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icl8038有多少器件需要焊接

發布時間: 2021-02-16 06:48:35

1. 有那位IC大師 可以幫我解讀下晶元ICL8038內部結構中,三角波發生的原理

波/三角波/正弦波信號發生器(ICL8038)

該信號發生器採用了精密波形發生器單片集成電路ICL8038。該電路能夠產生高精度正弦波,方波,三角波,所需外部元件少。頻率可通過外部元件調節。ICL8038的正弦波形失真=1%,三角波線性失真=0.1%,占空比調節范圍為2%~98%。

ICL8038的第10腳外接定時電容,該電容的容值決定了輸出波形的頻率,電路中的定時電容從C1至C8決定了信號頻率的十個倍頻程,從500μF開始,依次減小十倍,直到5500pF,頻率范圍對應為0.05Hz~0.5 Hz~5Hz~50Hz~500Hz~5kHz~50kHz~500kHz。電路中的V1、R7、R8構成緩沖放大器,R9 為電位器,用於改變輸出波形的幅度。

附:基於ICL8038函數信號發生器的設計

本設計是以ICL8038 和AT89C2051 為核心設計的數控及掃頻函數信號發生器。ICL8038 作為函數信號源
結合外圍電路產生占空比和幅度可調的正弦波、方波、三角波; 該函數信號發生器的頻率可調范圍為1~100kHz, 步進為0.1kHz, 波形穩定, 無明顯失真。
1.系統設計框圖

如圖1 為系統設計框圖。本設計是利用鍵盤設置相應的頻率值, 根據所設置頻率段選擇相應電容, 經計算獲得相應數字量送數字電位器實現D/A 轉換, 同時與參考電壓( 本例為5.5V) 相加後形成數控調壓去控制ICL8038 第8 腳, 這樣即可由ICL8038 實現對應頻率值的矩形波、三角波和正弦波。方波幅度經衰減後送單片機可測得信號源頻率並由數碼管顯示。
2.電路原理圖
圖2 為電路原理圖。其中AT89C2051 是8 位單片機, 其中: P1.4~P1.7、P1.2、P1.3、P3.0、P3.1 作為數
碼顯示; P3.3、P3.5 、P3.7 作為鍵盤輸入口; P3.4 作為計數口, 用於測量信號源頻率;P3.0~P3.2 作為數字電位器的SPI匯流排; P1.1、P1.0 可根據需要擴展繼電器或模擬開關選擇ICL8038第10 腳( CAP) 與第11 腳間的電容C。
MCP41010 是8 位字長的數字電位器, 採用三匯流排SPI 介面。/CS: 片選信號, 低電平有效; SCK:時鍾信號輸入端; SI: 串列數據輸入端, 用於寄存器的選擇及數據輸入。MCP41010 可作為數字電位器, 也可以作為D/A 轉換器, 本設計是將MCP41010 接成8 位字長的D/A 轉換器, MCP41010 根據輸入的串列數據, 對基準電壓進行分壓後由中間抽頭輸出模擬電壓, 即VPWO =DN/256VREF ( 式中VREF=5V) 。
函數發生電路ICL8038, 圖2所示是一個占空比和一個頻率連續可調的函數發生電路。ICL8038是一種函數發生器集成塊, 通過外圍電路的設計, 可以產生高精密度的正弦波、方波、三角波信號, 選擇不同參數的外電阻和電容等器件, 可以獲得頻率在0.01Hz~300kHz 范圍內的信號。通過調節RW2 可使占空比在2%~98%可調。第10 腳( CAP) 與第11 腳間的電容C 起到很重要的作用, 它的大小決定了輸出信號頻率的大小, 當C 確定後, 調節ICL8038 第8 腳的電壓可改變信號源的輸出頻率。從ICL8038 引腳9(要接上拉電阻)輸出的波形經衰減後送單片機P3.4 進行頻率測量。
正弦函數信號由三角波函數信號經過非線性變換而獲得。利用二極體的非線性特性, 可以將三角波信號的上升和下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。ICL8038 中的非線性網路是由4 級擊穿點的非線性逼近網路構成。一般說來, 逼近點越多得到的正弦波效果越好, 失真度也越小, 在本晶元中N= 4, 失真度可以小於1。在實測中得到正弦信號的失真度可達0.5 左右。其精度效果相當滿意。為了進一步減小正弦波的失真度, 可採用圖2 所示電路中兩個電位器RW3 和RW4 所組成的電路, 調整它們可使正弦波失真度減小。當然, 如果矩形波的占空比不是50% , 矩形波不再是方波, 引腳2 輸出也就不再是正弦波了。

