ICL8038构成的函数信号发生器
icl8038信号发生器原理说明
集成函数发生器8038芯片内部电路的验证与分析
集成函数发生器8038芯片内部电路的验证与分析
0 引言
函数信号发生器ICL8038是一种大规模集成电路，能产生精度较高的正弦波、方波、矩形波，锯齿波等多种信号。在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，如：通信、广播、电视系统需要射频(高频)发射；工业、农业、生物医学等领域需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器，而这些应用对输出波形的频率和占空比都需要进行调节，同时，在载波发射中，对电平的翻转速度也有更高的要求。为此，本文对ICL8038的内部芯片电路进行了详细分析，通过OrCAD软件对电路进行了仿真验证，通过搭建电路，对其中触发器电路进行了实验分析，并提出了减小波形传输时间的方法。实验结果表明，在触发器模块电路中，采用抗饱和晶体管可提高电平的翻转速度。
3 ICL8038内部电路模拟及分析 本文将借助OrCAD 9．2对Intersil公司生产的ICL8038的内部电路进行深入模拟和分析。首先将把整体电路分解成具有独立功能的几个部分，进而分析每一部分的工作原理和主要功能，然后得出各部分电路之间的联系，借助OrCAD模块化建模方式，将各部分电路组合联系起来，仿真分析出整个电路所具有的功能和性能特点。由于ICL8038内部电路比较复杂，在分析仿真时，把整个电路分解成了5个功能相对独立的部分，并在OrCAD 9．2中采取模块化搭建电路。其中包含恒流源模块(CURSOURCES)、电压比较器模块(COMPARATOR)、触发器模块(FLIP-FLOP)、缓冲器模块(BUFFER)、正弦变换器模块(SINE)。本文针对ICL8038在射频载波应用中如何减小波形传输时间、提高输出波形频率的关键问题，对触发器模块进行了详尽分析和研究。
根据ICL8038的信号发生器的设计
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 (3)2.3方案比较 (4)3实现方案 (5)4调试过程及结论 (6)5心得体会 (16)6参考文献 (17)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Up-p≤4V，三角波Up-p=6V，正弦波Up-p=1V。
2设计方案及其比较2.1方案一分采用立器件实现电路组成，主要部件有电压迟滞比较器、积分运算电路、uA741运算放大器、选择开关、电位器和一些电容、电阻、二极管组成。
该方案有三级单元电路组成的，第一级单元可以产生方波，第二级可以产生三角波，第三级可以产生频率可变的正弦波，产生频率可变的正弦波比产生频率可变的方波更困难，第三级电路能将正向和负向的三角波转换成正弦波。
电路原理图如图1所示：图1 电路原理图工作原理：通过迟滞比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，正弦波产生电路实际上是一个增益与输出电压幅度成反比例变化的放大器。
两个10k欧的电位器RP4和RP5设定了输出电压过零点附近的斜率。
当输出电压增加时，RP4应调整到二极管VD3～VD6开始正偏。
为了得到正弦波平滑变化的顶部，电位器RP3应细心调节，并仔细选配二极管VD1和VD2.用双踪示波器来观察输入和输出，仔细调节RP3、RP4和RP5，可使正弦波调节到最佳状态。
计算公式：(1)当U1与U2分开时，U1、R1、R2、R3、RP1组成电压比较器，运放U2与R4、RP2、C1与R5组成方向积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出电压Uo2为：214211()O O dt U UC R RP -=+⎰当Uo1=+Vcc=+12V 时tC RP R V t C RP R V U CC CC O 1241242)()()(+-=++-=当Uo1=-V EE =-12V 时tC RP R V t C RP R V U CCEE O 1241242)()()(+=+--=（2）若比较器与积分器首尾相连，形成闭环回路，则自动产生方波三角波。
集成函数发生器ICL8038相关资料
集成函数发生器8038简介1．8038的工作原理由手册和有关资料可看出，8038由恒流源I1、I2，电压比较器C1、C2和触发器①等组成。
其内部原理电路框图和外部引脚排列分别如图XX_01和图XX_02所示。
图XX_011. 正弦波线性调节；2. 正弦波输出；3. 三角波输出；4. 恒流源调节；5. 恒流源调节；6. 正电源；7. 调频偏置电压；8. 调频控制输入端；9. 方波输出（集电极开路输出）； 10. 外接电容；11. 负电源或接地；12.正弦波线性调节；13、14. 空脚图XX_02 8038管脚图（顶视图）在图XX_01中，电压比较器C1、C2的门限电压分别为2V R/3和V R/3（其中V R=V CC+V EE），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v C随时间线性上升，当v C上升到v C=2V R/3 时，比较器C1输出发生跳变，使触发器输出Q端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，v C随时间线性下降。
