畢業設計-基于icl8038的函數信號發生器設計(文件)

　

【正文】 源 , 兩個電壓比較器，兩個緩沖器，正弦波變換器，模擬開關， RS 觸發器。改變電容器的充放電時間，可實現三角波與鋸齒波方波與矩形波的互相轉換。 T＝ t1＋ t2 f＝ 1／ T 由于三角函數信號在電容充電時，電容電壓上升到比較器規定輸入電壓的 1／ 3 倍，分得的時間為 t1=CV/I=(C+1/3?Vcc?R A)/(1/5?Vcc)=5/3RA?C 在電容放電時，電壓降到比較器輸入電壓的 1／ 3 時，分得的時間為 t2＝ CV／ I＝ (C＋ 1/3?VCC)/(2/5?VCCRB－ 1/5?VCC/RA)＝ (3/5?RA＊ RB?C)/(2RA－RB) f＝ 1／（ t1＋ t2）＝ 3／｛ 5RAC［ 1＋ RB／（ 2RA－ R）］｝ 對圖 611 中，如果 RA＝ RB，就可以獲得占空比為 50％的方波信號。該芯片的第1 腳和第 12 腳就是為調節輸出正弦波失真度而設置的。在圖 72 中， ICL8038由恒流源 I I2，電壓 比較器 C C2和觸發器等組成。由于 I2I1，因此電容 C 放電， vc隨時間線性下降。三角波經正弦波變換器變成正弦波后由腳 2 輸出。由于恒流源 2的工作電流值為 2I，是恒流源 1的 2倍，電容器處于放電狀態，在單位時間內電容器端電壓將線性下降，當電容電壓下降到比較器 2的輸入電壓規定值的 1／ 3 倍時，比較器 2狀態改變，使觸發器又翻轉回到原來的狀態，這樣周期性的循環，完成振蕩過程。因此，對兩個恒流源在 I和 2I 電流不對稱的情況下，可以循環調節，從最小到最大，任意選擇調整，所以，只要調節電容器充放電時間不相等 ，就可獲得鋸齒波等函數 23 信號。一般說來，逼近點越多得到的正弦波效果越好，失真度也越小，在本芯片中 N＝ 4，失真度可以小于 1。 Uc的上升使 RS觸發器的 R 端從低電平躍變為高電平，但其輸出不變，一直到 Uc 上升到 1／ 3 VCC 時，電壓比較器 Ⅰ 的輸出電壓躍變為高電平， Q才變為高電平（ Q’ 同時變為低電平），導致電子開關 S 閉合，電容 C 開始放電，放電電流為 IS2－ IS1＝ I，因放電電流是恒流，所以，電容上電壓 Uc隨時間的增長而線性下降。由于充電電流與放電電流數值相等，因而電容上電壓為對稱三角波形 ,Q 為方波，經緩沖放大器輸出。可用單電源供電，也可雙電源供電，他們的值 為 177。 正弦函 數 信 號 的失 真 度 調節 由于 ICL8038 單片函數發生器所產生的正弦波是由三角波經非線性網絡變換而獲得。圖中， R R2 為定時電阻，均為可調式，阻值范圍為 1kΩ～ 1MΩ。由于第 9 腳為集電極開路輸出，必須外接集電極負載電阻 R4。 （ 2）方波輸出的電壓幅度不受 V+的限制，也可以把負載電阻 R4 改接其它電源電壓 E+上，但 E+不得超過 +30V。老師 們 多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。他們細心指導我的學習與研究， 從課題的選擇到項目的最終完成，老師 們 都始終給予我細心的指導和不懈的支持。 我 覺 得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且 考試 內容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。比如一些芯片的功能， 平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件 印 象深刻。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識，在次我們表示感謝！同時，對給過我幫助的所有同學和各位指導老師再次表示忠心的感謝！ 27 參考文獻： 康華光 ， 鄒壽彬 ， 電子技術基礎數字部分 (第四版 ) 北京 ： 高等教育出版社 1999 杜膚生 ， 數字集成電路應用精粹 北京 ： 人民郵電出版社 2021 陳大欽 ， 電子技術基礎實驗 (第二版 ) 北京 ： 高等教育出版社 2021 童詩白 ， 模擬電子技術［ M］ 北京：高等教育出版社 1999 全國大學生電子設計競賽組委會 第五界全國大學生電子設計競賽獲獎作品選編 .2021．