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1、模拟式信号发生器的设计1、基本电路设计要求(1) 发生波形包括正弦波、三角波、锯齿波和方波(2) 幅度要求方波、正弦波为5V；三角波、锯齿波为2.5V。(3) 频率调节范围100Hz1MHz。2、电路的设计本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器。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0.001Hz300KHz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。图1 ICL8038引脚图ICL8038的引脚如图1。第1、
2、12引脚为正弦波失真度调整，调整接在该引脚上的输入电压可调整输出正弦波的失真度；第2引脚为正弦波的输出引脚；第3引脚为三角波的输出引脚；第4、5引脚为占空比及频率调整引脚；第6引脚为+Vcc输入引脚；第7引脚为偏置电压输出引脚；第8引脚为偏置电压输入引脚；第9引脚为矩形波输出引脚；第10引脚为外接充电电容引脚；第11引脚为-VEE或地引脚；第13、14引脚为未用引脚。 ICL8038的内部结构图如图2所示。图2ICL8038内部框图其中，振荡电容C由外部接入，它是由内部两个恒流源来完成充电放电过程。恒流源2的工作状态是由恒流源1对电容器C连续充电，增加电容电压，从而改变比较器的输入电平，比较器
3、的状态改变，带动触发器翻转来连续控制的。当触发器的状态使恒流源2处于关闭状态，电容电压达到比较器1输入电压规定值的23倍时，比较器1状态改变，使触发器工作状态发生翻转，将模拟开关K由B点接到A点。由于恒流源2的工作电流值为2I，是恒流源1的2倍，电容器处于放电状态，在单位时间内电容器端电压将线性下降，当电容电压下降到比较器2的输入电压规定值的13倍时，比较器2状态改变，使触发器又翻转回到原来的状态，这样周期性的循环，完成振荡过程。在以上基本电路中很容易获得3种函数信号，假如电容器在充电过程和在放电过程的时间常数相等，而且在电容器充放电时，电容电压就是三角波函数，三角波信号由此获得。由于触发器的
4、工作状态变化时间也是由电容电压的充放电过程决定的，所以，触发器的状态翻转，就能产生方波函数信号，在芯片内部，这两种函数信号经缓冲器功率放大，并从管脚3和管脚9输出。适当选择外部的电阻RA和RB和C可以满足方波函数等信号在频率、占空比调节的全部范围。因此，对两个恒流源在I和2I电流不对称的情况下，可以循环调节，从最小到最大，任意选择调整，所以，只要调节电容器充放电时间不相等，就可获得锯齿波等函数信号。频率范围为10100kHz的函数信号发生器的具体电路如图3所示。图3 信号发生电路调节W1 和W2 通过LM353 控制ICL8038 起振。当开关K断开时调W3，以改变方波的占空比，可使方波的占空
5、比为50。调节W5，使正弦波线性度调节端1 为3Vs5(VsVcc+Vss)，调节W6 使另一个正弦波线性度调节端口为2Vs5 就可得理想的正弦波信号。W4 用作低频端线性校正。W4，W5 和W6 反复调整才能得到一个好的正弦波。端口1输出的是的矩形波，改变外接电阻的阻值则可调节方波的占空比。端口2输出的是正弦波。端口3输出的是三角波，当W7取最大值时，可是电压幅度减半为2.5V，调节W7的大小使电压幅度在5V变换，改变外接电阻的阻值可调节振荡电容充放电时间，使三角波变为锯齿波输出。图3输出的信号的频率调节范围为10Hz100KHz，为了达到要求的频率范围100Hz1MHz，波形输出的端口还必须加锁相倍频电路，把频率放大10倍才能符合要求。锁相倍频器采用NE564，fout=Nfin，N=10。电路如图4所示。图4 NE564锁相倍频器
