函数发生器课程设计.doc

目录
摘要 1
1、概述 1
2、方案论证与比较 1
系统功能分析 1
方案论证 1
3、系统工作原理与分析 2
、ICL8038的应用 2
、ICL8038内部框图介绍 3
、内部框图工作原理 4
、方案电路工作原理 4
、两个电压比较器的电压传输特性 5
、常用接法 6
、实际线路分析 8
4、电路板的焊接 8
5、系统测试及误差分析 8
、测试仪器 8
、误差分析及改善措施 9
、调试结果分析 9
6、结论 9
7、器件清单 9
设计感悟 11
致谢 11
参考文献 11
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****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,~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。
1、概述
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,经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地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,都有了很大的提高。
2、方案论证与比较
系统功能分析
本设计的核心问题是信号的控制问题,其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中,我们综合考虑了以下三种实现方案:
方案论证
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。
方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环,将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性,可以很好地选择所需要频率信号,抑制杂散分量,并且避免了量的滤波器,有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节,锁定时间较长,故频率转换时间较长。而且,由模拟方法合成的正弦波的参数,如幅度、频率相信都很难控制。
方案三:采用8038单片压控函数发生器,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,~300KHz。
3、系统工作原理与分析
、ICL8038的应用[1]
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;改变外接电阻、电容值可改变,~300KHz;正弦信号输出失真度为1%;%;占空比变化范围为2%~98%;外接电压可以调制或控制输出信号的频率和占空比(不对称度);频率的温度稳定度(典型值)为120*10-6(ICL8038ACJD)~250*10-6(PD);对于电源,单电源(V+):+10~+30V,双电源(+V)(V-):±5V~±15V。图3-1是管脚排列图,以下是功能框图。8038采用DIP-14PIN封装。
表3-1 ISL8038管脚功能:
管脚符号
功能
1&12
SINADJ1,SINADJ2 正弦波波形调整端。通常SINADJ1开路或接直流电压,SINADJ2接电阻REXT到V-,用以改善正弦波波形和减小失真。
2
SINOUT 正弦波输出
3
TRIOUT 三角波输出
4&5
DFADJ1,DFADJ2 输出信号重复频率和占空比(或波形不对称度)调节端。通常DFADJ1端接电阻RA到V+,DFADJ2端接RB到V+,改变阻值可调节频率和占空比。
6
V+ 正电源
7
FMBIAS 调频工作的直流偏置电压
8
FMIN 调频电压输入端
9
SQOUT 方波输出
10
C 外接电容到V-端,用以调节输出信号的频率与占空比
11
V- 负电源端或地
13&14
NC 空脚
图3-1 ICL8038管脚图
、ICL8038内部框图介绍[2]
3
.

图3-2 ICL8038的电路结构
函数发生器ICL8038的电路结构如图虚线框内所示(图3-2),共有五个组成部分。两个电流源的电流分别为IS1和IS2,且IS1=I,IS2=2I;两个电压比