编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第PAGE15页共NUMPAGES15页第PAGE\*MERGEFORMAT15页共NUMPAGES\*MERGEFORMAT15页电子电路课程设计说明书设计题目：函数信号发生器课程代码：8207251专业及班级：自动化一班学生姓名：陈银龙学号：312008080602114指导教师：唐浦华设计题目函数信号发生器设计内容设计一个能产生正弦波、矩形波（方波）和三角波（锯齿波）的函数发生器功能要求设计并制作一个函数信号发生器，其要求如下：[1]信号频率范围：1Hz∽100kHz；[2]频率控制方式：①手控通过改变RC参数实现；②键控通过改变控制电压实现；③为能方便地实现频率调节，建议将频率分档；[3]输出波形要求①方波上升沿和下降沿时间不得超过200nS，占空比在48%∽50%之间；②非线性误差≤2%；③正弦波谐波失真度≤2%；[4]输出信号幅度范围：0∽20V；[5]信号源输出阻抗：≤1Ω；[6]应具有输出过载保护功能；[7]具有数字显示输出信号频率和电压幅值功能基本设计思路本系统以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。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低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是压控集成信号产生器。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。由于外接电容C的充、放电电流由两个电流源控制，所以电容C两端电压UC的变化与时间成线形关系，从而可以获得理想的三角波输出。8038电路中含有正弦波变换器，故可以直接将三角波变成正弦波输出。另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。该方案的特点是十分明显的：⑴线性良好、稳定性好；⑵频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变；⑶不存在如文氏电桥那样的过渡过程，接通电源后会立即产生稳定的波形；⑷三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其他波形。基本原理ICL8038芯片简介1、性能特点具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过50ppm／℃；具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；正弦波输出具有低于1％的失真度；三角波输出具有0．1％高线性度；具有0．001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽，2％～98％之间任意可调；高的电平输出范围，从TTL电平至28V；易于使用，只需要很少的外部条件。2、ICL8038的应用ICL8038是精密波形产生与压控振荡器，其基本特性为：可同时产生和输出正弦波、三角波、锯齿波、方波与脉冲波等波形。（1）ICL8038电源电压范围宽，采用单电源供电时，V+-GND的电压范围+10-+30V；采用双电源供电时，V+-V-的电压可在±5-±15V内选取。电源电流约15mA。（2）振荡频率范围宽，频率稳定性好。频率范围是0.001Hz-300kHz，频率温漂仅50ppm/℃(1ppm=10-6)。（3）输出波形的失真小。正弦波失真度＜5%，经过仔细调整后，失真度还可降低到0.5%。三角波的线性度高达0.1%。（4）矩形波占空比的调节范围很宽，D=1%-99%，由此可获得窄脉冲、宽脉冲或方波。（5）外围电路非常简单，易于制作。通过调节外部阻容元件值，即可改变振荡频率，产生高质量的中、低频正弦波，矩形波（或方波，窄脉冲）,三角波（或锯齿波）等函数波形，其应用领域比普通单一波形的信号发生器更为广阔。此外8038还能实现FM调制，扫描输出3、ICL8038原理简介ICL8038采用DIP－14封装，管脚如下图所示。芯片内部包括两个恒流源,两个电压比较器，两个缓冲器，正弦波变换器，模拟开关，RS触发器。在构成函数波形发生器时，应将第7,8两脚短接。其工作原理如下：利用恒流源对外接电容进行充放电，产生三角波(或锯齿波)，经缓冲器I从第3脚输出，由触发器获得的方波（或锯形波），经缓冲器Ⅱ从第九脚输出。再利用正弦波变换器将三角波变换成正弦波，从第2脚输出。改变电容器的充放电时间，可实现三角波与锯齿波方波与矩形波的互相转换。如图为ICL8038的管脚排列图，工作频率0.001HZ~300KHZ，电源电压Vcc=30V，输出三角波线性度≤0.1%，输出电压4.2V-28V，输出正弦波失真度≤1%，占空系数在1-99%内可调。4脚、5脚可外接电阻来调节恒流源的I2与I1比值，以改变输出脉冲占空比。如果输出方波则R取值为10K即可，也可以外接一个电位器来调节占空比。7