当v C下降到v C≤V R/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，v C又随时间线性上升。
如此周而复始，产生振荡。
若I2=2I1，v C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。
当I1<I2<2I1时，v C的上升时间与下降时间不相等，管脚3输出锯齿波。
因此，8038能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波等四种不同的波形。
①有关触发器的工作原理见数字部分。
图9.5.1中的触发器，当R端为高电平、S端为低电平时，Q端输出低电平；反之，则Q端为高电平。
ICL8038波形信号发生器
湖南工业大学波形信号发生器姓名唐小军赵俊达许涛2011年3月25日波形信号发生器设计报告摘要：本设计采用ICL8038为波形信号的发生器，用STC89C52单片机为控制芯片，通过AD8032来控制频率和幅度，并且利用模拟开关CD4051来切换方波，正弦波和三角波。
关键词：ICL8038 52单片机 DAC0832 模拟开关CD4051方案比较：经过我们认真搜索资料，发现我们对波形发生器最为熟悉，这个可以联系到我们学过的模电、数电、单片机、等重要知识，做起来比较得心应手，我们决定做波形发生器。
流程图波形信号发生部分采用ICL8038信号发生器来产生方波，正弦波和三角波。
当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波，其频率范围从 1Hz 到几百 kHz，频率的大小与外接相应电阻和电容有关，目前广泛应用于仪器仪表之中。
单片集成函数发生器ICL8038函数发生器的原理框图及管脚排列图分别见图 1和图2.ICL8038 是一款性能优良的集成函数发生器，即可用单电源供电，也可双电源供电。
单电源供电时，将引脚 11 接地，6 脚接+VCC，其值为 10～30V：可双电源供电时，引脚 11接-V EE，引脚 6 接+VCC，它们的值为±5～±15V。
频率的可调范围为 0.001Hz～300 kHz。
输出矩形波的占空比可调范围为 2%～98%，上升时间为 180ns，下降时间为 40 ns，输出三角波的非线性小于 0.05%，输出正弦波的失真小于 1%。
在图1中，缓冲电路Ⅰ是电压跟随器，缓冲电路Ⅱ是反相器，用于隔离波形发生电路和负载，以提高负载能力；电压比较器Ⅰ和电压比较器Ⅱ的阀值电压分别为 2/3 V CC 和 1/3VCC，它们的输入电压为电容 C 两端的电压 uc，它们的输出电压分别控制 RS 触发器的置位端和复位端；为得到在比较宽的频率范围内由三角波到正弦波的转换，内设一个由电阻与晶体管组成的折线近似转换网络（正弦波变换器）以得到低失真的正弦信号输出;RS 触发器状态输出端用来控制电子模拟开关 S，以实现对电容的充放电功能；电流源电流 IS1与IS2的1. ILC8038 图1.ICL8038函数发生器原理框图大小可通过外接电阻调节，但 IS2 必须大于等于 IS1，若 IS2= IS1，则触发器的输出为方波，经缓冲电路 2 输出到管脚 9；在IS2= 2IS1 的条件下， Uc 上升与下降的时间相等，其电压输出为三角波，经缓冲电路Ⅰ输出到管脚 2，并通过三角波变正弦波的变换电路从管脚 3 输出正弦波，当 IS1﹤IS2﹤2IS1 时，UC 上升与下降的时间不相等，管脚 2 输出锯齿波，管脚 9 输出矩形波。
2007级函数信号发生器ICL8038
陕西国防学院电子工程系毕业论文摘要本系统以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0.001Hz～30KHz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。
函数信号发生器根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，其电路中使用的器件可以是分离器件，也可以是集成器件，产生方波、正弦波、三角波的方案有多种，如先产生正弦波，根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系，再通过整形电路将正弦波转化为方波，经过积分电路后将其变为三角波。
也可以先产生三角波-方波，再将三角波或方波转化为正弦波。
随着电子技术的快速发展，新材料新器件层出不穷，开发新款式函数信号发生器，器件的可选择性大幅增加，例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波、方波、三角波的主芯片。
所以，可选择的方案多种多样，技术上是可行的。
