20-4 由式20－1可知，当控制电压Vcon变化时，电路的振荡频率fc也随之发生变化，或者说振荡频率受到调制，将上式对Vcon微分，则有K=-0.32/Rc*Ct，式中，系数K为电压频率转换增益，单位是Hz/V。因此，要得到有一定扫频范围的振荡，必须在Rt1和Rt2端加一定的控制电压。K为负值，其物理意义是控制电压V越大，则振荡频率越低。 三、实验电路 频率可变的正弦波信号发生器 图20－5为利用XR-2206设计的一频率范围为20Hz~20KHz、扫频控制电压为0～10V的正弦波发生器。根据设计要求，K=(20KHz-20Hz)/10V≈2KHz/V。因为 K=－0.32／Rc*Ct及fc=0.32It／Ct，又因为定时端最大电流不能超过3mA，现取 It＝2.5mA，故可得出Ct=0.04uF；再进一步算出Rc=4KΩ；Rt2=1.8 KΩ。 图20-5 FSK（移移频键控）发生器 FSK是用于通过语音类信号（例如电话线）来传送数据的一种方法。在这种应用中，被传送的数据首先必须变换成与传输介质相容的信号（例如音频信号），数据以这种形式传送到接收器之后，再解调变换为原来的数字信号。完成这种功能的部件称之为调制解调器。调制器产生FSK信号，称为FSK发生器。解调器则将FSK信号解调为数字信号， 称为FSK解调器。利用XR-2206构成的FSK发生器实际上是FM传输的特殊情况， 其输出信号频率仅是两个期望频率中的一个，由数字信号的状态决定，FSK控制电平为1.4V。 图20－6是广泛用于计算机网、办公室自动化系统、远程自控系统及移频通信中的FSK电路。当数据传输速率fs=2400bit/s时，按照推荐标准：副载波频率fc=3.3KHz时，移频频率f1=4.1KHz，f2=2.5KHz选用Ct=0.01uF，则由f1=1/Rt1*Ct，f2=1/R