圖2 電路原理圖

經實驗發現, 在電路設計中接10 腳和11 腳的電容值和性能是整個電路的關鍵器件, 電容值的確定也就確定電路能產生的頻率范圍, 電容性能的好壞直接影響信號頻率的穩定性、波形的失真度, 由於該晶元是通過恆流源
對C 充放電來產生振盪的, 故振盪頻率的穩定性就受到外接電容及恆流源電流的影響, 若要使輸出頻率穩定, 必須採用以下措施:外接電阻、電容的溫度特性要好; 外部電源應穩定; 電容應選用漏電小、質量好的非極化電容器。

3.實驗結果
當±12V 工作電源時, 輸出頻率如下表:

失真度情況, 實驗數據如下表:

4.軟體流程圖
圖3 為軟體流程圖。T0 設為計數器,T1 設為定時器(初值為5ms)。5ms 啟動主循環, 主要用於鍵盤掃描及掃描顯示, 圖2 中K0 作為控制鍵, K1 作為調整鍵, K2 作為增加鍵; 上電時程序進入頻率設置模式, 按一下K0 鍵程序進入數控模式, 按二下K0 鍵程序進入掃頻模式, 按三下K0 鍵程序進入頻率設置模式, 周而復始。在頻率設置模式, 由K1 鍵和K2 鍵完成頻率設置。

2. ICL8038晶元78腳為什麼短接

腳7(FMBias):內部頻率調節偏置電壓輸出;
腳8(FM Sweep):外部掃描頻率電壓輸入;
當不使用專外部掃描頻率電壓時將屬7、8腳短接。
詳見文庫中文資料:http://ke..com/view/5908318.htm
廠家英文資料:http://wenku..com/view/f450b479168884868762d64f.html

3. ICL8038的介紹

ICL 8038 是一種具有多種波形輸出的精密振盪集成電路, 只需調整個別的外部元件就能產生從 0.001HZ~回300kHz的低失真正答弦波、三角波、矩形波等脈沖信號。輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制。另外由於該晶元具有調頻信號輸入端, 所以可以用來對低頻信號進行頻率調制。

4. ICL8038的工作原理

ICL8038
是單片集成函數信號發生器,其內部框圖如右圖所示。百它由恆流源I1和
I2、電壓比較器版A和B、觸發權器、緩沖器和三角波變正弦波電路等組成。外接電容C由兩個恆流源充電和放電,振盪電容C由外部接入,它是由內度部兩個恆流源來完成充電放電過程。恆流源2的工作狀態知是由恆流源1對電容器C連續充電,增加電容電壓,從而改變比較器的輸入電平,比較器的狀態改變,帶動觸發器翻轉來連續控制的。當觸發器的狀態使道恆流源2處於關閉狀態,電容電壓達到比較器1輸入電壓規定值的2/3倍時,比較器1狀態改變,使觸發器工作狀態發生翻轉,將模擬開關K由B點接到A點。由於恆流源2的工作電流值為2I,是恆流源1的2倍,電容內器處於放電狀態,在單位時間內電容器端電壓將線性下降,當電容電壓下降到比較器2的輸入電壓規定值的1/3倍時,比較器2狀態改變,使觸發器又翻轉回到原來的狀態,這容樣周期性的循環,完成振盪過程。

