8038函数发生器实验报告

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1、桂 林 航 天 工 业 学 院课 程 设 计 报 告课程名称 电子技术课程设计 开课学期 2014-2015 年第一学期 实 验 室 南实 522南实 609 班 级 20130410Z02 姓 名 1桂 林 航 天 工 业 学 院 学 生 课 程 设 计 报 告课程名称 电子技术课程设计开课系（部）及实验室 电子工程系学生姓名 潘琪 学号 20130410Z022 专业 20130410Z02指导教师 赵素文教师评语：教师签名： 批改时间： 年 月 日基 于 ICL8038 的 信 号 发 生 器 设 计1 整 体 设 计 思 想利 用 单 片 集 成 函 数 信 号 发 生 器 ICL80

2、38、 集 成 振 荡 器 、 电 位 器 等 外 围 电 路 灵活 的 组 成 ， 使 通 过 电 源 来 产 生 产 生 正 弦 波 、 方 波 、 三 角 波 等 波 形 电 路 。 工 作 原 理整 体 框 图 如 图 1.1 所 示 。2 详 细 设 计频率选择控制 三角波正弦波幅度控制直流电源方波图 1-1 由 8038 构成的函数发生器电路组成框图ICL8038 22.1、 ICL8038 的 应 用 、 性 能 和 主 要 参 数ICL8038 是 精 密 波 形 产 生 与 压 控 振 荡 器 ， 其 基 本 特 性 为 ： 可 同 时 产 生 和 输 出正 弦 波 、 三

3、角 波 、 锯 齿 波 、 方 波 与 脉 冲 波 等 波 形 。（ 1） ICL8038电 源 电 压 范 围 宽 ， 采 用 单 电 源 供 电 时 ， V+-GND的 电 压 范 围 +10-+30V； 采 用 双 电 源 供 电 时 ， V+-V-的 电 压 可 在 5-15V内 选 取 。 电 源 电流 约 15mA。（ 2） 振 荡 频 率 范 围 宽 ， 频 率 稳 定 性 好 。 频 率 范 围 是 0.001Hz-300kHz， 频 率 温漂 仅 50ppm/ (1ppm=10-6)。（ 3） 输 出 波 形 的 失 真 小 。 正 弦 波 失 真 度 5%， 经 过 仔 细

4、 调 整 后 ， 失 真 度 还 可 降低 到 0.5%。 三 角 波 的 线 性 度 高 达 0.1%。（ 4） 矩 形 波 占 空 比 的 调 节 范 围 很 宽 ， D=1%-99%， 由 此 可 获 得 窄 脉 冲 、 宽 脉 冲 或方 波 。（ 5） 外 围 电 路 非 常 简 单 ， 易 于 制 作 。 通 过 调 节 外 部 阻 容 元 件 值 ， 即 可 改 变 振 荡 频率 ， 产 生 高 质 量 的 中 、 低 频 正 弦 波 ， 矩 形 波 （ 或 方 波 ， 窄 脉 冲 ） ,三 角 波 （ 或锯 齿 波 ） 等 函 数 波 形 ， 其 应 用 领 域 比 普 通 单

5、一 波 形 的 信 号 发 生 器 更 为 广 阔 。 此 外8038还 能 实 现 FM调 制 ， 扫 描 输 出ICL8038的 性 能 特 点 和 主 要 参 数ICL8038 是 产 生 精 密 波 形 的 压 控 振 荡 器 ， 是 一 块 单 片 多 种 信 号 发 生 器 集 成 电路 ， 它 能 同 时 产 生 正 弦 波 、 方 波 、 三 角 波 ， 是 一 种 性 能 价 格 比 高 的 多 功 能 波 形 发生 器 ， 因 为 ICL8038 信 号 发 生 器 是 单 片 集 成 电 路 ， 所 以 制 作 和 调 试 均 较 简 单 、 方便 ， 也 较 为 实 用

