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函數信號發生器的組裝與調試--模擬電路實驗箱

一、實驗目的
1、了解單片多功能集成電路函數信號發生器的功能及特點
2、進一步掌握波形參數的測試方法
二、實驗原理
1、ICL8038是單片集成函數信號發生器，其內部框圖如圖25-1所示。它由恒流源I₁和I₂、電壓比較器A和B、觸發器、緩沖器和三角波變正弦波電路等組成。

圖25-1 ICL8038原理框圖
外接電容C由兩個恒流源充電和放電，電壓比較器A、B 的閾值分別為電源電壓（指U_CC＋U_EE）的2/3和1/3。恒流源I₁和I₂的大小可通過外接電阻調節，但必須I₂＞I₁。當觸發器的輸出為低電平時，恒流源I₂斷開，恒流源I₁給 C充電，它的兩端電壓u_C隨時間線性上升，當u_C達到電源電壓的2/3時，電壓比較器A的輸出電壓發生跳變，使觸發器輸出由低電平變為高電平，恒流源I₂接通，由于I₂＞I₁（設I₂＝2I₁），恒流源I₂將電流2I₁加到C上反充電，相當于C由一個凈電流I放電，C 兩端的電壓u_C 又轉為直線下降。當它下降到電源電壓的1/3時，電壓比較器B的輸出電壓發生跳變，使觸發器的輸出由高電平跳變為原來的低電平，恒流源I₂斷開，I₁再給 C充電，…如此周而復始，產生振蕩。若調整電路，使I₂＝2I₁，則觸發器輸出為方波，經反相緩沖器由管腳⑨輸出方波信號。C上的電壓u_C，上升與下降時間相等，為三角波，經電壓跟隨器從管腳③輸出三角波信號。將三角波變成正弦波是經過一個非線性的變換網絡（正弦波變換器）而得以實現，在這個非線性網絡中，當三角波電位向兩端頂點擺動時，網絡提供的交流通路阻抗會減小，這樣就使三角波的兩端變為平滑的正弦波，從管腳②輸出。
2、ICL8038管腳功能圖

圖25-2 ICL8038管腳圖

3、實驗電路如圖25-3所示

圖25-3 ICL8038實驗電路圖
三、實驗設備與器件
1、±12V直流電源 2、雙蹤示波器
3、頻率計 4、直流電壓表
5、ICL8038 6、晶體三極管3DG12×1(9013)
7、電位器、電阻器、電容器等
8、面包板
四、預習要求
1、翻閱有關ICL8038的資料，熟悉管腳的排列及其功能。
2、如果改變了方波的占空比，試問此時三角波和正弦波輸出端將會變成怎樣的一個波形？
五、實驗內容
1、按圖25-3所示的電路圖組裝電路，取C＝0.01μf，W₁、W₂、W₃、W₄均置中間位置。
2、調整電路，使其處于振蕩，產生方波，通過調整電位器W₂，使方波的占空比達到50％。
3、保持方波的占空比為50％不變，用示波器觀測8038正弦波輸出端的波形，反復調整W₃，W₄，使正弦波不產生明顯的失真。
4、調節電位器W₁，使輸出信號從小到大變化，記錄管腳8的電位及測量輸出正弦波的頻率，列表記錄之。
5、改變外接電容C的值（取C＝0.1和1000P），觀測三種輸出波形，并與C＝0.01μf時測得的波形作比較，有何結論？
6、改變電位器W₂的值，觀測三種輸出波形，有何結論？
7、如有失真度測試儀，則測出C分別為0.1μf，0.01μf和1000P時的正弦波失真系數r值（一般要求該值小于3％）。
六、實驗總結
1、分別畫出C＝0.1μf，C＝0.01μf，1000P時所觀測到的方波，三角波和正弦波的波形圖，從中得出什么結論。
2、列表整理C取不同值時三種波形的頻率和幅值。
3、組裝、調整函數信號發生器的心得、體會。

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