5. ICL8038內部框圖介紹有多少種

3.3、內部框圖工作原理
★當給函數發生器ICL8038合閘通電時,電容C的電壓為0V,根據電壓比較器的電壓傳輸特性,電壓比較器Ⅰ和Ⅱ的輸出電壓均為低電平;因而RS觸發器的 ,輸出Q=0, ;
★使開關S斷開,電流源IS1對電容充電,充電電流為
IS1=I
因充電電流是恆流,所以,電容上電壓uC隨時間的增長而線性上升。
★當上升為VCC/3時,電壓比較器Ⅱ輸出為高電平,此時RS觸發器的 ,S=0時,Q和 保持原狀態不變。
★一直到上升到2VCC/3時,使電壓比較器Ⅰ的輸出電壓躍變為高電平,此時RS觸發器的 時,Q=1時, ,導致開關S閉合,電容C開始放電,放電電流為IS2-IS1=I因放電電流是恆流,所以,電容上電壓uC隨時間的增長而線性下降。
起初,uC的下降雖然使RS觸發的S端從高電平躍變為低電平,但 ,其輸出不變。
★一直到uC下降到VCC/3時,使電壓比較器Ⅱ的輸出電壓躍變為低電平,此時 ,Q=0, ,使得開關S斷開,電容C又開始充電,重復上述過程,周而復始,電路產生了自激振盪。
由於充電電流與放電電流數值相等,因而電容上電壓為三角波,Q和 為方波,經緩沖放大器輸出。三角波電壓通過三角波變正弦波電路輸出正弦波電壓。
結論:改變電容充放電電流,可以輸出占空比可調的矩形波和鋸齒波。但是,當輸出不是方波時,輸出也得不到正弦波了。
3.4、方案電路工作原理(見圖1-7)
當外接電容C可由兩個恆流源充電和放電,電壓比較器Ⅰ、Ⅱ的閥值分別為總電源電壓(指+Vcc、-VEE)的2/3和1/3。恆流源I2和I1的大小可通過外接電阻調節,但必須I2>I1。當觸發器的輸出為低電平時,恆流源I2斷開,恆流源I1給C充電,它的兩端電壓UC隨時間線性上升,當達到電源電壓的確2/3時,電壓比較器I的輸出電壓發生跳變,使觸發器輸出由低電平變為高電平,恆流源I2接通,由於I2>I1(設 I2=2I1),I2將加到C上進行反充電,相當於C由一個凈電流I放電,C兩端的電壓UC又轉為直線下降。當它下降到電源電壓的1/3時,電壓比較器Ⅱ輸出電壓便發生跳變,使觸發器輸出為方波,經反相緩沖器由引腳9輸出方波信號。C上的電壓UC,上升與下降時間相等(呈三角形),經電壓跟隨器從引腳3輸出三角波信號。將三角波變為正弦波是經過一個非線性網路(正弦波變換器)而得以實現,在這個非線性網路中,當三角波的兩端變為平滑的正弦波,從2腳輸出。
其中K1為輸出頻段選擇波段開關,K2為輸出信號選擇開關,電位器W1為輸出頻率細調電位器,電位器W2調節方波占空比,電位器W3、W4調節正弦波的非線性失真。

圖1-1

3.5、兩個電壓比較器的電壓傳輸特性如圖1-4所示。

圖1-4
3.6、常用接法
如圖(1-2)所示為ICL8038的引腳圖,其中引腳8為頻率調節(簡稱為調頻)電壓輸入端,電路的振盪頻率與調頻電壓成正比。引腳7輸出調頻偏置電壓,數值是引腳7與電源+VCC之差,它可作為引腳8的輸入電壓。
如圖(1-5)所示為ICL8038最常見的兩種基本接法,矩形波輸出端為集電極開路形式,需外接電阻RL至+VCC。在圖(a)所示電路中,RA和RB可分別獨立調整。在圖(b)所示電路中,通過改變電位器RW滑動的位置來調整RA和RB的數值。