关键词： ICL8038，波形，原理图，常用接法1陕西国防学院电子工程系毕业论文目录摘要 (1)目录 (2)第一章项目任务 (3)1.1 项目建 (3)1.2 项目可行性研究 (3)第二章方案选择 (4)2.1 [方案一] (4)2.2 [方案二] (4)第三章基本原理 (5)3.1函数发生器的组成 (6)3.2 方波发生器 (6)3.3 三角波发生器 (7)3.4 正弦波发生器 (9)第四章稳压电源 (10)4.1 直流稳压电源设计思路 (10)4.2 直流稳压电源原理 (11)4.3设计方法简介 (12)第五章振荡电路 (15)5.1 RC振荡器的设计 (15)第六章功率放大器 (17)6.1 OTL 功率放大器 (17)第七章系统工作原理与分析 (19)7.1 ICL8038芯片简介 (19)7.2 ICL8038的应用 (19)7.3 ICL8038原理简介 (19)7.4 电路分析 (20)7.5工作原理 (20)7.6 正弦函数信号的失真度调节 (23)7.7 ICL8038的典型应用 (24)致谢 (25)心得体会 (26)参考文献 (27)附录1 (28)附录2 (29)附录3 (30)2陕西国防学院电子工程系毕业论文第一章项目任务1.1 项目建议函数信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，它产生的锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。
电设ICL8038
函数信号发生器的设计摘要函数信号发生器亦称为波形发生器，是一种能够产生多种波形，如三角波、锯齿波，方波，正弦波等波形电路。
本次设计是以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，该芯片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0.001HZ~30KHZ的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
通过振荡电路产生正弦波，然后通过变化电路产生其他波形，再通过功率放大电路达到所需的波形。
输出的频率和占空比还可以由电流和电阻控制。
关键字：ICL8038 信号发生器方波三角波正弦波Function signal generator design AbstractFunction signal generator also called waveform generator, is a kind of can producevarious waveform, such as triangle wave, sawtooth wave, such as pulse waveform circuit,sine wave. This design is the core component integrated blocks ICL8038, making for afunction signal generator. This chip is one kind has the various waveform output precisionoscillation integrated circuits, need only individual external components can produce the30KHZ~from 0.001 low distortion sinusoidal, triangle wave, rectangle wave etc pulsesignal. Through the oscillating circuit produce sine wave, then through other waveform,produce change circuit through power amplifier circuit again already achieve desired waveform. The output waveform of frequency and occupies emptiescompared to still cancontrol by current or resistance.Key word:ICL8038 function signal generator rectangle wavetriangle wave sine wave目录1.课题方案的设计与选择------------------------------------41.1 方案一---------------------------------------------------------------------------------41.2 方案二---------------------------------------------------------------------------------41.3 方案三---------------------------------------------------------------------------------------------52.电路的设计过程和分析-----------------------------------------6 2.1 ICL8038概述------------------------------------------------------------------------------------6 2.2 ICL8038特点--------------------------------------------------------------------------72.3 ICL8038芯片封装与引脚功能—————————————————-72.4 ICL8038内部结构与工作原理————————————————---93.ICL8038应用电路及元器件的选择计算----------------------114.proteus仿真验证--------------------------------------------------------------------------------135.