基于ICL8083的交流信号源.docVIP

目录 1. 技术指标 1 2. 设计和选择方案 1 2.1 备选方案 1 2.2 设计方案电路参数的确定 6 2.3 方案比较 7 2.4结论 8 3 实现方案 8 3.1 方案原理 8 3.2 波形仿真 8 3.3 布线图 9 4 调试过程及结论 10 4.1 调试过程 10 4.2 结论 12 5.心得体会 12 6.参考文献 12 基于ICL8038的信号发生器的设计 1. 技术指标 设计、组装、调试发生器，使它能输出正弦波、方波和三角波；其频率在0-20kHz范围内可调；输出电压：方波Up-p≤4V，三角波Up-p=V，正弦波Up-p1V。 图1 流程图 方案一： 1.正弦波产生电路：利用RC串并联选频网络调节频率，用正反馈放大电路在的情况下起震，并调节滑动变阻器，是输出为正弦波。如图2、图3所示。 三角波产生电路：将所得的方波经过反向积分器，便可得三角波。如图5、图7所示。 图2 正弦波产生电路 图3 正弦波形 方波产生电路：将所得正弦波经过电压比较器，可以得出方波。如图4、图5所示。 图4 方波产生电路 图5 方波波形 图5中黄色正弦波为输入波形，蓝色波形为输出方波波形。 三角波产生电路：将所得的方波经过反向积分器，便可得三角波。如图6、图7所示。 图6 三角波产生电路 图7 三角波波形 图中黄色波形为次级输入波形，蓝色波形为输出三角波波形。 方案二： 以ICL8038集成块为主体，在引脚周围增加选频及波形调整模块。选频功能由震荡电容的大小决定。震荡频率与所选电容大小成反比。波形调整功能由引脚4、5和12外接的可变电阻决定。 电路图及波形图如下： 图8 方案二电路图 使用时，若要改变频率，需选用可变电容。 图9 方案二输出波形 方案三：与方案二一样，使用ICL8038集成块作为主题，仅在外接波形调整功能上的实现有所区别。 电路图如下： 图10 方案三电路图 图11 方案三输出波形 2.2 设计方案电路参数的确定 方案中大部分元器件参数已标于电路图上。 频率调节。 方案一：此方案中频率调节有RC串并联旋屏网络实现。若为恒定电容，由 （1） 以及所选电容为可知， （2） （3） 所以，可变电阻的范围应为，显然没有如此大范围可调的滑动变阻器，故应选择可变电容。此时可变电容的范围是。 方案二：经过查找资料后发现ICL8038频率决定于电容C、电阻R。公式为 （4） 方案二中 ，所以可变电容的范围应为： （5） （6） 电容的范围在之间。 方案三：由于方案三原理与方案二相同，故选用的电容范围也为。 幅值调节： 选用6V以上直流稳压电源，可以保证三角波，再调整电路中的变阻器，便可使方波电压峰峰值小于等于4V，正弦波电压峰峰值等于1V。 至此，三种方案已经完全确定下来。 2.3 方案比较 在设计的三个方案中，方案一由分立元器件构成各电路组成部分，并通过直接耦合将多级放大电路连接起来，电路的静态参数调整较为繁琐，动态电路出现失真的可能性较大，频率调节比较困难，电路组装、调试的难度较大，故方案一缺点明显。 方案二、方案三均由ICL8038作为主体，集成块的静态参数较稳定，可以很大程度上避免失真波形的出现。比较方案二与方案三的正弦输出波形，方案三的波形失真严重，说明电路设计不合理，应选用波形没有失真的方案二，并以此作为实现方案。 2.4结论 以上三种方案经过比较，方案二较方案一而言，有着良好的2静态参数稳定性，易于进行电路调试，较方案三而言，正弦输出波形基本保证了不失真，同时可以通过调整外部参数达到频率可调，控制输出电压峰峰值的目的。因此，方案二为最佳设计方案。 3 实现方案 3.1 方案原理 在实现方案的设计中，以方案二为蓝本，修改参数以适应设计要求。实现方案原理图如下： 图12 实现方案原理图 原理图中总共采用了五个滑动变阻器，其中，，，，。还用到了一个电容，。 本方案中，1引脚与12引脚外所连的滑动变阻器均起到调节正弦波形失真程度的作用，引脚4、5、9外所接电阻、滑动变阻器可调节方波占空比。本电路采用内部扫描电压，故引脚7、8短接。10引脚接震荡电容。6、11两脚接正负电源。引脚2输出正弦波，引脚3输出三角波，引脚9输出方波。 3.2 波形仿真 图13 实现方案波形仿真图 通过proteus软件仿真后可以看出，方啵占空比已被调节到50%处。正弦波形失真较小。基本满足设计要求。 3.3 布线图 根据