圖1-5
當RA=RB時,各輸出端的波形如下圖(a)所示,矩形波的占空比為50%,因而為方波。當RA≠RB時,矩形波不再是方波,引腳2輸出也就不再是正弦波了,圖(b)所示為矩形波占空比是15%時各輸出端的波形圖。根據ICL8038內部電路和外接電阻可以推導出占空比的表達式為

故RA<2RB。
為了進一步減小正弦波的失真度,可採用如圖(1-6)所示電路,電阻20K與電位器RW2用來確定8腳的直流電壓V8,通常取V8≥2/3Vcc。V8越高,Ia、Ib越小,輸出頻率越低,反之亦然。RW2可調節的頻率范圍為20HZ20~KHZ。V8還可以由7腳提供固定電位,此時輸出頻率f0僅有Ra、Rb及10腳電容決定,Vcc採用雙對電源供電時,輸出波形的直流電平為零,採用單對電源供電時,輸出波形的直流電平為Vcc/2。兩個100kΩ的電位器和兩個10kΩ電阻所組成的電路,調整它們可使正弦波失真度減小到0.5%。在RA和RB不變的情況下,調整RW2可使電路振盪頻率最大值與最小值之比達到100:1。在引腳8與引腳6之間直接加輸入電壓調節振盪頻率,最高頻率與最低頻率之差可達1000:1。
3.7、實際線路分析
可在輸出增加一塊LF35雙運放,作為波形放大與阻抗變換,根據所選擇的電路元器件值,本電路的輸出頻率范圍約10HZ~20KHZ;幅度調節范圍:正弦波為0~12V,三角波為0~20V,方波為0~24V。若要得到更高的頻率,還可改變三檔電容的值。

圖1-6
表 1-1 ISL8038管腳功能
管 腳 符 號 功 能
1,12 SINADJ1,SINADJ2 正弦波波形調整端。通常SINADJ1開路或接直流電壓,
SINADJ2接電阻REXT到V-,用以改善正弦波波形和減小失真。
2 SINOUT 正弦波輸出
3 TRIOUT 三角波輸出
4,5 DFADJ1,DFADJ2 輸出信號重復頻率和占空比(或波形不對稱度)調節端。通常DFADJ1端接電阻RA到V+,DFADJ2端接RB到V+,改變阻值可調節頻率和占空比。
6 V+ 正電源
7 FMBIAS 調頻工作的直流偏置電壓
8 FMIN 調頻電壓輸入端
9 SQOUT 方波輸出
10 C 外接電容到V-端,用以調節輸出信號的頻率與占空比
11 V- 負電源端或地
13,14 NC 空腳
四、製作印刷電路板
首先,按圖製作印刷電路板,注意不能有斷線和短接,然後,對照原理圖和印刷電路板的元件而進行元件的焊接。可根據自己的習慣並遵循合理的原則,將面板上的元器件安排好,盡量使連接線長度減少,變壓器遠離輸出端。再通電源進行調試,調整分立元件振盪電路放大元件的工作點,使之處於放大狀態,並滿足振幅起振條件。仔細檢查反饋條件,使之滿足正反饋條件,從而滿足相位起振條件。
製作完成後,應對整機進行調試。先測量電源支流電壓,確保無誤後,插上集成快,裝好連接線。可以用示波器觀察波形發出的相應變化,幅度的大小和頻率可以通過示波器讀出 。
五、系統測試及誤差分析
5.1、測試儀器
雙蹤示波器 YB4325(20MHz)、萬用表。
5.2、測試數據
基本波形的頻率測量結果
頻率/KHz
正弦波 預置 0.01 0.02 2 20 50 100
實測 0.0095 0.0196 2.0003 20.0038 50.00096 100.193
方波 預置 0.01 0.02 2 20 50
實測 0.095 0.0197 1.0002 2.0004 20.0038
三角波 預置 0.01 0.02 1 2 20 100
實測 0.0095 0.0196 1.0002 2.0004 20.0038 100.0191
5.3、誤差分析及改善措施
正弦波失真。調節R100K電位器RW4,可以將正弦波的失真減小到1%,若要求獲得接近0.5%失真度的正弦波時,在6腳和11腳之間接兩個100K電位器就可以了。
輸出方波不對稱,改變RW3阻值來調節頻率與占空比,可獲得占空比為50%的方波,電位器RW3與外接電容C一起決定了輸出波形的頻率,調節RW3可使波形對稱。
沒有振盪。是10腳與11腳短接了,斷開就可以了
產生波形失真,有可能是電容管腳太長引起信號干擾,把管腳剪短就可以解決此問題。也有可能是因為2030功率太大發熱導致波形失真,加裝上散熱片就可以了。
5.4、調試結果分析
輸出正弦波不失真頻率。由於後級運放上升速率的限制,高頻正弦波(f>70KHz)產生失真。輸出可實現0.2V步進,峰-峰值擴展至0~26V。