6、 、 可 靠 ， 人 们 常 称 其 为 实 用 信 号 发 生 器 。ICL8038 具 有 以 下 主 要 参 数 和 主 要 特 点 。 工 作 频 率 范 围 ： 0.001Hz 500kHz； 波 形 失 真 度 ： 不 大 于 0 5 ； 同 时 有 三 种 波 形 输 出 ： 正 弦 波 、 方 波 、 三 角 波 ； 电 源 ： 单 电 源 为 +10V 一 +30V， 双 电 源 为 5V； 足 够 低 的 频 率 温 漂 ： 最 大 值 为 50X10-6 ； 改 变 外 接 电 阻 、 电 容 值 ， 可 改 变 输 出 信 号 的 频 率 范 围 ； 外 接 电 压 可

7、 以 调 制 或 控 制 输 出 信 号 的 频 率 和 占 空 比 ； 使 用 简 单 ， 外 接 元 件 少 。2.2、 ICL8038的 内 部 结 构 和 引 脚 排 列ICL8038 采 用 14 脚 双 列 直 插 式 封 装 。 图 1.4.1 所 示 是 ICL8038 的 内 部 结 构3图 。电 流 源 1电 流 源 2比 较 器 1比 较 器 2缓 冲 器 缓 冲 放 大 器双 稳 态 触 发 器正 弦 转 换1234 5 67891011 12图 1.4.1 1CL8038的 内 部 结 构 图ICL8038 是 由 两 个 电 流 源 、 两 个 比 较 器 、 两

8、个 缓 冲 器 、 触 发 器 和 正 弦 波 变 换器 等 部 分 组 成 的 。 在 10 脚 外 接 电 容 C 交 替 地 从 一 个 电 流 源 充 电 后 向 另 一 个 电 流源 放 电 ， 则 在 电 容 两 端 产 生 三 角 波 。 三 角 波 加 到 两 个 比 较 器 的 输 入 端 ， 同 比 较 器的 两 个 固 定 电 平 进 行 比 较 ， 从 而 产 生 触 发 信 号 ， 并 通 过 触 发 器 控 制 两 个 电 源 的 相互 转 接 。 电 容 C 两 端 的 三 角 波 通 过 缓 冲 器 加 到 正 弦 波 变 换 器 ， 则 可 以 获 得 三 角

9、 波输 出 和 正 弦 波 输 出 。 通 过 比 较 器 和 触 发 器 ， 并 经 过 缓 冲 器 ， 又 可 获 得 方 波 信 号 输出 。 因 为 三 角 波 和 方 波 信 号 是 经 过 缓 冲 器 获 得 的 ， 因 而 输 出 阻 抗 较 低 (约200 )， 而 正 弦 波 输 出 未 经 缓 冲 ， 输 出 阻 抗 较 大 (约 lk )， 所 以 在 实 际 使 用 时 ，还 需 要 在 8038 的 正 弦 波 输 出 端 再 加 一 级 独 立 的 同 相 放 大 器 ， 进 行 缓 冲 、 放 大 和调 整 振 幅 等 。ICL8038 的 引 脚 排 列 图 如

10、 图 1.4.2 所 示 。 其 引 脚 及 其 功 能 如 下 。4SIN ADJ1 1SIN OUT 2TRI OUT 3DF ADJ1 4DF ADJ2 5V+ 6FMBLAS 7 FMINSO OUTCV_SIN ADJ2NCNC101112131489图 1.4.2 ICL8038的 引 脚 排 列 图（ 1） 1 脚 SINADJl、 12 脚 SINADJ2： 正 弦 波 波 形 调 整 端 。 通 常 SINADJl 开路 或 接 直 流 电 压 ， SINADJ2 接 电 阻 REXT 到 V-， 用 以 改 善 正 弦 输 出 波 形 和 减 小 失真 。 图 1.4.3

11、所 示 是 正 弦 波 失 真 度 调 节 电 路 ， 调 节 100k 电 位 器 RW， 可 以 将正 弦 波 的 失 真 度 减 小 到 1 。 当 要 求 获 得 接 近 0 5 失 真 度 的 正 弦 波 时 ， 在 6脚 和 ll 脚 之 间 接 两 个 100k 电 位 器 RW1、 RW2， 如 图 1.4.4 所 示 。RW1100KRW2100KR210KR110KV+V-112611图 1.4.3 正 弦 波 失 真 调 节 电 路 一 图 1.4.4 正 弦 波 失 真 调 节 电 路 二（ 2） 2 脚 SINOUT： 正 弦 波 输 出 。 正 弦 波 的 振 幅

