為了獲得頻率穩(wěn)定的方波信號(hào),筆者試制了一個(gè)簡(jiǎn)單的頻率合成信號(hào)源,其頻率范圍為1Hz~3MHz。
由于選用的晶振溫度系數(shù)約為0.2ppm/℃,因而輸出頻率極為穩(wěn)定。當(dāng)氣溫發(fā)生±10℃的變化時(shí),輸出頻率的變化不超過(guò)2ppm。
信號(hào)源的電路見附圖。
信號(hào)源由三塊集成電路構(gòu)成。CD4060和8.192MHz晶振組成參考振蕩器,其①腳經(jīng)內(nèi)部8192分頻輸出為1kHz,作為鎖相環(huán)的參考頻率。
集成鎖相環(huán)電路CD4046組成標(biāo)準(zhǔn)的頻率合成電路。其內(nèi)部壓控振蕩器一般工作頻率是1.2MHz,在本電路中超頻使用。⑥、⑦腳間所接電容減小到6.2pF,實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)電源電壓為12V時(shí),可工作到2.7MHz,15V時(shí)可工作到3.2MHz。
當(dāng)然,工作頻率高時(shí),波形稍差,這對(duì)業(yè)余使用關(guān)系不大。CD4040為十二級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,此處作為l~3000的任意分頻器使用,再用清零脈沖作分頻輸出。
由于CD4040為串行計(jì)數(shù)器,各位觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步,當(dāng)工作頻率較高時(shí),清零端的毛刺干擾較大,故對(duì)地接了一個(gè)390pF的電容加以濾除,且應(yīng)將R5取值減小到620Ω,方能使分頻器正常工作。該電路的分頻系數(shù)為各閉合開關(guān)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字之和。
通過(guò)對(duì)12個(gè)開關(guān)的不同組合,可以得到l~4095之間的分頻整數(shù)。
用CD4040作分頻器,較之用可預(yù)置十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器組成的分頻器電路簡(jiǎn)單,分頻比大,但缺點(diǎn)是調(diào)整頻率時(shí)需要換算,不如后者直觀,這對(duì)于不需頻繁調(diào)整的場(chǎng)合,還是適用的。CD4046的第④腳可輸出1kHz~3MHz的方波信號(hào)。
同時(shí),由一塊CD4518和一塊CD4017組成l000分頻器,對(duì)CD4046第④腳輸出信號(hào)進(jìn)行分頻,可得到1Hz~3kHz的信號(hào),且具有同樣精度。
采用CD4017是為了獲得占空比為50%的方波信號(hào),而CD4518的輸出是占空比為20%的脈沖。
如在中間再插入一塊CD4518分頻器,還可得到低至0.01Hz的方波信號(hào)。
此外可在輸出端接入射極跟隨器,以增大輸出驅(qū)動(dòng)能力。
利用CD4046第(15)腳的5V穩(wěn)壓管,再加一級(jí)射隨器,可將輸出轉(zhuǎn)換為TTL電平。
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