圖1-2

圖 1

6. 求Altium designdr ICL8038元件庫

ICL8038原理圖庫,AltiumDesigner版本,下載密碼:ldga參考電路:ICL8038是一種具有多種波形輸出的精密振盪集成電路,只需調整個回別的外部答元件就能產生從0.001HZ~300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脈沖信號。輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制。另外由於該晶元具有調頻信號輸入端,所以可以用來對低頻信號進行頻率調制。

7. 用ICL8038設計函數波形發生器

函數信號發生器的設計與製作
系別:電子工程系 專業:應用電子技術 屆:07屆 姓名:李賢春
摘 要
本系統以ICL8038集成塊為核心器件,製作一種函數信號發生器,製作成本較低。適合學生學習電子技術測量使用。ICL8038是一種具有多種波形輸出的精密振盪集成電路,只需要個別的外部元件就能產生從0.001Hz~30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脈沖信號。輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制。另外由於該晶元具有調制信號輸入端,所以可以用來對低頻信號進行頻率調制。
關鍵詞 ICL8038,波形,原理圖,常用接法
一、概述
在電子工程、通信工程、自動控制、遙測控制、測量儀器、儀表和計算機等技術領域,經常需要用到各種各樣的信號波形發生器。隨著集成電路的迅速發展,用集成電路可很方便地構成各種信號波形發生器。用集成電路實現的信號波形發生器與其它信號波形發生器相比,其波形質量、幅度和頻率穩定性等性能指標,都有了很大的提高。
二、方案論證與比較
2.1•系統功能分析
本設計的核心問題是信號的控制問題,其中包括信號頻率、信號種類以及信號強度的控制。在設計的過程中,我們綜合考慮了以下三種實現方案:
2.2•方案論證
方案一∶採用傳統的直接頻率合成器。這種方法能實現快速頻率變換,具有低相位雜訊以及所有方法中最高的工作頻率。但由於採用大量的倍頻、分頻、混頻和濾波環節,導致直接頻率合成器的結構復雜、體積龐大、成本高,而且容易產生過多的雜散分量,難以達到較高的頻譜純度。
方案二∶採用鎖相環式頻率合成器。利用鎖相環,將壓控振盪器(VCO)的輸出頻率鎖定在所需要頻率上。這種頻率合成器具有很好的窄帶跟蹤特性,可以很好地選擇所需要頻率信號,抑制雜散分量,並且避免了量的濾波器,有利於集成化和小型化。但由於鎖相環本身是一個惰性環節,鎖定時間較長,故頻率轉換時間較長。而且,由模擬方法合成的正弦波的參數,如幅度、頻率 相信都很難控制。
方案三:採用8038單片壓控函數發生器,8038可同時產生正弦波、方波和三角波。改變8038的調制電壓,可以實現數控調節,其振盪范圍為0.001Hz~300KHz。
三、系統工作原理與分析
3.1、ICL8038的應用
ICL8038是精密波形產生與壓控振盪器,其基本特性為:可同時產生和輸出正弦波、三角波、鋸齒波、方波與脈沖波等波形;改變外接電阻、電容值可改變,輸出信號的頻率范圍可為0.001Hz~300KHz;正弦信號輸出失真度為1%;三角波輸出的線性度小於0.1%;占空比變化范圍為2%~98%;外接電壓可以調制或控制輸出信號的頻率和占空比(不對稱度);頻率的溫度穩定度(典型值)為120*10-6(ICL8038ACJD)~250*10-6(ICL8038CCPD);對於電源,單電源(V+):+10~+30V,雙電源(+V)(V-):±5V~±15V。圖1-2是管腳排列圖,圖1-2是功能框圖。8038採用DIP-14PIN封裝,管腳功能如表1-1所示。