制作与调试---------------------------------------------156.心得体会-----------------------------------------------167.参考文献-----------------------------------------------168.附录---------------------------------------------------171.课题方案的设计与选择1.1方案一采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波-三角波-正弦波函数信号发生器。
ICL8038构成的函数信号发生器
ICL8038构成的函数发生器本次课题选择的是函数发生器，主要是由集成电路ICL8038和少数外部元件构成。
理论上可以实现50Hz-5KHz的正弦波信号、三角波信号、方波信号的输出，方波信号可以实现占空比在百分之50左右调整。
函数信号发生器所需元件：电阻：R1、R2、R3=10KΩ R4=200Ω R5、R6、R7、R8=33KΩ集成电路：ICL8038（紧密波形产生与压控振荡器）电位器：RP1=2KΩ可调电阻：RP2=20KΩ RP3=100KΩ发光二极管：LED拨动开关：S电容：C1=100uF C2、C3=0.1uF C4=10nF C5=1nFICL8038的特点：1低温度—频率漂移（250ppm/℃）2、低失真度（ 1%正弦波输出）3、高线性度（ 0.1 % 三角波输出）4、宽具频率输出范围（ 0．001Hz～300kHz）5、可变占空比（2％～98％）6、宽电平输出，从TTL至28V7、同时输出正弦波、三角波和方波；8、易于使用，只需要很少的外部元件。
ICL8038的引脚功能图：ICL8038内部框图：如左图所示，振荡电容C由外部接入。
由两个恒流源对外接电容C进行充电和放电，恒流源2的工作状态由触发器控制，同时恒流源1始终打开。
假设，触发器使得恒流源2关闭，电容C由恒流源1充电，电容器C两端电压随时间线性上升。
当这个电压达到比较器1的输入电输入电压规定值的2/3时，比较器1状态改变，使触发器翻转改变状态，使模拟开关合上。
恒流源2的工作电流值为2I，是恒流源1的两倍，电容处于放电状态，电容两端电压随时间线性下降。
当这个电压下降到比较器2的输入电压规定值的1/3倍时，比较器2状态改变，使触发器又翻转回到原来的状态，并且在重新开始下一个循环。
在以上基于ICL8038构成的函数发生器电路中很容易获得4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，则在电容器充放电时，电容电压就是三角波函数，三角波信号由此获得。
采用MAX038制作的函数信号发生器
采用MAX038制作的函数信号发生器目前广泛应用的函数发生器芯片是ICL8038(国产5G8038)，他的主要技术指标是最高振荡频率仅为100 kHz，而且三种输出波形从不同的引脚输出，使用很不方便。
MAX038是ICL8038的升级产品，他的最高振荡频率可达40 MHz，而且由于在芯片内采用了多路选择器，使得三种输出波形可通过编程从同一个引脚输出，输出波形的切换时间可在0.3μs内完成，使用更加方便。
MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，他能产生准确的高频正弦波、三角波、方波。
输出频率和占空比可以通过调整电流、电压或电阻来分别地控制。
所需的输出波形可由在A0和A1输入端设置适当的代码来选择。
其性能特点如下：(1) 0.1 Hz～20 MHz工作频率范围；(2) 15％～85％可变的占空比；(3) 低阻抗输出缓冲器：0.1；(4) 低失真正弦波：0.75％；(5) 低温度漂移：200 ppm／℃。
REF：2.50 V带隙基准电压输出端；6，9，11，18：GND地；A0：波形选择输入端，TTL／CMOS兼容；A1：波形选择输人端，TTL／CMOS兼容；COSC：外部电容连接端；DADJ：占空比调整输入端；FADJ：频率调整输入端；IIN：用于频率控制的电流输入端；PDO：相位检波器输出端。
如果不用相位检波器则接地；PDI：相位检波器基准时钟输入端。
如果不用相位检波器则接地；SYNC：TTL／CMOS兼容的同步输出端，可由DGND至DV+间的电压作为基准。
可以用一个外部信号来同步内部的振荡器。
如果不用则开路；DGND：数字地。
让他开路使SYNC无效，或是SYNC不用；DV+：数字+5 V电源。
如果SYNC不用则让他开路；V+：+5 V电源；OUT：正弦波、方波或三角波输出端；V-：-5 V电源。
1 MAX038的性能简介各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
ICL8038函数信号发生器
ICL8038函数信号发生器ICL8038函数信号发生器一、电路图2、工作原理此电路是利用专用集成电路ICL8038做为信号源，ICL8038引脚的功能：(1、12脚)正弦波波形调整端；(2脚)正弦波输出；(3脚)三角波输出；（4、5脚）频率和占空比调整；（6脚）V+，正电源；(7脚)频偏；（8脚）频率调整输入端；（9脚）方波输出端，该引脚为一个集电极开路的输出端。
