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函数信号发生器的组装与调试--模拟电路实验箱

一、实验目的
1、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点
2、进一步掌握波形参数的测试方法
二、实验原理
1、ICL8038是单片集成函数信号发生器，其内部框图如图25-1所示。它由恒流源I₁和I₂、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。

图25-1 ICL8038原理框图
外接电容C由两个恒流源充电和放电，电压比较器A、B 的阈值分别为电源电压（指U_CC＋U_EE）的2/3和1/3。恒流源I₁和I₂的大小可通过外接电阻调节，但必须I₂＞I₁。当触发器的输出为低电平时，恒流源I₂断开，恒流源I₁给 C充电，它的两端电压u_C随时间线性上升，当u_C达到电源电压的2/3时，电压比较器A的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源I₂接通，由于I₂＞I₁（设I₂＝2I₁），恒流源I₂将电流2I₁加到C上反充电，相当于C由一个净电流I放电，C 两端的电压u_C 又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器B的输出电压发生跳变，使触发器的输出由高电平跳变为原来的低电平，恒流源I₂断开，I₁再给 C充电，…如此周而复始，产生振荡。若调整电路，使I₂＝2I₁，则触发器输出为方波，经反相缓冲器由管脚⑨输出方波信号。C上的电压u_C，上升与下降时间相等，为三角波，经电压跟随器从管脚③输出三角波信号。将三角波变成正弦波是经过一个非线性的变换网络（正弦波变换器）而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波电位向两端顶点摆动时，网络提供的交流通路阻抗会减小，这样就使三角波的两端变为平滑的正弦波，从管脚②输出。
2、ICL8038管脚功能图

图25-2 ICL8038管脚图

3、实验电路如图25-3所示

图25-3 ICL8038实验电路图
三、实验设备与器件
1、±12V直流电源 2、双踪示波器
3、频率计 4、直流电压表
5、ICL8038 6、晶体三极管3DG12×1(9013)
7、电位器、电阻器、电容器等
8、面包板
四、预习要求
1、翻阅有关ICL8038的资料，熟悉管脚的排列及其功能。
2、如果改变了方波的占空比，试问此时三角波和正弦波输出端将会变成怎样的一个波形？
五、实验内容
1、按图25-3所示的电路图组装电路，取C＝0.01μf，W₁、W₂、W₃、W₄均置中间位置。
2、调整电路，使其处于振荡，产生方波，通过调整电位器W₂，使方波的占空比达到50％。
3、保持方波的占空比为50％不变，用示波器观测8038正弦波输出端的波形，反复调整W₃，W₄，使正弦波不产生明显的失真。
4、调节电位器W₁，使输出信号从小到大变化，记录管脚8的电位及测量输出正弦波的频率，列表记录之。
5、改变外接电容C的值（取C＝0.1和1000P），观测三种输出波形，并与C＝0.01μf时测得的波形作比较，有何结论？
6、改变电位器W₂的值，观测三种输出波形，有何结论？
7、如有失真度测试仪，则测出C分别为0.1μf，0.01μf和1000P时的正弦波失真系数r值（一般要求该值小于3％）。
六、实验总结
1、分别画出C＝0.1μf，C＝0.01μf，1000P时所观测到的方波，三角波和正弦波的波形图，从中得出什么结论。
2、列表整理C取不同值时三种波形的频率和幅值。
3、组装、调整函数信号发生器的心得、体会。

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