3.2、ICL8038內部框圖介紹
函數發生器ICL8038的電路結構如圖虛線框內所示(圖1-1),共有五個組成部分。兩個電流源的電流分別為IS1和IS2,且IS1=I,IS2=2I;兩個電壓比較器Ⅰ和Ⅱ的閾值電壓分別為 和 ,它們的輸入電壓等於電容兩端的電壓uC,輸出電壓分別控制RS觸發器的S端和 端;RS觸發器的狀態輸出端Q和 用來控制開關S,實現對電容C的充、放電;充點電流Is1、Is2的大小由外接電阻決定。當Is1=Is2時,輸出三角波,否則為矩尺波。兩個緩沖放大器用於隔離波形發生電路和負載,使三角波和矩形波輸出端的輸出電阻足夠低,以增強帶負載能力;三角波變正弦波電路用於獲得正弦波電壓。
3.3、內部框圖工作原理
★當給函數發生器ICL8038合閘通電時,電容C的電壓為0V,根據電壓比較器的電壓傳輸特性,電壓比較器Ⅰ和Ⅱ的輸出電壓均為低電平;因而RS觸發器的 ,輸出Q=0, ;
★使開關S斷開,電流源IS1對電容充電,充電電流為
IS1=I
因充電電流是恆流,所以,電容上電壓uC隨時間的增長而線性上升。
★當上升為VCC/3時,電壓比較器Ⅱ輸出為高電平,此時RS觸發器的 ,S=0時,Q和 保持原狀態不變。
★一直到上升到2VCC/3時,使電壓比較器Ⅰ的輸出電壓躍變為高電平,此時RS觸發器的 時,Q=1時, ,導致開關S閉合,電容C開始放電,放電電流為IS2-IS1=I因放電電流是恆流,所以,電容上電壓uC隨時間的增長而線性下降。
起初,uC的下降雖然使RS觸發的S端從高電平躍變為低電平,但 ,其輸出不變。
★一直到uC下降到VCC/3時,使電壓比較器Ⅱ的輸出電壓躍變為低電平,此時 ,Q=0, ,使得開關S斷開,電容C又開始充電,重復上述過程,周而復始,電路產生了自激振盪。
由於充電電流與放電電流數值相等,因而電容上電壓為三角波,Q和 為方波,經緩沖放大器輸出。三角波電壓通過三角波變正弦波電路輸出正弦波電壓。
結論:改變電容充放電電流,可以輸出占空比可調的矩形波和鋸齒波。但是,當輸出不是方波時,輸出也得不到正弦波了。
3.4、方案電路工作原理(見圖1-7)
當外接電容C可由兩個恆流源充電和放電,電壓比較器Ⅰ、Ⅱ的閥值分別為總電源電壓(指+Vcc、-VEE)的2/3和1/3。恆流源I2和I1的大小可通過外接電阻調節,但必須I2>I1。當觸發器的輸出為低電平時,恆流源I2斷開,恆流源I1給C充電,它的兩端電壓UC隨時間線性上升,當達到電源電壓的確2/3時,電壓比較器I的輸出電壓發生跳變,使觸發器輸出由低電平變為高電平,恆流源I2接通,由於I2>I1(設 I2=2I1),I2將加到C上進行反充電,相當於C由一個凈電流I放電,C兩端的電壓UC又轉為直線下降。當它下降到電源電壓的1/3時,電壓比較器Ⅱ輸出電壓便發生跳變,使觸發器輸出為方波,經反相緩沖器由引腳9輸出方波信號。C上的電壓UC,上升與下降時間相等(呈三角形),經電壓跟隨器從引腳3輸出三角波信號。將三角波變為正弦波是經過一個非線性網路(正弦波變換器)而得以實現,在這個非線性網路中,當三角波的兩端變為平滑的正弦波,從2腳輸出。
其中K1為輸出頻段選擇波段開關,K2為輸出信號選擇開關,電位器W1為輸出頻率細調電位器,電位器W2調節方波占空比,電位器W3、W4調節正弦波的非線性失真。

