基于的信号源设计及仿真.docVIP

PAGE PAGE 1 题 目： 基于8038的信号源设计及仿真 专 业： 应用电子技术 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 设计日期： 2013.12.09~2013.12.22 基于8038的信号源设计及仿真的设计报告 摘 要 ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,?只需调整个别的外部组件就能产生从0.001HZ～300kHz?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频信号输入端,?所以可以用来对低频信号进行频率调制。 关键词 ICL8038 设计目的作用 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,本设计由外部供由外部供电电路接通后，ICL8038芯片就会接收到信号，同时经过ICL8038波形发生器对信号进行整流，再将整流好的信号输出在示波器上显示，以达到我们本次试验的要求。 设计方案 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。其电路图如下： 方案二： ? 采用5g8038芯片，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，其振荡范围为0.001Hz～300KHz。 方案三： 采用icl8038芯片，icl8038是一个能够输出三种波形的精密型集成电路，只需要调整外部的相关电容，电阻值就可以产生方波，三角波，正弦波低失真的脉冲信号。在外界温度变化时产生低的频率漂移，工作变化周期宽，占空比可调，具有较高的电平输出范围，容易使用的特点。具有电源电压范围宽，稳定度高，精度高等特点。只需调节外部阻容值达到改变振荡频率的目的。 方案比较： 经过查看相关资料后，决定选着三种方案。这个方案的调幅，调频和失真，比第一种方案要好得多，其灵敏度也要好。与第二种方案相差不大，是由于条件有限，没有5g8038的芯片。ICL8038是属于高度集成的芯片，相对来说更加容易出功能。这个方案相对容易点，对于我们第一次做可能设计的成功性也有很重要的意义。 三．设计的具体实现 1.ICL8038的简介 ICL8038?的主要特点:? (1)?可同时输出任意的三角波、矩形波和正弦波等。 (2)?频率范围:?0.001HZ～300kHz? (3)?占空比范围:?2%～?98%? (4)?低失真正弦波:?1%? (5)?低温度漂移:?50ppm/℃? (6)?三角波输出线性度:?0.1%? (7)?工作电源:?±5V～?±12V?或者+?12V～?+?25V 引脚功能和内部结构 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?3V?s?与1?3V?s。使两个比较器必须在大于2?3V?s?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?3V?s?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?3V?s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