基于ICL8038的正弦波、方波和三角波发生器protues仿真设计方案

冬至子 2023-08-22 2228

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描述

一、设计任务与要求

设计、组装、调试信号发生器电路，使它能输出正弦波、方波和三角波（可采用集成芯片ICL8083）；其频率在20HZ-20KHZ范围内连续可调；

输出正弦波：方波，三角波，正弦波

二、原理电路设计

（1）设计方案

方案的结构框图如下图2.1所示。

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图2.1 由8038构成的函数发生器电路组成框图

ICL8038主要特点：

1）具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm/℃。

2）正弦波输出具有低于1%的失真度。

3）三角波输出具有0.1%高线性度。

4）具有0.001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽。

5）占空比2%～98%之间任意可调。

6）高的电平输出范围；从TTL电平至28V。

7）具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出。

8）易于使用，只需要很少的外部条件。

方案中，利用单片集成函数信号发生器ICL8038、集成振荡器、电位器等外围电路灵活的组成，使通过电源来产生正弦波、方波、三角波等波形电路。

（2）单元电路设计

1、ICL8038的管脚功能

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图2.2 ICL8038管脚功能图

脚1、12 ：正弦波失真度调节；

脚2：正弦波输出；

脚3：三角波输出；

脚4、5：方波的占空比调节、正弦波和三角波的对称调节；

脚6：正电源±10V～±18V；

脚7：内部频率调节偏置电压输；

脚8：外部扫描频率电压输入；

脚9：方波输出，为开路结构；

脚10：外接振荡电容；

脚11：负电原或地；

脚13、14：空脚。

2 、ICL8038的性能特点

（1）具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；

（2）正弦波输出具有低于1％的失真度；

（3）三角波输出具有0．1％高线性度；

（4）具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽；

（5）2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围；

（6）从TTL电平至28V；

（7）具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；

（8）易于使用，只需要很少的外部条件。

3、ICL8038内部结构

ICL8038是单片集成函数发生器，其内部原理电路框图如图3.2。在图3.2中，ICL8038由恒流源I1、I2，电压比较器C1、C2和触发器等组成。电压比较器C1、C2的门限电压分别为2VR/3和VR/(VR=VCC+VEE)，电流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，且I2必须大于I1。

当触发器的Q端输出为低电平时，它控制开关S使电流源I2断开。而电流源I1则向外接电容C充电，使电容两端电压VC随时间线性上升，当VC上升到VC=2VR/3时，比较器C1输出发生跳变，使触发器输出端Q由低电平变为高电平，控制开关S使电流源I2接通。由于I2>I1，因此电容C放电，vc随时间线性下降。

当vc下降到vc≤VR/3时，比较器C2输出发生跳变，使触发器输出端Q又由高电平变为低电平，I2再次断开，I1再次向C充电，vc又随时间线性上升。

如此周而复始，产生振荡，若I2=2I1，vc上升时间与下降时间相等，就产生三角波输出到脚3，而触发器输出的方波经缓冲器输出到脚9，三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚2输出。

因此，ICL8038能输出方波、三角波和正弦波等三种不同的波形。

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