北京 理工大學出版社， 2021 中國計量出版社組編，新編電子電路大全 北京：中國計量出版社， 葛汝明 ， 主編 ， 《電子技術實驗與課程設計》 山東： 山東大學出版社 2021 周永金，主編 ， 《 模擬電子技術及應用 》 西安：陜西國防學院電子教研室 2021 吳 瑋瑋，主編 PROTEL 99 簡明應用教程 西安：陜西國防學院電子教研室 2021 任元 ， 吳勇 ， 主編 ， 《 常用電子元器件簡明手冊 》 北京 ： 工業出版社 2021 1程路，鄭毅，向先波 ， 編著， PROTEL 99SE 電路板設計與制作 人民郵電出版社 2021 28 附錄 1： 29 附錄 2： 電路原理圖 ： 30 附錄 3： 元器件清單 序號 名 稱 型 號 數 量 備 注 1 集成函數發生器 L8038 1片 2 三端 集成穩壓器 LM317 1片 3 開關 SWDPDT 1只 雙刀 4 位開關 4 開關 SWSPST 5只 單刀單位開關 5 整流電路 BRIDGE 1只 二極管 6 變壓器 TRANS1 1只 7 電容器 C1 1只 CT型瓷介 電容器 8 電容器 C2 2只 CT型瓷 介 電容器 9 電容器 C4 1uf 1只 CT型瓷介 電容器 10 電容器 C5 10uf 1只 鋁電解電容器 11 電容器 C6 1000p 1只 CC型瓷介電容器 12 電位器 R1 100k 2只 線繞電位器 13 電位器 R2 10k 1只 碳膜電位器 14 電位器 R3 1k 1只 碳膜電位器 15 電阻 R4 1k 2只 碳膜電阻 16 電阻 R5 10k 4只 碳膜電阻 17 電阻 R6 20k 1只 碳膜電阻 18 電阻 R7 2只 碳膜電阻 19 電阻 R8 3k 1只 碳膜電阻 20 電阻 R9 2只 碳膜電阻 31 附錄 4： 。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前 所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。而這 次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。所以這 次的 設計對我們的作用是非常大的。 平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完 設計，那些問題就迎刃而解了。 在此，我還要感謝在一起愉快的度過 3 年 生活的各位同 學 ，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。對老師的感激之情是無法用言語表達的。還可以采用圖 5 所示電路，該電路適合對振蕩器作小范圍調整（ R是調節電阻），并使正弦波的失真度減小到 %以下， R R7 為失真度調節電 阻。式子 化簡成 : fo= 如果在把第 5 兩腳短接，經過一只公用的定時電阻 R 接 V+，振蕩頻率的計算公式 : fo = 圖 771 注意事項 : （ 1）用單電源供電時，三角波和正弦波的平均值等于 V+ /2，而方波幅度為 V+。為定時電容，也影響振蕩頻率。圖 761 為一個調節輸出正弦波失真度的典型應用，其中第 1 腳調節振蕩電容充電時間過程中的非線性逼近點，第 12腳調節振蕩電容在放電時間過程中的非線性逼近點，在實際應用中，兩只 100K的電位器應選擇多圈精度 電位器，反復調節，可以達到很好的效果。15 V ，我們取 177。通過以上分析可知，改變電容充電放電電流即改變 RA， RB 的數值，或改變電容 C 的數值，就改變了充放電時間，因此可改變其頻率。一直到 Uc 下降到 1／ 3 VEE，使電壓比較器 Ⅱ 的輸出電壓躍變為低電平， Q才變為低電平（ Q’ 同時為高電平），使得電子開關 S 斷開，電容 C 又開始充電。其精度效果相當滿意 。利用二極管的非線性特性，可以將三角波信號的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。由于觸發器的工作狀態變化時間也是由電容電壓的充放電過程決定的，所以，觸發器的狀態翻轉，就能產生方波函數信號，在芯片內部，這兩種函數信號經緩沖器功率放大，并從管腳 3 和管腳 9 輸出。恒流源2的工作狀態是由恒流源 1對電容器 C連續充電，增加電容電壓 ，從而改變比較器的輸入電平，比較器的狀態改變，帶動觸發器翻轉來連續控制的。如此周而復始，產生振蕩，若 I2