教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器，是根據(jù)《JY11－79》號(hào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求而設(shè)計(jì)的。供中學(xué)物理教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室使用。其標(biāo)準(zhǔn)定型樣機(jī)如圖49－1所示。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器主要技術(shù)指標(biāo)
1．高頻信號(hào)
頻率范圍：400KHZ～1700KHZ
分兩個(gè)頻段?、?00KHZ～1700KHZ
?、?00KHZ～580KHZ
頻率刻度誤差：?5％
中頻點(diǎn) 450KHZ?2％
輸出種類：等幅波 調(diào)幅波兩種
調(diào)幅頻率為本機(jī)低頻信號(hào)，調(diào)幅度不小于30％
輸出幅度：≥200mV（負(fù)載為300Ω）
2．音頻信號(hào)
頻率范圍：五個(gè)固定頻率
400HZ、500HZ、1000HZ、1500HZ、2000HZ
頻率誤差：?5％
輸出幅度：?400mV（負(fù)載為300Ω）
3．方波信號(hào)
頻率范圍：兩個(gè)固定頻率
50HZ（市電頻率）、1000HZ?6％
輸出幅度：50HZ?伏（負(fù)載為IKΩ）
1000HZ≥3伏（負(fù)載為1KΩ）
4．鋸齒波信號(hào)
頻率范圍：600HZ～3000HZ
輸出幅度：≥1伏（負(fù)載為1KΩ）
5．超低頻信號(hào)
頻率：0．4?0．1HZ
幅度：≥10VPP（空載時(shí)）
6．外形尺寸248?170?122（mm）
7．重量≤3．2Kg
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器原理與結(jié)構(gòu)
儀器由高頻振蕩器、音頻振蕩器、1KHZ方波形成電路、50HZ方波形成電路、鋸齒波發(fā)生器、超低頻發(fā)生器及穩(wěn)壓電源等七部分組成。圖49－2為儀器方框圖。高頻信號(hào)由單對(duì)接線柱輸出。其他信號(hào)經(jīng)波段開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)接，并經(jīng)電位器調(diào)節(jié)幅度后，由另一對(duì)接線柱輸出。穩(wěn)壓電源供給電路各部分直流電壓。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器電路原理（高頻振蕩器）
高頻振蕩器由1BG1、1BG2兩只三極管組成。1BG1管構(gòu)成振蕩級(jí)，這是共基調(diào)發(fā)LC振蕩電路，基極接地，發(fā)射極接LC振蕩回路。電路的振蕩頻率為。振蕩線圈B1用收音機(jī)中周變壓器骨架繞成。1、3間約繞105匝，電感量L＝200～300微亨可調(diào)。1BG1發(fā)射極接到振蕩線圈2端抽頭，以避免降低振蕩回路的Q值。2、3端為5匝。4、5端為反饋線圈，共15匝。振蕩回路的高頻振蕩信號(hào)，從B1的2端取出，一路經(jīng)1C2電容加到1BG1發(fā)射極與基極之間，經(jīng)1BG1管放大后，從接在集電極的反饋線圈輸送到振蕩回路，以維持振蕩。另一路經(jīng)1C4電容輸送到1BG2管基極。1C3為290／250PF雙連可變電容器，并聯(lián)使用電容量為540PF。轉(zhuǎn)動(dòng)該電容器時(shí)，改變了振蕩回路電容量C，使產(chǎn)生的高頻信號(hào)頻率連續(xù)改變，以滿足儀器高頻信號(hào)頻率范圍的要求，在第Ⅱ頻段時(shí)，通過(guò)K2開(kāi)關(guān)接入固定電容1C5390PF，使整個(gè)頻段頻率降低。1C4為微調(diào)電容器，用來(lái)調(diào)整頻段高頻端頻率范圍。
當(dāng)需要對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)幅時(shí)，將K1開(kāi)關(guān)扳到“調(diào)幅”位置，本儀器低頻部分的低頻信號(hào)被引入1BG1管基極，振蕩器即產(chǎn)生調(diào)幅振蕩。
高頻信號(hào)通過(guò)1BG2管組成的射極跟隨器輸出，以減輕負(fù)載對(duì)振蕩器的影響。W1為高頻增幅電位器，可調(diào)節(jié)高頻信號(hào)的輸出幅度。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器原理（音頻振蕩器）
