这个东西从设计到实验,最后定型制作,花费了整整一个寒假的时间,虽然说一开始可能有点磨洋工,经历了两三个实验版本,最后在情人节那天制作完成正式版1.0,后来发生了发帖失败的惨剧,对制作心灰意冷又正逢过年,就搁置了几天,过完年后,又设计制作了2.0版本,可以说是日夜加班赶工的成果。![]() 整体介绍—— 一,有所改变的部分 虽然1.0没有能和大家见面,PCB文件未保留,实物也被拆东墙补西墙,但还是说一下改动以及新版本设计的理由。有以下几点: 1,减少了波段数量,原版四个波段十倍频率用了三个开关,再加上多圈电位器,选择起来晕头转向,转起来没完没了,新版只用高低两档,覆盖10Hz到100KHz,一个自锁开关就可以切换频段,配合多圈电位器,频率调节足够精细,因为本身频率稳定度就不是特别高,低频档,以Hz为单位,小数点后数值抖动,高频档,以KHz为单位,小数点第二位以后数值抖动,因此太精细的调节是没有多余的,也可以选择普通电位器配合多档波段开关,鉴于ICL8038的原理,分多个波段能降低失真,我主要是考虑体积 2:阉割了占空比功能,原本设计50%和90%两档占空比,但因为两个档位的频率调节范围非常非常不容易互相将就,可能需要解多元方程组得到,没有时间研究实验,干脆不要 3:将衰减量由100倍变为5倍,成品函数信号发生器一般是20/40dB的衰减量,主要是由衰减的原理决定的,改变反相比例放大器的反馈电阻,衰减量大(或者说输出信号太小)会对波形产生一些不利影响(运放的噪声变得明显),5倍衰减再加上电位器调节,已经能调节到输出数毫伏的信号,所以减小了衰减量,小信号的衰减最好还是用无源衰减的方式加到输出之后。体积限制,省略 4:555单稳电路的缓冲由运放跟随器改用三极管跟随器,三极管性能比LM324好多了……LM324压摆率太低,超过10KHz的方波就变成三角波了,不过主要目的是剩下一个运放,用于下面的更改中 5:电源部分,原本是锂电池升压到24v,两个三极管分轨,缺点,静态损耗大,占空间大,现在用上面省下的运放做一个跟随器,电阻分压,输出“地”电平。 二,指标说明 频率:10Hz~1KHz,1KHz~100KHz 幅值:方波,锯齿波大于5Vpp,正弦波大于4Vpp 频率指示精度:相对误差小于5% 输出阻抗:600欧 特色功能:直流偏移连续可调(按信号大小比例调节) 功耗:800mW 三,电路图及说明,未标明数据代表取值范围特别大 ![]() 1:ICL8038,就是数据表里抄出来的,C=224和222,RA=RB=1.2K 2:信号处理输出部分,方波先衰减,使之和正弦,三角波幅度差不多,再到波段开关选择,再到加法器进行偏移量调整,最后调整幅值输出,虽然我使用的是LM324,但不代表它能胜任,只是因为我只有这个,快递又放假,做实验时可以使用它,坏了不心疼,低频档可以用它,超过1KHz就方波上升沿就变得很明显,最高频率附近时幅度下降波形失真非!常!严!重!需要换用带宽增益积和压摆率都更高的运放,另外输出电流也要加以考虑,否则电源分轨处需要更改 3:频率显示部分,就是NE555单稳定时电路,RC计算即可,使定时时间略小于(0.9倍以下)待测频率最大值的周期,比较难的部分是微分网络的数值,R取数十K即可,C需要从小到大实验,太小负脉冲过窄不能触发,太大将在高频端会失去微分作用,导致单稳电路触发失败 4:电源部分,某宝买的模块,升压和锂电池充电板再加一个开关切换 四,制作过程 主电路特写 ![]() ![]() 电源特写 ![]() 外壳开孔 ![]() ![]() 模块总览 ![]() 内部(电源模块还未用热熔胶固定) ![]() 五,效果展示 低频档,示波器:2V/格,DC耦合且无调节偏移,中间为地电位,输出:1KHz,最大幅值无衰减,无直流偏移调节,图片中表头指示不准是镜头角度问题 ![]() ![]() ![]() 低频档,示波器:500mV/格,DC耦合且无调节偏移,中间为地电位,输出:500Hz,最大幅值5倍衰减,无直流偏移调节,指示准确 ![]() ![]() ![]() |
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