為了獲得頻率穩定的方波信號,筆者試制了一個簡單的頻率合成信號源,其頻率范圍為1Hz~3MHz。
由于選用的晶振溫度系數約為0.2ppm/℃,因而輸出頻率極為穩定。當氣溫發生±10℃的變化時,輸出頻率的變化不超過2ppm。
信號源的電路見附圖。
信號源由三塊集成電路構成。CD4060和8.192MHz晶振組成參考振蕩器,其①腳經內部8192分頻輸出為1kHz,作為鎖相環的參考頻率。
集成鎖相環電路CD4046組成標準的頻率合成電路。其內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,實際應用中,當電源電壓為12V時,可工作到2.7MHz,15V時可工作到3.2MHz。
當然,工作頻率高時,波形稍差,這對業余使用關系不大。CD4040為十二級二進制計數器,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為串行計數器,各位觸發器翻轉不同步,當工作頻率較高時,清零端的毛刺干擾較大,故對地接了一個390pF的電容加以濾除,且應將R5取值減小到620Ω,方能使分頻器正常工作。該電路的分頻系數為各閉合開關所對應的數字之和。
通過對12個開關的不同組合,可以得到l~4095之間的分頻整數。
用CD4040作分頻器,較之用可預置十進制減法計數器組成的分頻器電路簡單,分頻比大,但缺點是調整頻率時需要換算,不如后者直觀,這對于不需頻繁調整的場合,還是適用的。CD4046的第④腳可輸出1kHz~3MHz的方波信號。
同時,由一塊CD4518和一塊CD4017組成l000分頻器,對CD4046第④腳輸出信號進行分頻,可得到1Hz~3kHz的信號,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,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。
此外可在輸出端接入射極跟隨器,以增大輸出驅動能力。
利用CD4046第(15)腳的5V穩壓管,再加一級射隨器,可將輸出轉換為TTL電平。
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