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1、课程设计报告题目：基于 ICL8038 等构成的函数发生器电路课 题 类 别： 设计 论文学 生 姓 名：学 号：班 级： 专业（全称）：指 导 教 师：小 组 成 员: 2009 年 12 月 16 日 课程设计报告2目录摘要. 3一、电路设计 . 31.1 设计意义. 31.2 系统功能分析 . 3（1）方案论证. 3（2）法案选取. 4二、元件分析与电路仿真. 52.1 系统工作原理与分析 . 5（1）ICL8038 的简介. 5（2）LM741 的简介. 6（3）LF356N（高阻型运算放大器）的简介. 7（4） 辅助正负 15V 电源. 72.2 电路与仿真技术. 7（1）由 ICL
2、8038 等构成的函数发生器. 7（2）辅助电路的仿真. 8三、调试与问题处理. 93.1 安装与调试. 93.2 遇到的问题与解决. 10四、心得总结. 11 课程设计报告3 参考文献. 11 附录. 12摘 要：本系统以 ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz30KHz 的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。关键
3、词：函数信号发生器 频率调制Abstract: The system ICL8038 integrated block as the core device, producing a kind of function signal generator, producing low cost. Suitable for students to learn the use of electronic technology measurement. ICL8038 is a kind of multi-precision oscillator waveform output integrated c
4、ircuits, a separate external components only need to be able to generate from the 0.001Hz 30KHz low-distortion sine wave, triangle wave, square wave pulse signal, etc. Output waveform of the frequency and duty cycle can also be controlled by a current or resistance. In addition, as the chip has a mo
5、dulated signal input terminal, it can be used to low-frequency signal is frequency modulation.一、电路设计 1.1设计意义：函数发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。 在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时，都学要有信号源，由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上，用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应，以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波
6、,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。 课程设计报告41.2系统功能分析 本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案： （1）方案论证 方案一采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。 方案二采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好
7、的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率 相信都很难控制。 方案三：采用 8038 单片压控函数发生器，8038 可同时产生正弦波、方波和三角波。改变 8038 的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为 0.001Hz300KHz。（2）法案选取在经过考论认证后，决定选着三种方案。这个方案的调幅，调频和失真，都要比第一，二中法案要好。其灵敏度也要。ICL8038 也是属于高度集成的芯片，相对来说更加容易出功能。这个方
8、案相对容易点，对于我们第一次做可能设计的成功性也有很重要的意义。其工作系统框图如图（一）所示。 课程设计报告5图（一）系统框图二、元件分析与电路仿真2.1 系统工作原理与分析 （1）ICL8038 的简介 性能特点1) 电源的电压范围宽，采用单电源供电时，V+GND 的电压范围是+1030V；采用双电源是，V+V-的电压可在正负 5正负 15V 范围内选取，电源电流约为 15mA。2) 振荡频率范围宽，频率稳定性好。频率范围是 0.001Hz300kHz，频率温源仅5010-6/C。3) 输出波形的失真小。正弦失真度5%，经仔细调整后还可降 0.%以下。三角的失真度为 0.1%。4) 矩形波占
9、空比调节范围很宽（1%99%） ，课获得窄脉冲、方波、宽脉冲输出。5) 输出特性。正弦波；幅度约为 V+/5，输出抗阻是 1K。矩形波（含方波） ；集电极开路输出，幅度接近于 V+，三角波（含锯齿波） ；幅度为 V+/3,输出阻抗为 200.调频输入；范围是 10kHz，线性度为 0.5%。6) 外围电路简单。通过调节外部阻容元件值，很容易改变振荡频率。 原理简介ICL8038 采用 DIP-14 封装，管脚排列如图（二）所示。 课程设计报告6如图（二）ICL8038 管脚芯片内部包括两个恒流源，两个电压比较器，两个缓冲器，正弦波变换器，模拟开关，RS 触发器。在构成函数波形发生器时应将 7、
10、8 两脚短接，其工作原理如下：1利用恒流源对外接电容进行冲、放电，产生三角波（或锯齿波） ，经缓冲器从第 3 脚输出：2由触发器获得的方波（或矩形波） ，经缓冲器从第 9 脚输出，3再利用正弦波变换器将三角波变换成正弦波，冲第 2 脚输出。4 改变电容的充、放电时间，可以实现三角波与锯齿波、方波与矩形波的互相转换。（2）LM741 的简介 特性：C F741 如 图 （ 三 ） 所 示如 图 （ 三 ） CF741 课程设计报告7是 单 片 高 性 能 内 补 偿 运 算 放 大 器 。 具 有 较 宽 的 共 模 电 压 范 围 ， 在 使 用 中 不 会 出 现闩 锁 现 象 。 可 用
11、作 积 分 器 、 求 和 放 大 器 及 普 通 反 馈 放 大 器 。 主要特点： 1、 不 需 外 部 频 率 补 偿 ：2、 具 有 短 路 保 护 ；3、 失 调 电 压 调 到 零 的 能 力 ；4、 较 宽 的 共 模 和 差 模 电 压 范 围 ；5、 功 耗 低 ；6、 无 阻 塞 现 象 。7、 该 器 件 有 两 种 工 作 温 度 范 围 ； CF741M -55 125CF741C 0 70（3）LF356N（高阻型运算放大器）的简介1、特点：这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般 rid（10 91012）W， IIB为几皮安到几十皮
12、安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。用 FET 作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。（4）辅助正负15V 电源如图（四）所示如图（四）正负15V 电源由于 ICL8038必须要求正、负双电源供电。现选择15V 供电电源。选用双18V 的变压器，滤波电容和 CW7815和 CE7915，组成的电路，现实正负15V 直流电压源的输出。 课程设计报告82电路与仿真技术2.（1）由 ICL8038等构成的函数发生器如图（五）所示图（五）函数发生器电路图图（五）是由 ICL8038等构成的函数发生器电路。ICL8038由充放电泳电流源、比较器、电桥及将三角波变成正弦波的折线近似电路组成。该电路作为压控振荡器的工作方式，增设 A1是为了改善控制电路的线性。振荡频率有控制电压（RP1的输出电压） 、RP2
