1 电压放大器OP07和功率放大器LM386简介
1.1 电压放大器OP07简介
OP07是一种高精度单片运算放大器, 具有很低的输入失调电压和漂移。OP07的优良特性使它特别适合作前级放大器, 放大微弱信号。使用OP07一般不用考虑调零和频率问题就能满足要求。OP07高精度运算放大器具有极低的输入失调电压, 极低的失调电压温漂, 非常低的输入噪声电压幅度及长期稳定等特点。可广泛应用于稳定积分、精密绝对值电路、比较器及微弱信号的精确放大, 尤其适应于宇航、军工及要求微型化、高可靠的精密仪器仪表中。
OP07运算放大器的输入失调电压低, 输入偏置电流小, 开环增益高。这些特性使这种运算放大器非常适合用于高增益仪器系统。此外, OP07的失调和增益具有极好时间稳定性和温度稳定性。
1.2 功率放大器LM386简介
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器, 主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少, 电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容, 便可将电压增益调为任意值, 直至200。输入端以地位参考, 同时输出端被自动偏置到电源电压的一半, 在6V电源电压下, 它的静态功耗仅为24mW, 使得LM386特别适用于电池供电的场合。
LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。LM386电源电压4--12V, 音频功率0.5w。LM386音响功放是由NSC制造的, 它的电源电压范围非常宽, 最高可使用到15V, 消耗静态电流为4mA, 当电源电压为12V时, 在8欧姆的负载情况下, 可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。
2 低频信号发生器的原理与制作
2.1 低频信号发生器的工作原理
低频信号发生器用来产生频率为20Hz~200kHz的正弦信号。除具有电压输出外, 有的还有功率输出。所以用途十分广泛, 可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带, 也可用作高频信号发生器的外调制信号源。另外, 在校准电子电压表时, 它可提供交流信号电压。
2.1.1 低频信号发生器的原理方框图
低频信号发生器的原理方框图如图1所示。包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器 (输出变压器) 和指示电压表。
主振级产生低频正弦振荡信号, 经电压放大器放大, 达到电压输出幅度的要求, 经输出衰减器可直接输出电压, 用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。电压输出端的负载能力很弱, 只能供给电压, 故为电压输出。振荡信号再经功率放大器放大后, 才能输出较大的功率。阻抗变换器用来匹配不同的负载阻抗, 以便获得最大的功率输出。电压表通过开关换接, 测量输出电压或输出功率。
2.1.2 简易低频信号发生器的原理:
低频信号发生器的主振级几乎都采用RC桥式振荡电路。RC振荡器用电阻代替了电感器, 使绐构简单、紧凑, 不仅降低了成本, 而且还具有较高的频率稳定性, 调节使用较方便, 因而在低频信号发生器中被广泛地应用。典型的RC振荡器叫做文氏电桥振荡器。
RC桥式振荡器是一种反馈式振荡器, 其原理电路如图2所示。R1、C1、C3、R2、C2、C4为选频网络。选频网络的反馈系数与频率有关。因此, 反馈网络具有选频特性, 使得只有某一频率满足振荡的两个基本条件, 即振幅和相位平衡条件。
RC文氏电桥振荡器的优点是:在同一频段内比LC振荡器的频率范围宽, 其频率变化比值 (以最高频率与最低频率之比表示) 可达10:1, 而LC振荡器只有3:1左右。振荡波形是正弦波, 非线性失真小。频率稳定性高, 在所有工作频率范围内, 振幅几乎等于常数。低频信号发生器中多采用这种电路。
2.2 电源与整流稳压电路
系统对电源的要求不高, 可以采用串联式稳压电源电路来实现。稳压电源采用7805, 电路简单可靠, 电源的稳定度与波纹数均能满足要求。如图3所示:
电源封装如图4所示:
2.3 手工制作印刷电路板, 焊接元件, 安装调试
根据电路原理图绘制的印刷电路图如图5所示, 组合翻转后的电路图如图6所示:
2.4 正弦低频信号发生器的应用
低频信号发生器虽然型号很多, 但是它们除频率范围、输出电压和功率大小等有些差异外, 它们的基本测试方法和应用范围是相同的。本项介绍低频信号发生器面板装置、测试步骤与技巧等方面的一些共性的内容, 以便使用者能在此基础上可适应各种不同型号的低频信号发生器。
在工业、农业、生物医学等领域内, 如高频感应加、熔炼、淬火, 超声波焊接, 超声诊断, 核磁共振成像等, 都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。可见, 正弦波震荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。
摘要：信号发生器是一种能产生标准信号的电子仪器, 是工业生产和电工、电子实验室中经常使用的电子仪器之一。本文丛电压放大器OP07和功率放大器LM386出发, 采用文氏桥振荡电路, 探讨制作一种简易的低频信号发生器。
关键词：OP07,LM386,原理,应用
参考文献
[1] 康华光, 电子技术基础模拟部分[M], 北京:高等教育出版社, 1996、6