工作时应接一个上拉电阻到正电源端。
若需要兼容TTL的方波，则上拉电阻需要接+5V电源；（10脚）定时电容端；（11脚）V-，负电源端或接地，使用正负双电源时，11脚接负电源，输出波形相对于0V对称，使用单一正电源，11脚接地，输出波形是单极性，平均电压是V+/2；（13、14脚）空脚。
ICL8038函数信号发生器设计的频率范围是10KHz-450KHz，分5个频段，用跳线J2来切换，RP1是频率调节，RP2是方波占空比调节，RP3是方波线性调节，RP4是正弦波失真度调节，RP5是输出幅度调节，电路可以采用12-24V单电源供电，由J1输入。
J4是波形输出端，其中1脚输出带直流电压分量，2脚输出纯波形，输出波形的类别可以用跳线J3来切换。
三、调试说明：按照元件清单表清点元件，电路中集成电路，二极管，三极管，电解电容均为有极性元件，注意不能装反方向，所有元件应紧贴电路板安装。
各个可调电阻调节时相互有影响，选择好适当的频段反复仔细调节，频率低于50Hz和高于200KHz时波形调节难度较大。
四、安装图如下【频率档位】近似值10Hz - 450Hz90Hz - 1.5KHz 940Hz – 15KHz6KHz – 120KHz 20KHz – 450KHz。
非常有用的ICL8038信号发生器设计文稿
word文档整理分享引言信号发生器是科研及工程实践中重要的仪器之一，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域系统设计及调试过程中，用不同频率的正弦波、三角波和方波常作为信号源，应用十分方便。
过去常由分立元件及集成运放构成振荡器，分立元件体积大、相对耗能高、故障频率也高。
随着集成电路的迅速发展，用集成电路可以很快、很方便的构成各种信号波形发生器。
用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有很大的提高。
信号发生器根据用途不同,有产生三种或多种波形的发生器,其电路中使用的器件可以是分离器件,也可以是集成器件,产生方波,正弦波,三角波的方案有多种,如先产生正弦波,根据周期性的非正弦波与正弦波所呈的某种确定的函数关系,再通过整形电路将正弦波转化为方波,经过积分电路后将其变为三角波。
也可以先产生三角波-方波,再将三角波或方波转化为正弦波。
随着电子技术的快速发展,新材料新器件层出不穷,器件的可选择性大幅增加,例如ICL8038就是一种技术上很成熟的可以产生正弦波,方波,三角波的主芯片。
ICL8038精密函数发生器是采用肖特基势垒二极管等先进工艺制成的单片集成电路芯片，电源电压范围宽、稳定度高、精度高、易于用等优点，外部只需接入很少的元件即可工作，可同时产生方波、三角波和正弦波，其函数波形的频率受内部或外电压控制，可被应用于压控振荡等波形发生电路。
一. 课题方案设计与选择（一）函数信号发生器的设计方案方案一：采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
此方案中函数发生器电路组成框图如图1.1所示。
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路，比较器输出的方波经积分器得到三角波，三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。
差分放大器具有工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等优点。
基于ICL8038的信号发生器的设计
基于ICL8038的信号发生器的设计基于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Up-p≤4V，三角波Up-p=6V，正弦波Up-p=1V。
2设计方案及其比较2.1方案一分采用立器件实现电路组成，主要部件有电压迟滞比较器、积分运算电路、uA741运算放大器、选择开关、电位器和一些电容、电阻、二极管组成。
该方案有三级单元电路组成的，第一级单元可以产生方波，第二级可以产生三角波，第三级可以产生频率可变的正弦波，产生频率可变的正弦波比产生频率可变的方波更困难，第三级电路能将正向和负向的三角波转换成正弦波。
电路原理图如图1所示：图1 电路原理图工作原理：通过迟滞比较器产生方波，再通过积分器产生三角波，正弦波产生电路实际上是一个增益与输出电压幅度成反比例变化的放大器。
两个10k欧的电位器RP4和RP5设定了输出电压过零点附近的斜率。
当输出电压增加时，RP4应调整到二极管VD3～VD6开始正偏。
为了得到正弦波平滑变化的顶部，电位器RP3应细心调节，并仔细选配二极管VD1和VD2.用双踪示波器来观察输入和输出，仔细调节RP3、RP4和RP5，可使正弦波调节到最佳状态。
计算公式：(1)当U1与U2分开时，U1、R1、R2、R3、RP1组成电压比较器，运放U2与R4、RP2、C1与R5组成方向积分器，其输入信号为方波Uo1，则积分器的输出电压Uo2为：214211()O O dt U UC R RP -=+⎰当Uo1=+Vcc=+12V 时tC RP R V t C RP R V U CC CC O 1241242)()()(+-=++-=当Uo1=-V EE =-12V 时t C RP R V t C RP R V U CCEE O 1241242)()()(+=+--= （2）若比较器与积分器首尾相连，形成闭环回路，则自动产生方波三角波。