圖1-1

3.5、兩個電壓比較器的電壓傳輸特性如圖1-4所示。

圖1-4
3.6、常用接法
如圖(1-2)所示為ICL8038的引腳圖,其中引腳8為頻率調節(簡稱為調頻)電壓輸入端,電路的振盪頻率與調頻電壓成正比。引腳7輸出調頻偏置電壓,數值是引腳7與電源+VCC之差,它可作為引腳8的輸入電壓。
如圖(1-5)所示為ICL8038最常見的兩種基本接法,矩形波輸出端為集電極開路形式,需外接電阻RL至+VCC。在圖(a)所示電路中,RA和RB可分別獨立調整。在圖(b)所示電路中,通過改變電位器RW滑動的位置來調整RA和RB的數值。

圖1-5
當RA=RB時,各輸出端的波形如下圖(a)所示,矩形波的占空比為50%,因而為方波。當RA≠RB時,矩形波不再是方波,引腳2輸出也就不再是正弦波了,圖(b)所示為矩形波占空比是15%時各輸出端的波形圖。根據ICL8038內部電路和外接電阻可以推導出占空比的表達式為

故RA<2RB。
為了進一步減小正弦波的失真度,可採用如圖(1-6)所示電路,電阻20K與電位器RW2用來確定8腳的直流電壓V8,通常取V8≥2/3Vcc。V8越高,Ia、Ib越小,輸出頻率越低,反之亦然。RW2可調節的頻率范圍為20HZ20~KHZ。V8還可以由7腳提供固定電位,此時輸出頻率f0僅有Ra、Rb及10腳電容決定,Vcc採用雙對電源供電時,輸出波形的直流電平為零,採用單對電源供電時,輸出波形的直流電平為Vcc/2。兩個100kΩ的電位器和兩個10kΩ電阻所組成的電路,調整它們可使正弦波失真度減小到0.5%。在RA和RB不變的情況下,調整RW2可使電路振盪頻率最大值與最小值之比達到100:1。在引腳8與引腳6之間直接加輸入電壓調節振盪頻率,最高頻率與最低頻率之差可達1000:1。
3.7、實際線路分析
可在輸出增加一塊LF35雙運放,作為波形放大與阻抗變換,根據所選擇的電路元器件值,本電路的輸出頻率范圍約10HZ~20KHZ;幅度調節范圍:正弦波為0~12V,三角波為0~20V,方波為0~24V。若要得到更高的頻率,還可改變三檔電容的值。

