实验一 集成压控振荡器构成的频率调制器
1.1 实验目的
1.进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制的原理
2.掌握集成电路频率调制器的工作原理。
1.2 预习要求
1.查阅有关集成电路压控振荡器资料。
2.认真阅读指导书，了解566(VCO 的单片集成电路)的内部电路及原理。
3.搞清566外接元件的作用。 4、弄懂实验原理与实验步骤。 5、写好预习报告。
1.3 实验仪器设备
1. 双踪示波器，≥60MHz ，1台，可用一般示波器。
2. 频率计，测量范围≥10MHz ，分辨率≤1Hz ，1台（也可使用示波器）。
3. 高频信号发生器，≥60MHz ，1台。
4. 电容表，测量范围10pF~1µF 。
5. 万用表，MF-47或其他，1块（也可使用示波器）。
6. 实验电路板及相应元器件，按电路图配置，1套。
1.4 实验原理
1、566(VCO 的单片集成电路)的电路组成及工作原理
566采用的是积分施密特触发器型的压控振荡器，其原理电路如图15.6.1所示，电路由恒流源控制电路(I O )、积分器(T 1、T 2、T 3、D 1、D 2、C T ) 和施密特触发器三部分组
图15.6.1 NE566VCO 原理电路图
E C
成。施密特触发器的输入输出信号关系如图15.6.2所示。
施密特触发器的正向触发电平定义为U SP ，反向触发电平定义为U SM ，当电容C T 充电使其电压上升至
U SP ，此时施密特触
发器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，
该电压u 0为高电平；当电容C T 放电时，其电压下降，
降至U SM 时施密特触发器再次翻转，输出为低电平从
而使u 0也变为低电平。用u 0的高、低电平控制三极管T 3的通断，也控制了二极管D 1、D 2即S 1和S 2两开关的）闭合与断开。u 0为低电平时T 3截止，T 1、T 2也截止，二极管D 1截止，D 2加正端高电位，负极低电位导通，这时I 0全部给电容C T 充电，使电容上的电位上升，由于I 0为恒流源，电容电位线性斜升，升至U SP 时u 0跳变为高电平，u 0高电平时控制T 3、T 1、T 2导通，T 1的集电极为低电位，T 2的集电极也是充放电电容电位为高电位，此时D 1导通，D 2截止，恒流源I 0全部流经D 1、T 1到T 3入地，因T 2与T 1同时导通，当两管参数对称时，I B1=I B2，I C1=I C2=I 0，T 2的电流由C T 放电电流提供，因此电容电位线性斜降，降至U SM 时u 0跳变为低电平，如此周而复始循环下去。积分电容C T 以恒流充放电，故u C 为对称的三角波电压，u O 输出占空比为50％的方波。u C 及u 0波形如图15.6.3。
控制电压u C 控制恒流源I O ，可以调节充放电电流I 0的大小，也就控制了电容的充放电速度，从而改变了振荡信号的频率，达到电压控制频率的目的。
VCO 的输出频率与控制电压之间的关系可用最典型的调频表达式表示
)()(00t u k t c f +ω=ω，其中ω0为载波频率，由一直流电压u C0控制，k f 为调制灵敏度。
2、566芯片
566芯片的框图及引脚排列如图15.6.4，框图中幅度鉴别器功能由施密特触发器完成。控制电压u C 从5端输入。
566输出的方波及三角波的载波频率(或称中心频率)可用外加电阻R 和外加电容C 来确定。
)()
(Hz u C R u u f 8
58⋅⋅-= 其中： R 为时基电阻，R 连在正电源到6端之间，调节其大小可以改
图15.6.2 施密特触发器电压响
图15.6.3 VCO 的波形
u U U u 图15.6.4 566(VCO)的框图及管脚排列
变在相同的控制电压u 5情况下恒流源电流的大小。
C 为时基电容
u 8 是566管脚⑧至地的电压，它是电压的工作电源电压。 u 5 是566管脚⑤至地的电压。
566芯片的内部实际电路如图15.6.5所示
3、实验电路说明
实验电路见图15.6.6，第7脚对负电源接振荡定时电容C 1，第6脚接一可调电阻（R 3
＋R W1）到正电源，它与第5脚的控制电压一起确定恒流源I 0的大小。三者共同决定输出信号的频率f 0
1.5 实验内容
1.观察R 、C 1对频率的影响(其中R =R 3+R W1)。
图15.6.6 566构成的调频器
4
+5V 图15.6.5 566(VCO)的内部实际电路
按图15.6.6接线，将C
1接入566管脚⑦，R
W2
及C
2
接至566管脚⑤；接通电源(±
5V)。
调R
W2使U
5
=3.5V，将频率计接至566管脚③，改变R W1观察方波输出信号频率，
记录当R为最大和最小值时的输出频率。当R分别为R
max 和R
min
及C
1
=2200pF时，计
算这二种情况下的频率，并与实际测量值进行比较。用双踪示波器观察并记录R=R
min 时方波及三角波的输出波形。
实验结果：
R为最小值时的方波输出波形：
R为最小值时的三角波输出波形：
k。
2.观察输入电压对输出频率的影响，并计算VCO的调制灵敏度
f