基于某ICL8038的 函数信号发生器设计
实用标准文案南华大学电气工程学院《电子技术课程设计》任务书设计题目：基于 ICL8038 的信号发生器专 业：10 级电子 02 班学生姓名: 王超 学 号: 20104470245起迄日期: 2012 年 11 月 16 日——2013 年 1 月 1 日指导教师:朱卫华精彩文档实用标准文案《电子技术课程设计》任务书1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1.1 课程设计内容 题目：基于 ICL8038 的信号发生器 要求：（1） 输出波形 方波、三角波、正弦波等。
（2） 频率范围 输出频率范围一般可分为若干波段。
（3） 输出电压 输出电压一般指输出波形的峰—峰值。
（4） 波形特性正弦波：谐波失真度，一般要求小于 3％。
三角波：非线性失真度，一般要小于 2％。
方波：上升沿和下降沿时间。
1.2 课程设计要求 综合运用已学习过模拟电路和数字电路等知识，阅读相关集成电路芯片资料和相关文献，了解电子电路设计的有关知识，方法和特点，掌握基本的电子电路设计和芯片使 用方法。
2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文 字不得少于 3500 字。
要求图纸布局合理，符合工程要求，使用 Protel 软件绘出原理图 （SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。
精彩文档3．主要参考文献：实用标准文案参考文献【1】康华光，电子技术基础模拟部分（第五版）[M]，高等教育出版社，2005； 【2】康光华，电子技术基础数字部分（第五版）[M]，高等教育出版社，2005； 【3】黄智伟．全国大学生电子设计竞赛技能训练[M]．北京：北京航空航天大学出版 社，2011；精彩文档实用标准文案基于 ICL8038 的信号发生器设计1 整体设计思想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，使通过电源来产生产生正弦波、方波、三角波等波形电路。
基于ICL8038函数信号发生器的设计(1)
失真度可达 ０．５ 左右。其精度效果相当满意。为了进一步减小正弦波的失真
度， 可 采 用 图 ２ 所 示 电 路中 两 个 电位 器 ＲＷ３ 和 ＲＷ４ 所 组 成 的 电 路 ， 调 整 它
们可使正弦波失真度 减 小 。当然 ， 如 果 矩形 波 的 占空 比 不 是 ５０％ ， 矩 形 波不
再是方波， 引脚 ２ 输出也就不再是正弦波了。
正弦波
波形失真情况 三角波
方波
误差小于 ０．１ 无失真
无失真 无失真
误差小于 ０．５ 低部和顶部略有失真 无失真 占空比略变小
误差小于 １
低部和顶部略有失真 无失真 占空比略大于 １／３
４．软件流程图 图 ３ 为软件流程图。Ｔ０ 设为计数器，Ｔ１ 设为定时器（初值为 ５ｍｓ）。５ｍｓ 启 动主循环， 主要用于键盘扫描及扫描显示， 图 ２ 中 Ｋ０ 作为控制键， Ｋ１ 作为调 整键， Ｋ２ 作为增加键； 上电时程序进入频率设置模式， 按一下 Ｋ０ 键程序进入 数控模式， 按二下 Ｋ０ 键程序进入扫频模式， 按三下 Ｋ０ 键程 序 进 入 频 率 设 置 模式， 周而复始。在频率设置模式， 由 Ｋ１ 键和 Ｋ２ 键完成频率设置。
经实 验 发 现， 在 电 路 设计 中 接 １０ 脚和 １１ 脚 的 电容 值 和 性 能 是 整 个 电
路的关键器件， 电容值的确定也就确定电路能产生的频率范围， 电容性能的
好 坏 直 接影 响 信 号频 率 的 稳定 性 、波 形的 失 真 度 ， 由 于 该 芯 片 是 通 过 恒 流 源
对 Ｃ 充放电来产生振荡的， 故振荡频率的稳定性就受到外接电容及恒流源
１２ 电子制作 ２００８ 年第 ３ 期
图 ２ 电路原理图
ＨＡＮＤＳ ＯＮ ＰＲＯＪＥＣＴＳ
基于8038的函数信号发生器
电子技术综合设计设计论文题目(中文): 基于ICL8038 函数信号发生器的设计(英文): DESIGN OF FUNCTION SIGNALGENERATOR BASED ON ICL8038姓名熊勇军、沈卓、孙艳科学号49、10、19院（系）电子工程系专业、年级电子信息工程2007级指导教师陈爱武2009年12 月16 日目录绪论 (2)1 系统工作原理 (3)2系统硬件设计 (4)2.1系统硬件图 (4)2.2 ICL8030波形产生电路 (4)2.2.1 ICL8030介绍 (5)2.3 频率显示电路 (7)2.3.1 S TC89C52单片机 (7)2.3.2四位一体数码管 (9)2.3.3 S8550介绍 (9)2.4数控直流电源电路 (10)2.4.1 DAC0832介绍 (10)2.4.2 LM358介绍 (12)3系统软件设计 (13)3.1程序流程图 (13)4 系统参数设定和实验结果 (14)4.1 参数设定是实验依据 (14)4.2实验结果 (15)结论 (16)参考文献 (16)附录A: (17)附录B (19)附录C: (21)致谢 (22)基于ICL8038函数信号发生器的设计摘要本设计是以ICL8038和STC89C52为核心设计的数控及扫频函数信号发生器。
ICL8038作为函数信号源结合外围电路产生占空比和幅度可调的正弦波、方波、三角波；该函数信号发生器的频率可调范围1~100kHz，步进为0.1kHz，波形稳定，无明显失真。
