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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 来源:吃小竹子丫 作者:吃小竹子丫 2023-08-22 10:41 次阅读

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。

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

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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