音頻振蕩器也由兩只三極管組成。3BG1管構(gòu)成振蕩級(jí)，這是共基極電感三點(diǎn)式LC振蕩電路。振蕩回路線圈B2用小型音頻變壓器繞成，電感量約為0．45亨。回路電容通過(guò)K4b開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換，在1到5檔接入不同電容量的固定電容，可分別得到400、500、1000、1500、2000赫五個(gè)固定頻率的音頻信號(hào)。音頻信號(hào)從B2中間抽頭取出，一路經(jīng)反饋電阻3R11～3R15及電容3C1加到3BG1管發(fā)射極與基極之間，經(jīng)3BG1管放大，從集電極輸送到振蕩線圈，以維持回路振蕩。振蕩頻率不同時(shí)，反饋電阻數(shù)值不同，由K4a開(kāi)關(guān)1到5檔進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以達(dá)到最合適的反饋量，使振蕩信號(hào)波形不失真。3G1管基極上的偏流電阻3R3～3R7通過(guò)K4a開(kāi)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使管子在不同振蕩頻率時(shí)都處于工作狀態(tài)，達(dá)到足夠大的輸出幅度。
從B2抽頭取出的音頻信號(hào)，另一路經(jīng)3R3、3C3輸送到3BG2管組成的射極跟隨器，再通過(guò)K4c開(kāi)關(guān)、低頻增幅電位器幾及K3開(kāi)關(guān)后，從低頻輸出接線柱CZ3、CZ4輸出。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器
鋸齒波發(fā)生器由4BG1雙基極二極管及4BG2、4BG3兩只三極管組成。雙基極二極管是具有一個(gè)P—N結(jié)的三端負(fù)阻半導(dǎo)體器件，利用它組成鋸齒波振蕩電路。在4BG1管兩個(gè)基極B1、B2之間，通過(guò)4R1電阻加上12伏直流電壓，發(fā)射極E并接電容器4C2。經(jīng)D1半波整流后獲得的55伏直流電壓，通過(guò)電阻4R2、電位器W4向電容器4C2充電，發(fā)射極E的電位隨著電容充電而上升，當(dāng)電壓上升到雙基極二極管峰點(diǎn)電壓UP時(shí)，E、B1間P—N結(jié)導(dǎo)通，內(nèi)阻迅速降低，電容4C2通過(guò)E、B1極迅速放電。當(dāng)電容放電到低于雙基極二極管谷點(diǎn)電壓UV時(shí)，E、B1間P—N結(jié)關(guān)閉，55伏電源又通過(guò)4R2、W4向電容器4C2充電。重復(fù)以上過(guò)程，在電容器4C2上就形成鋸齒波電壓。調(diào)節(jié)W4電位器，可改變充電的時(shí)間常數(shù)，以改變鋸齒波頻率，滿足鋸齒波頻率范圍600HZ～3000HZ連續(xù)可調(diào)的要求。為了改善鋸齒波電壓的線性。給電容充電的電壓為55伏，取得較高；4BG1管的峰點(diǎn)電壓VP約4．2伏，數(shù)值較小，這樣電容4C2形成的鋸齒波只是充電指數(shù)曲線起始的一小段，比較接近直線。
4BG1產(chǎn)生的鋸齒波，經(jīng)過(guò)4BG2、4BG3兩只三極管組成的兩級(jí)射極跟隨器進(jìn)行電流放大，輸送到K4C開(kāi)關(guān)后輸出。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器電路原理（超低頻發(fā)生器）
超低頻發(fā)生器由五只三極管組成。1BG3、1BG4組成多諧振蕩器。開(kāi)關(guān)K4b扳到第九位時(shí)，＋12伏電源接入電路。若1BG3管先導(dǎo)通，其集電極電位Uc3降低，于是1BG4基極電位Ub4也降低，使得1BG4射極電流減小，集電極電位Uc4升高，1BG3基極電位Ub3進(jìn)一步升高，Uc3及Ub4電位進(jìn)一步降低，這個(gè)正反饋?zhàn)饔檬沟?BG3迅速導(dǎo)通，1BG4迅速截止。但這個(gè)狀態(tài)是不穩(wěn)定的，由于電源通過(guò)1BG2對(duì)1C9電容充電，使1BG3發(fā)射極電位Uc3升高，1BG4發(fā)射極電位Uc4下降。當(dāng)Uc3升高到一定程度，Uc4下降到一定程度后，1BG3管將截止，1BG4管導(dǎo)通，上一過(guò)程就翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，于是電源通過(guò)1BG4對(duì)1C9電容充電，使Uc4升高，Uc3下降，到一定程度時(shí)，1BG3又導(dǎo)通。1BG又截止。這樣周而復(fù)始，在1BG4發(fā)射極就可得到電容1C9充放電的近似三角波電壓，幅度約為0．5伏，頻率為0．4?0．1赫。此信號(hào)經(jīng)1BG5射極跟隨器輸送到1BG6管放大，再經(jīng)1BG7射極跟隨器后輸出，此時(shí)電壓幅度可達(dá)到10伏峰峰值。1BG7發(fā)射極輸出處對(duì)地約有6伏的直流電位，當(dāng)K3開(kāi)關(guān)向上扳時(shí)，超低頻信號(hào)接到CZ3接線柱，調(diào)零電位器W2的可調(diào)臂接到CZ4接線柱，調(diào)整W2，可使CZ4上直流電位與CZ3相等，使輸出超低頻正負(fù)半周幅度相等。當(dāng)教學(xué)信號(hào)源輸出其他低頻信號(hào)時(shí)，超低頻發(fā)生器的電源被K4b開(kāi)關(guān)切斷，電路不產(chǎn)生超低頻信號(hào)。