【关键词】：数控；扫频；ICL8038波形发生器；STC89C52单片机DESIGN OF FUNCTION SIGNALGENERATOR BASED ON ICL8038AbstractThe design is based on the core design for the ICL8038 and STC89C51 NC and Sweep Function Generator. ICL8038 as a function of signal sources in combination with peripheral circuits generate the duty cycle and amplitude adjustable sine, square, triangle wave; the function signal generator with adjustable frequency range of 1 ~ 100kHz, step to 0.1kHz, waveform stability, no obvious distortion.【Key word】：NC; Sweep; ICL8038 waveform; generator STC89C51 Microcontroller绪论函数信号发生器是工业生产、产品开发、科学研究等领域必备的工具，它产生的锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。
基于ICL8038等构成的函数发生器电路
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日目录摘要 (3)一、电路设计 (3)1.1设计意义 (3)1.2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 (5)2.1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 (7)2.2电路与仿真技术 (7)（1）由ICL8038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 (9)3.1安装与调试 (9)3.2遇到的问题与解决 (10)四、心得总结 (11)➢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0.001Hz～30KHz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 circuits, 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 modulated 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。
基于ICL8038的函数信号发生器仿真报告
基于ICL8038的函数信号发生器仿真报告09工试2班麻辉凯一、ICL8038内部结构介绍图1 ICL8038内部电路方框图该芯片由三角波振荡电路、比较器1、比较器2、触发器、三角波—正弦波变换电路、恒流源CS1、CS2 等组成。
恒流源CS1、CS2主要用于对外接电容C 进行充电放电，可利用4、5脚外接电阻调整恒流源的电流，以改变电容C 的充放电时间常数, 从而改变10脚三角波的频率。
两个比较器分别被内部基准电压设定在2/3Vs 与1/3Vs。
使两个比较器必须在大于2/3Vs 或小于1/3Vs 的范围内翻转。
其输出同时控制触发器，使其一方面控制恒流源CS2 的通断, 另一方面输出方波经集电极开路缓冲器，由9 脚输出方脉冲，而10脚经缓冲器直接由3 脚输出三角波，另外还经三角波—正弦波变换电路由2 脚输出低失真正弦波.外接电容C 由两个恒流源充电和放电。
若S 断开，仅有电流I1 向C 充电，当C 上电压上升到比较器1 的门限电压2/3Vs 时，触发器输出Q = 1。
开关S 导通, CS2 把电流I2加到C上反充电，当I2〉 I1 时, 相当于C 由一个净电流I2— I1放电, 此时C 上电压逐渐下降, 当下降到比较器2的门限电压1/3Vs时, R·S触发器被复位，Q = 0, 于是S 断开CS2, 仅有CS1 对C充电，如此反复形成振荡， C上电压近似为三角波, 而触发器输出则为方波。
当两个电流源CS1、CS2 的电流分别设定为I、2I时, 电容C上的充电、放电时间相等, 则10脚三角波以及变换的正弦波就是对称的, 方波的占空比是50％。
若恒流源CS1、CS2的电流不满足上述关系，则3脚输出非对称的锯齿波， 2 脚输出非对称的正弦波, 9脚输出占空比为2％~ 98% 的脉冲波形。
另外改变恒流源I的大小，即可改变振荡信号的频率。
二、频率和占空比的计算图2 外部定时电阻的连接所有波形的对称性都可以通过调节外部定时电阻来调节。
ICL8038函数信号发生器
ICL8038函数信号发生器一、电路图2、工作原理此电路是利用专用集成电路ICL8038做为信号源，ICL8038引脚的功能：(1、12脚)正弦波波形调整端；(2脚)正弦波输出；(3脚)三角波输出；（4、5脚）频率和占空比调整；（6脚）V+，正电源；(7脚)频偏；（8脚）频率调整输入端；（9脚）方波输出端，该引脚为一个集电极开路的输出端。
工作时应接一个上拉电阻到正电源端。