圖1-6
表 1-1 ISL8038管腳功能
管 腳 符 號 功 能
1,12 SINADJ1,SINADJ2 正弦波波形調整端。通常SINADJ1開路或接直流電壓,
SINADJ2接電阻REXT到V-,用以改善正弦波波形和減小失真。
2 SINOUT 正弦波輸出
3 TRIOUT 三角波輸出
4,5 DFADJ1,DFADJ2 輸出信號重復頻率和占空比(或波形不對稱度)調節端。通常DFADJ1端接電阻RA到V+,DFADJ2端接RB到V+,改變阻值可調節頻率和占空比。
6 V+ 正電源
7 FMBIAS 調頻工作的直流偏置電壓
8 FMIN 調頻電壓輸入端
9 SQOUT 方波輸出
10 C 外接電容到V-端,用以調節輸出信號的頻率與占空比
11 V- 負電源端或地
13,14 NC 空腳
四、製作印刷電路板
首先,按圖製作印刷電路板,注意不能有斷線和短接,然後,對照原理圖和印刷電路板的元件而進行元件的焊接。可根據自己的習慣並遵循合理的原則,將面板上的元器件安排好,盡量使連接線長度減少,變壓器遠離輸出端。再通電源進行調試,調整分立元件振盪電路放大元件的工作點,使之處於放大狀態,並滿足振幅起振條件。仔細檢查反饋條件,使之滿足正反饋條件,從而滿足相位起振條件。
製作完成後,應對整機進行調試。先測量電源支流電壓,確保無誤後,插上集成快,裝好連接線。可以用示波器觀察波形發出的相應變化,幅度的大小和頻率可以通過示波器讀出 。
五、系統測試及誤差分析
5.1、測試儀器
雙蹤示波器 YB4325(20MHz)、萬用表。
5.2、測試數據
基本波形的頻率測量結果
頻率/KHz
正弦波 預置 0.01 0.02 2 20 50 100
實測 0.0095 0.0196 2.0003 20.0038 50.00096 100.193
方波 預置 0.01 0.02 2 20 50
實測 0.095 0.0197 1.0002 2.0004 20.0038
三角波 預置 0.01 0.02 1 2 20 100
實測 0.0095 0.0196 1.0002 2.0004 20.0038 100.0191
5.3、誤差分析及改善措施
正弦波失真。調節R100K電位器RW4,可以將正弦波的失真減小到1%,若要求獲得接近0.5%失真度的正弦波時,在6腳和11腳之間接兩個100K電位器就可以了。
輸出方波不對稱,改變RW3阻值來調節頻率與占空比,可獲得占空比為50%的方波,電位器RW3與外接電容C一起決定了輸出波形的頻率,調節RW3可使波形對稱。
沒有振盪。是10腳與11腳短接了,斷開就可以了
產生波形失真,有可能是電容管腳太長引起信號干擾,把管腳剪短就可以解決此問題。也有可能是因為2030功率太大發熱導致波形失真,加裝上散熱片就可以了。
5.4、調試結果分析
輸出正弦波不失真頻率。由於後級運放上升速率的限制,高頻正弦波(f>70KHz)產生失真。輸出可實現0.2V步進,峰-峰值擴展至0~26V。

圖1-2

圖 1−7
六、結論
通過本篇論文的設計,使我們對ICL8038的工作原理有了本質的理解,掌握了ICL8038的引腳功能、工作波形等內部構造及其工作原理。利用ICL8038製作出來的函數發生器具有線路簡單,調試方便,功能完備。可輸出正弦波、方波、三角波,輸出波形穩定清晰,信號質量好,精度高。系統輸出頻率范圍較寬且經濟實用。
七、參考文獻
【1】謝自美《電子線路設計.實驗.測試(第三版)》武漢:華中科技大學出版社。2000年7月
【2】楊幫文《新型集成器件家用電路》北京:電子工業出版社,2002.8
【3】第二屆全國大學生電子設計競賽組委會。全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編。北京:北京理工大學出版社,1997.
【4】李炎清《畢業論文寫作與範例》廈門:廈門大學出版社。2006.10
【5】潭博學、苗江靜《集成電路原理及應用》北京:電子工業出版社。2003.9
【6】陳梓城《家用電子電路設計與調試》北京:中國電力出版社。2006

8. ICL8038的用途

ICL8038是高精度波形產生器/壓控振盪器。
壓控振盪器常被用在:
1、訊號產生器。
2、電子音樂中用來製造變調。
3、鎖相迴路。
4、通訊設備中的頻率合成器。

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