信号与系统实验指导书-学生.doc

第一章 功能模块操作说明 实验一 函数信号发生器 一、实验目的 1、了解函数信号发生器的操作方法。 2、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。 3、熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。 二、实验内容 1、用示波器观察输出的三种波形。 2、调其中电位器、拨位开关，观察三种波形的变化，了解其中的一些极限值。 三、实验原理 1、MAX038的原理 MAX038是单片精密函数信号产生器,它用±5V电源工作，基本的振荡器是一个交变地以恒流向电容器充电和放电的驰张振荡器, 同时产生一个三角波和矩形波。通过改变COSC 引脚的外接电容和流入IIN引脚的充放电电流的大小来控制输出信号频率,频率范围为0.1Hz～20MHz。流入IIN 的电流由加到FADJ 和DADJ 引脚上的电压来调制, 通过此两引脚可用外接电压信号调整频率和占空比。MAX038 内部有一个正弦波形成电路把振荡器的三角波转变成一个具有等幅的低失真的正弦波。三角波、正弦波和矩形波输入一个多路器。两根地址线A0和A1从这三个波形中选出一个, 从OUT引脚输出2V(峰锋值)振幅的信号。三角波又被送到产生高速矩形波的比较器 (由SYNC 引脚输出)，它可以用于其它的振荡器, SYNC 电路具有单独的电源引线因而可被禁止。另外, PDI、PDO 引脚分别是相位检波器的输入和输出端, 本信号源没有使用。 图1-1-1 MAX038的内部结构 2、MAX038的管脚图及管脚功能 图1-1-2 MAX038的管脚图 引 脚 名 称 功 能 1 REF 2.50V的门限参考电压 2，6，9，11，18 GND 地 3 A0 波形选择输入端（TTL/CMOS兼容） 4 A1 波形选择输入端（TTL/CMOS兼容） 5 COSC 外接振荡电容端 7 DADJ 占空比调节端 8 FADJ 频率调节端 10 IIN 振荡频率控制器的电流输入端 12 PDO 相位比较器输出端（如果不用，应接地） 13 PDI 相位比较器输入端（如果不用，应接地） 14 SYNC 同步输出端（TTL/CMOS兼容输出，允许内部和外部振荡器同步。如果不用，应悬空） 15 DGND 数字接地 16 D 数字电压＋5V电源端，如果没有用到SYNC应悬空 17 ＋5V电源输入端 19 OUT 正弦波，三角波，方波输出端 20 －5V电源输入端 表1-1-1 MAX038的引脚功能 3、实验电路如图1-1-3所示： 图1-1-3 MAX038实验电原理图 四、实验步骤 1、接上电源线，按下船形开关、电源开关及该模块电源开关S1201、S1202，使其“输出”为方波，通过调整电位器“占空比调节”，使方波的占空比达到50%（当MAX038的第7脚电压DADJ为0V时，方波的占空比为50%）。(注：“波形选择”开关K1201和K1202用于选择“方波”、“三角波”、“正弦波”，当K1201和K1202拨到左边时，输出方波，当K1201拨到右边且K1202拨到左边时，输出三角波；当K1201和K1202拨到右边时，输出正弦波。而“JD1～JD5”的各个跳线用于选择不同的频段；另外“频率调节”的电位器可调节频率，“幅度调节”的电位器可调节幅度) 2、保持方波的占空比为50%不变，“波形选择”开关选择“正弦波”，观察波形。 3、改变外接电容C的值(这里通过“JD1～JD5”的跳线选择不同的频段)，观测输出波形，由于外接电容C的值分别为470pF、1.5nF、15nF、0.22uF、2.2uF，输出信号频率的比例大约为： ： ：:。 4、调节电位器“占空比调节”，可以观察到方波信号的占空比发生变化，正弦信号则发生的变化为波峰和波谷位置偏移，三角信号的峰值和峰谷同样发生偏移。 5、调节“频率调节”旋扭，可以观察到低频极限值为22Hz，高频极限值为1.2MHz，调节“幅度调节”电位器，正弦波的最大幅度为20V，三角波的最大幅度为20V，方波的最大幅度为20V。 由于MAX038内部的非线性转换使输出的波形有可能失真。这可以通过在运放LF353 (U1202)的1、2脚间并联上电容来解决失真问题（A～I对应不同的电容值,可解决不同频段波形失真问题）。在使用过程中,如果选择正弦波和方波,则可以按照表(1)给出的对应关系接上不同的电容来解决失真问题。 注意：要一一对应,否则将会使波形更加失真,如果选择三角波输出,则不用连接A～I的任何电容,即取下该处跳线。 A 22Hz～250Hz 正弦波的改善 B 200Hz～500Hz C 500Hz～3kH