若需要兼容TTL的方波，则上拉电阻需要接+5V电源；（10脚）定时电容端；（11脚）V-，负电源端或接地，使用正负双电源时，11脚接负电源，输出波形相对于0V对称，使用单一正电源，11脚接地，输出波形是单极性，平均电压是V+/2；（13、14脚）空脚。
ICL8038函数信号发生器设计的频率范围是10KHz-450KHz，分5个频段，用跳线J2来切换，RP1是频率调节，RP2是方波占空比调节，RP3是方波线性调节，RP4是正弦波失真度调节，RP5是输出幅度调节，电路可以采用12-24V单电源供电，由J1输入。
J4是波形输出端，其中1脚输出带直流电压分量，2脚输出纯波形，输出波形的类别可以用跳线J3来切换。
三、调试说明：按照元件清单表清点元件，电路中集成电路，二极管，三极管，电解电容均为有极性元件，注意不能装反方向，所有元件应紧贴电路板安装。
各个可调电阻调节时相互有影响，选择好适当的频段反复仔细调节，频率低于50Hz和高于200KHz时波形调节难度较大。
四、安装图如下【频率档位】近似值10Hz - 450Hz90Hz - 1.5KHz940Hz – 15KHz6KHz – 120KHz20KHz – 450KHz。
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ICL8038构成的函数发生器
本次课题选择的是函数发生器，主要是由集成电路ICL8038和少数外部元件构成。
理论上可以实现50Hz-5KHz的正弦波信号、三角波信号、方波信号的输出，方波信号可以实现占空比在百分之50左右调整。
函数信号发生器所需元件：
电阻：R1、R2、R3=10KΩ R4=200Ω R5、R6、R7、R8=33KΩ
集成电路：ICL8038（紧密波形产生与压控振荡器）
电位器：RP1=2KΩ
可调电阻：RP2=20KΩ RP3=100KΩ
发光二极管：LED
拨动开关：S
电容：C1=100uF C2、C3=0.1uF C4=10nF C5=1nF
ICL8038的特点：
1低温度—频率漂移（250ppm/℃）
2、低失真度（ 1%正弦波输出）
3、高线性度（ 0.1 % 三角波输出）
4、宽具频率输出范围（ 0．001Hz～300kHz）
5、可变占空比（2％～98％）
6、宽电平输出，从TTL至28V
7、同时输出正弦波、三角波和方波；
8、易于使用，只需要很少的外部元件。
ICL8038的引脚功能图：
ICL8038内部框图：
如左图所示，振荡电容C由外部接入。
由两个恒流源对外接电容C进行充电和放电，恒流源2的工作状态由触发器控制，同时恒流源1始终打开。
假设，触发器使得恒流源2关闭，电容C由恒流源1充电，电容器C两端电压随时间线性上升。
当这个电压达到比较器1的输入电输入电压规定值的2/3时，比较器1状态改变，使触发器翻转改变状态，使模拟开关合上。
恒流源2的工作电流值为2I，是恒流源1的两倍，电容处于放电状态，电容两端电压随时间线性下降。
当这个电压下降到比较器2的输入电压规定值的1/3倍时，比较器2状态改变，使触发器又翻转回到原来的状态，并且在重新开始下一个循环。
在以上基于ICL8038构成的函数发生器电路中很容易获得4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，则在电容器充放电时，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。
正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。
利用二极管的非线性特性，可以将三角波信号的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。
由ICL8038构成的函数信号发生器原理图和PCB版图：
占空比调节原理：
所有信号波形对称都可由外部可调电阻来调整。
有两种方法实现占空比调节，如图所示。
最佳的结果通过保持时间电阻器RA和RB的独立(左图)。
RA控制三角波，正弦波的上升的部份和矩形波的1个状态。
三角信号波形的幅度被设置在1/3电源电压；因此三角的上
升沿时间是
66.022.031t 1C R V R V C I V C A A ⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯= 三角波和正弦波下降部分和矩形波的“0”状态的时间是： )2(66.022.0)22.0(231t 2B A B A A B R R C R R R V R V V C -=-⨯⨯=
当RA = RB 时，占空比为50%。
如果占空比仅在50%小范围变化，连接如右图是稍微比较方便（本电路也是使用右图）。
频率调节原理：
对输出的函数信号进行频率的调节是通过10引脚连接的外接电容的大小以及8引脚连接的电位器进行调节。
本电路图10引脚外接一个波动开关，可调节外接电容的大小，当开关打到容量小的电容时，充放电所需要的时间就短，发出的信号频段就高；当开关打到容量大的电容时，充放电所需要的时间就长，发出的信号的频段就低。
而8引脚接的电位器则是在所在频段中调整频率。
焊接完的电路版如下所示
调试结果如下图所示
方波（最小频率）
方波（最高频率）
三角波
正弦波
本电路理论频率调节范围为50Hz-5KHz。
经过实际测量得到可调频率范围为49Hz-6.42KHz。
方波的占空比的可调范围为20%-67%。
方波在最高频率的时候有些许失真，误差的原因可能是焊接造成的，也有可能是超过了设计频率造成的。