基于icl8038的信号发生器的设计

武汉理工大学《专业课程设计（一）》课程设计说明书

目录

1 技术指标 (1)

2 设计方案及其比较 (1)

2.1 方案一 (1)

2.2 方案二 (2)

2.3 方案三 (2)

2.4 方案比较 (2)

3 实现方案 (3)

3.1 ICL8038简介： (3)

3.2系统框图 (3)

3.3相关元件参数计算公式 (4)

3.4 元件清单 (5)

3.5电路图如下所示： (5)

3.6实物图如下所示： (6)

4 调试过程及其结论 (6)

4.1方波的产生 (6)

4.2正弦波的产生 (7)

4.3 三角波的产生 (7)

4.4 结论 (7)

5 心得体会 (8)

6.参考文献 (8)

7 附录 (9)

基于ICL8038的信号发生器的设计

1 技术指标

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；其频率在

20-20kHz范围内可调；输出电压：方波U

p-p ≤4V，三角波U

p-p

=6V，正弦波U

p-p

=1V。

2设计方案及其比较

2.1 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。其电路图如下：

图2-1直接频率合成器

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2.2 方案二

采用5g8038芯片，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0.001Hz～300KHz。

2.3 方案三

采用icl8038芯片，icl8038是一个能够输出三种波形的精密型集成电路，只需要调整外部的相关电容，电阻值就可以产生方波，三角波，正弦波低失真的脉冲信号。在外界温度变化时产生低的频率漂移，工作变化周期宽，占空比可调，具有较高的电平输出范围，容易使用的特点。具有电源电压范围宽，稳定度高，精度高等特点。只需调节外部阻容值达到改变振荡频率的目的。其电路图如下：

图2-2 ICL8038仿真电路

2.4 方案比较

经过查看相关资料并与小组讨论后，决定选着三种方案。这个方案的调幅，调频和失真，比第一种方案要好得多，其灵敏度也要好。与第二种方案相差不大，但是由于条件有限，没有5g8038的芯片。ICL8038是属于高度集成的芯片，相对来说更加容易出功能。这个方案相对容易点，对于我们第一次做可能设计的成功性也有很重要的意义。

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3 实现方案

3.1 ICL8038简介：

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+10~30V；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0.001Hz~~300kHz。

3)输出波形的失真小。正弦失真度＜

5%，三角的失真度为0.1%。

4)矩形波占空比调节范围很宽（1%~99%），可获得窄脉冲、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1KΩ。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200Ω.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。

7)其芯片结构图如下：

图3-1 ICL8038芯片

3.2系统框图

图3-2 系统框图

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4 3.3相关元件参数计算公式

图3-3 参数计算电路

T =T 1+T 2 (1) 其中T 1为电容充电时间，T 2为电容放电时间

三角函数信号在电容充电时，电容电压上升到比较器规定输入电压的1／3 倍，分得的时间为

T 1=CV I =13×V CC ×R A 15

×V CC =53×R A ×C (3) 在电容放电时，电压降到比较器输入电压的1／3 时，分得的时间为

T 2=CV I =C +13V CC

25V CC ×R B −V CC 5R A

(4)

3.4 元件清单

Icl8038芯片一个，晶体三极管3DG12(9013)一个，可调电阻（100K两个，10k一个，1k一个），电阻（20k一个，10k两个，6.8k一个，4.7k三个，1k一个），电容（200uf 一个，0.1uf两个，0.01uf一个，1000pf一个）

3.5电路图如下所示：

图3-4 仿真电路

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3.6实物图如下所示：

图

3-5 实物电路

4 调试过程及其结论

4.1方波的产生

将直流源接到产生方波的线路上面，调节对应的滑动电阻器，使其产生方波，其结果如下图所示：

图4-1 方波波形

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4.2正弦波的产生

将直流源连接到能够产生正弦波的电路上面并调节滑动变阻器使其稳定，其结果去下图所示：

图4-2 正弦波波形

4.3 三角波的产生

将直流源连接到三角波产生的电路上面并调节滑动变阻器，产生的结果如下图所示：

图4-3 三角波波形

4.4 结论

Icl8038能够产生稳定的低失真的正弦波，方波，三角波。

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