1、設計思路
icl8038是一種集波形產生與波形變換於一體的多功能單片整合函式發生器。由它便能產生題目所需的三種波形:正弦波,矩形波,三角波。並且,電源電壓範圍寬、穩定度高、精度高、易於用等優點
2、方案設計
圖1 設計思路框圖
f=1/t 通過調節電路中的特定的電容以達到調節頻率的要求,通過調節輸出端的滑變以達到調節電壓的目的
icl8038總體描述:
icl8038的波形發生器是乙個用最少的外部元件就能生產高精度正弦,方形,三角, 鋸齒波和脈衝波形徹底單片積體電路. 頻率(或重複頻率) 的選定從0.001hz到300khz可以選用電阻器或電容器來調節, 調頻及掃瞄可以由同乙個外部電壓完成.
icl8038精密函式發生器是採用肖特基勢壘二極體等先進工藝製成的單片積體電路晶元,輸出由溫度和電源變化範圍廣而決定. 這個晶元和鎖相迴路作用, 具有在發生溫度變化時產生低的頻率漂移,最大不超過250ppm/℃
2.1.1 icl8038晶元的特點
1)、具有在發生溫度變化時產生低的頻率漂移,最大不超過50ppm/℃;
2)、正弦波輸出具有低於1%的失真度;
3)、三角波輸出具有0.1%高線性度;
4)、具有0.001hz~1mhz的頻率輸出範圍;工作變化週期寬;
5)、2%~98%之間任意可調;高的電平輸出範圍;
6)、從ttl電平至28v;
7)、具有正弦波、三角波和方波等多種函式訊號輸出;
8)、易於使用,只需要很少的外部條件
2.1.2裝引腳如下圖:
圖2 icl8038內部原理框圖
圖3 8038管腳
最大限值範圍:
供電電壓 (v- to v36v
輸入電壓 (任何管腳v - v +
輸入電流(管4-525ma
輸出槽電流(管腳3和925ma
輸出幅值方波:電源電壓占空比可調(1-99%)正玹: 0.2--0.22倍vcc.三角、鋸刺 0.3--0.33倍vcc
工作條件:溫度範圍
icl8038ac, icl8038bc, icl8038cc0℃ to 70℃
圖4 icl8038內部詳細的示意圖
2.2設計與應用要點
2.2.1頻率和占空比的調節
由於icl8038單片函式發生器有兩種工作方式,即輸出函式訊號的頻率調節電壓可以由內部供給,也可以由外部供給。圖3為幾種由內部供給偏置電壓調節的接線圖。
圖5 icl8038典型應用
在以上應用中,由於第7腳頻率調節電壓偏置一定,所以函式訊號的頻率和占空比由ra、rb和c決定,其頻率為f,週期t,t1為振盪電容充電時間,t2為放電時間。
t=t1+t2 f=1/t由於三角函式訊號在電容充電時,電容電壓上公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3(a)中,如果ra=rb,就可以獲得占空比為50%的方波訊號。其頻率f=3/(10rac)。2.2.2訊號的失真度調節
l8038單片函式發生器所產生的正弦波是由三角波經非線性網路變換而獲得。該晶元的第1腳和第12腳就是為調節輸出正弦波失真度而設定的。圖4為乙個調節輸出正弦波失真度的典型應用,其中第1腳調節振盪電容充電時間過程中的非線性逼近點,第12腳調節振盪電容在放電時間過程中的非線性逼近點,在實際應用中,兩隻100k的電位器應選擇多圈精度電位器,反覆調節,可以達到很好的效果。
圖6 正弦波失真度調節電路
2.2.4調頻和頻率掃瞄
頻率的波發生器是乙個直接作用在直流電壓終端8 (由v + ) . 通過改變電壓,頻率調製完成. 小偏差(例如± 10% )調製訊號, 調整的訊號可能直接是應用於管腳8 ,僅提供直流與解耦電容器如圖6.
管腳7和8之間的外部電阻是沒有必要的, 但它可以用來增加輸入阻抗約8k(管腳7和8連在一起) , 約( r + 8k
為了較大調頻偏差, 調節的訊號是應用在正電壓和管腳8 。這樣整個電流源的斜線由調節訊號產生, 而乙個非常大(例如1000:1 )掃瞄範圍設定( f = 0時vsweep =0 ) 。
然而, 為了調控電源電壓必須非常小心,; 在這種構造中充電電流已不再是作為是乙個電源電壓(觸發器的門限仍然作用) 因此,頻率依賴於電源電壓。隱藏的管腳8 可以從v+ /(1/3 vcc - 2v)下降
圖7.調頻的連線
3.單元電路的設計
圖8設計電路圖
4.小結
icl8038的波形發生器是乙個用最少的外部元件就能生產高精度正弦,方形,三角, 鋸齒波和脈衝波形徹底單片積體電路. 頻率(或重複頻率) 的選定從0.001hz到300khz可以選用電阻器或電容器來調節, 調頻及掃瞄可以由同乙個外部電壓完成.
icl8038精密函式發生器是採用肖特基勢壘二極體等先進工藝製成的單片積體電路晶元,輸出由溫度和電源變化範圍廣而決定. 這個晶元和鎖相迴路作用, 具有在發生溫度變化時產生低的頻率漂移,最大不超過250ppm/℃
具有**低廉的優點。由於它具有電源電壓範圍寬,穩定度高,精度高,易於使用的特點,尤其是它具有壓控振盪的特點,因而它在數字通訊和自動化工程中被廣泛應用,具有很大的潛力。
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