穩(wěn)壓電源供給線路各部分12伏直流電壓。變壓器B3次級(jí)輸出14伏交流電壓，經(jīng)D3～D6二極管組成的橋式整流，輸送給串聯(lián)調(diào)整式電子穩(wěn)壓電路。5BG1、5BG2組成復(fù)合調(diào)整管，5BG3為比較放大管，D2穩(wěn)壓管提供基準(zhǔn)電壓。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器儀器結(jié)構(gòu)
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器是一臺(tái)便攜式儀器，圖49－4為儀器結(jié)構(gòu)示意圖，圖中畫出儀器的俯視圖和左視圖。圖中部分剖開(kāi)，可以看到機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)。按圖中標(biāo)注的序號(hào)，1為面板，2為機(jī)架，3為底板，4為上蓋罩，5為下蓋罩，6為變壓器，7、8、9、10為四塊印制電路板。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器儀器結(jié)構(gòu)（面板）
儀器面板布局可以參看圖49－1。左邊一對(duì)接線柱為高頻輸出。帶有機(jī)玻璃片的旋鈕為高頻信號(hào)頻率調(diào)節(jié)，旋鈕裝在可變電容器1C4的動(dòng)片轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片角度改變振蕩回路電容來(lái)改變頻率，面板上刻有Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)波段的頻率值。這個(gè)旋鈕下面為高頻增幅旋鈕，控制W1電位器來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)高頻信號(hào)輸出幅度。它的兩邊是兩只撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，左邊為高頻信號(hào)調(diào)幅、等幅轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1，右邊為高頻頻率Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)波段轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K2。在K1開(kāi)關(guān)的左邊是控制超低頻信號(hào)輸出的K3開(kāi)關(guān)。面板右邊一對(duì)接線柱為低額輸出，右中的一只施鈕為低頻信號(hào)頻率選擇開(kāi)關(guān)K4，共分九檔。檔到第五檔為五個(gè)固定頻率音頻信號(hào)，第六、七檔為兩個(gè)頻率的方波信號(hào)，第八檔為鋸齒波信號(hào)，第九檔為超低頻信號(hào)。K4開(kāi)關(guān)下面三個(gè)旋鈕為低頻增幅W3，鋸齒波頻率調(diào)節(jié)W4及超低頻調(diào)零W2。右下邊的鈕子開(kāi)關(guān)為電源開(kāi)關(guān)K5，右上邊為電源指示燈2D1。
面板用2厘米鋁板照相腐蝕制板，外表面經(jīng)噴砂氧化處理。字符涂無(wú)光黑漆。面板固定在機(jī)架的前型框上。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器儀器結(jié)構(gòu)（機(jī)架和底板）
機(jī)架：機(jī)架包括前后型框，左右撐條及后蓋板等組成，前后型框用XC712—1鋁型材彎成，并經(jīng)噴砂氧化處理。前型框固定面板，后型框固定后蓋板，前后型框間用左右撐條連接。左右撐條用XC742型鋁型材制成。后蓋板用1．2厘米厚鋁板制成，外表面涂灰色錘紋漆，后蓋板上裝有電源插座及保險(xiǎn)絲座。
底板：底板由1厘米厚優(yōu)質(zhì)冷軋薄鋼板制成，經(jīng)鍍鋅鈍化，用螺釘固定在機(jī)架左右撐條上。底板上安裝變壓器及四只CZJX—Y－15型印制電路板插座，以插入四塊印制電路板。
教學(xué)信號(hào)源器/教學(xué)信號(hào)發(fā)生器儀器結(jié)構(gòu)（印制電路板）
儀器共有4塊印制電路板，尺寸相同，都用1．5厘米厚單面敷銅板照相腐蝕制成。印制板可插入裝在儀器底板上的CZJX—Y－15型插座，維修與調(diào)試都很方便，圖49—5為高頻、超低頻電路板，編為1號(hào)。高頻振蕩器及超低頻發(fā)生器兩部分電路元件裝在這塊板上。圖49—6為方波電路板，編為2號(hào)，1000赫及50赫方波形成電路元件裝在這塊板上。圖49—7為音頻電路板，編為3號(hào)，產(chǎn)生五個(gè)固定頻率的音頻振蕩器電路元件裝在這塊板上。圖49－8為電源、鋸齒波電路板，編為4號(hào)。鋸齒波發(fā)生器及穩(wěn)壓電源部分電路元件裝在這塊板上。圖中四塊印制電路板均按正面畫出，即印制線路在正面，元件在反面。
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