12、为 ： Usin=0.22Vs。 式 中 ，5V Vs 15V， Vs 为 电 源 电 压 。（ 3） 3 脚 TRIOUT： 三 角 波 输 出 ， 三 角 波 的 幅 度 为 0.33Vs。（ 4） 4 脚 DFADJ1、 5 脚 DFADJ2： 输 出 信 号 重 复 频 率 和 占 空 比 (或 波 形 不 对称 度 )调 节 端 。 通 常 DFADJ1 端 接 电 阻 RA 到 V+， DFADJ2 端 接 电 阻 RB 到 V+， 改变 阻 值 可 调 节 频 率 与 占 空 比 。 图 1.4.5 所 示 是 占 空 比 频 率 调 节 电 路 ， RA 和RW100K1126

13、8038V+ 5RB 共 用 一 个 电 位 器 RW， 相 当 于 RA 等 于 RB， 调 节 电 位 器 RW， 可 以 得 到 波 形 对称 ， 占 空 比 为 50 的 方 波 输 出 ， 图 中 只 R1=82k 是 8038 内 部 偏 置 电 路 所 需 要的 。 而 且 电 位 器 RW 和 外 接 电 容 C 一 起 决 定 了 输 出 波 形 的 频 率 ， 调 节 RW， 使 波形 频 率 变 化 ，输 出 信 号 的 频 率 为 ： 21fRW500KR210KV+C R182K8038234 5 678910 11 12图 1.4.5 占 空 比 频 率 调 节 电

14、 路 一图 1.4.6 所 示 也 是 占 空 比 频 率 调 节 电 路 ， 这 种 电 路 可 以 独 立 地 调 节 输 出 波形 的 上 升 和 下 降 部 分 。 当 调 节 RW1 时 ， 可 控 制 三 角 波 的 上 升 部 分 、 正 弦 波 的90O 270O 部 分 、 方 波 的 高 电 平 部 分 ； 而 调 节 RW2 时 ， 则 可 调 节 输 出 波 形 的 另一 半 。 调 节 时 相 互 有 影 响 ， 需 反 复 调 节 几 次 。 输 出 波 形 的 频 率 为 ：)2C(1.6Rf W21W6RW1500K R210KV+C R182K8038234

15、5 678910 11 12RW2500K图 1.4.6 占 空 比 频 率 调 节 电 路 二（ 5） 6 脚 V+： 正 电 源 。（ 6） 7 脚 FMBIAS： 调 频 频 偏 。 该 引 脚 是 8038 内 部 两 个 电 阻 (10k 和40k )的 连 接 点 ， 这 两 个 电 阻 组 成 电 源 电 压 的 分 压 器 。 对 于 给 定 的 外 接 定 时 电 阻和 电 容 值 ， 当 7 脚 与 8 脚 直 接 相 连 时 ， 输 出 频 率 高 ； 相 反 ， 当 8 脚 接 正 电 源 时 ，输 出 频 率 较 低 。 因 为 该 波 形 发 生 器 的 输 出 频

16、 率 是 8 脚 上 直 流 电 压 的 函 数 ， 通 常就 是 利 用 这 一 关 系 来 测 试 8038 的 。（ 7） 8 脚 FMIN： 调 频 电 压 输 入 端 。 对 于 调 频 扫 描 或 调 频 频 偏 较 大 时 ， 调 制信 号 应 加 在 8 脚 和 6 脚 之 间 ， 此 时 可 产 生 非 常 大 的 频 率 摆 动 范 围 。 频 率 摆 动 范 围定 义 为 最 高 频 率 与 最 低 频 率 之 比 ， 8038 的 这 个 范 围 可 以 超 过 1000： 1。 8038的 频 率 摆 动 典 型 值 为 10KHz， 要 得 到 较 小 的 频 偏 ， 调 频 信 号 应 直 接 加 在 8 脚 。（ 8） 9 脚 S