基于ICL8038芯片程控信号源的设计

ICL8038信号源

科技广场２００９．１

基于ＩＣＬ８０３８

芯

片

程控信号源的设计

ＴｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＰｒｏｇｒａｍ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＳｉｇｎａｌＧｅｎｅｒａｔｏｒＢａｓｅｄｏｎＣｈｉｐＩＣＬ８０３８

杨合圣王茂林李清平

ＹａｎｇＨｅｓｈｅｎｇ

ＷａｎｇＭａｏｌｉｎ

ＬｉＱｉｎｇｐｉｎｇ

５７２０２１）

（解放军９２８２３部队，海南三亚

（Ｕｉｎｔ９２８２３ｏｆｔｈｅＰＬＡ，ＨａｉｎａｎＳａｎｙａ５７２０２１）

摘

要：本文介绍了集成函数发生器ＩＣＬ８０３８的结构、特点和逻辑功能，以及基于ＩＣＬ８０３８的程控信号发生器。不仅通过

实验给出了电路元件参数，而且测量出了输出信号的频率和电压幅度调节的范围。

关键词：ＩＣＬ８０３８；程控信号发生器；占空比中图分类号：ＴＰ２７１＋．５

文献标识码：Ｂ

文章编号：１６７１－４７９２－（２００９）１－０２１６－０３

Abstract：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｈａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｔｒｕｃｔｒｅａｎｄｌｏｇｉｃａｌｆｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｏｒＩＣＬ８０３８，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｕｓｅｏｆｐｒｏｇｒａｍ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｓｉｇｎａｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＩＣＬ８０３８．Ｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃｉｒｃｕｉｔｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｂｅｅｎｇｉｖｅｎｔｈｒｏｕｇｈｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕ－ｌａｔｉｏｎｒａｎｇｅｏｆｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌａｒｅｂｅｅｎｍｅａｓｕｒｅｄ．

Keywords：ＩＣＬ８０３８；Ｐｒｏｇｒａｍ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＳｉｇｎａｌＧｅｎｅｒａｔｏｒ；ＤｕｔｙＣｙｃｌｅ0引言

函数发生器ＩＣＬ８０３８是一种可以同时输出方波、三角波常用作多波形发生器、模拟信和正弦波的专用集成电路［１－２］，

［３－５］号源等，本文用集成函数发生器ＩＣＬ８０３８联结外部元件

程控信号发生器是一种输出信号的频组成程控信号发生器。

率和幅度都是可控的信号源电路。1函数发生器ICL8038电路结构[2]

函数发生器ＩＣＬ８０３８的电路结构如图一虚线框内所示，且共有五个组成部分。两个电流源的电流分别为ＩＳ１和ＩＳ２，ＩＳ１＝Ｉ，ＩＳ２＝２Ｉ；两个电压比较器Ⅰ和Ⅱ的阈值电压分别为和

，它们的输入电压等于电容两端的电压ｕＣ，输出电压

图一

ＩＣＬ８０３８函数发生器原理框图

长而线性上升。当上升为ＶＣＣ／３时，电压比较器Ⅱ输出为高电平，此时ＲＳ触发器的Ｑ和保持原状态不变。一直到上升到２ＶＣＣ／３时，使电压比较器Ⅰ的输出电压跃变为高电平，此时ＲＳ触发器的Ｓ闭合，因放电电流是恒流，电容Ｃ开始放电，放电电流为ＩＳ２－ＩＳ１＝Ｉ。所以，电容上电压ＵＣ随时间的增长而线性下降。起初，ＵＣ的下降虽然使ＲＳ触发的Ｓ端从高电平跃变为低电平，但其输出不变。一直到ｕＣ下降到ＶＣＣ／３时，使电压比较器Ⅱ的输出电压跃变为低电平，此时Ｓ断开，电容Ｃ又开始充电。重复上述过程，周而复始，电路产

分别控制ＲＳ触发器的Ｓ端和端；ＲＳ触发器的状态输出端Ｑ和用来控制开关Ｓ，实现对电容Ｃ的充、放电；两个缓冲放大器用于隔离波形发生电路和负载，使三角波和矩形波输出端的输出电阻足够低，以增强带负载能力；三角波变正弦波电路用于获得正弦波电压。2工作原理[2]

当给函数发生器ＩＣＬ８０３８合闸通电时，电容Ｃ的电压为０Ｖ。根据电压比较器的电压传输特性，电压比较器Ⅰ和Ⅱ的输出电压均为低电平，因而ＲＳ触发器的输出Ｑ＝０，使开关Ｓ断开，电流源ＩＳ１对电容充电，充电电流为ＩＳ１＝Ｉ。因充电电流是恒流，所以，电容上电压ＵＣ随时间的增

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因而电生了自激振荡。由于充电电流与放电电流数值相等，容上电压为三角波，和 Q为方波， Q经缓冲放大器输出。三角波电压通过三角波变正弦波电路输出正弦波电压。因此，改变电容充放电电流，可以输出占空比可调的矩形波和锯齿波。但是，当输出不是方波时，也得不到正弦波了。 ICL8038是性能优良的集成函数发生器。可用单电源供 V也可双电，即将引脚 11接地，引脚 6接+VCC,CC为 10~30V;电源供电，即将引脚11接 -VEE,引脚 6接+VCC,它们的值为± 5~±15V;频率的可调范围为 0.01Hz~300kHz;输出矩形波的占空比可调范围为 2%~98%;上升时间为 180ns,下降时间为 40ns;输出三角波 (斜坡波的非线性小于 0.05%, )输出

正弦波的失真小于 1%。基于 ICL8038芯片程控信号源的设计

图二

ICL8038引脚图

图二为 ICL8038的引脚图，其中引脚 8为频率调节 (简称为调频电压输入端， )电路的振荡频率与调频电压成正比；引脚 7输出调频偏置电压，数值是引脚 7与电源+VCC之差，它可作为引脚 8的输入电压。 3程控信号发生器用集成函数发生器 ICL8038做成的程控信号发生器如图三所示，也是笔者设计的信号源电路。经过实际运用，工作稳定，性能可靠。本电路所用电源为±5V, U1~U5电源都为电位器 W1~W8调节信号的频段范围，使频率范双电源供电。围符合要求。由于集成电路 ICL8038的振荡频率与引脚 8输入的电压成正比，所以，改变引脚 8的电压就可以改变振荡频率，调节电位器 W9,信号的频率值在频段范围内变化。调整电位器 W10可以调节输出信号的占空比，占空比为 50%时输出的矩形波才为方波，引脚 2输出也才是正弦波。调整 W11、两个 100kΩ的电位器，可使正弦波失真度减小到 W12 0.5%,其输出信号的频率范围和幅度都是受控制码 A、 C控 B、制的，通过电子开关 CD4051来实现的。开关 K可以选择正弦波、方波和三角波三种波形中的一种波形输出。该程控信号图三程控信号发生器源电路输出正弦波信号的频率和幅度与控制码 A、 C的关 B、系如表一所示。

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表一信号源电路输出正弦波信号频率和幅度与控制码Ａ、Ｂ、Ｃ关系表

4结束语

综上所述，当调节外部电路参数时，不仅输出信号的频率范围可以达到更宽的范围，而且还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波，因此广泛用于仪表之中。参考文献

［１］童诗白．模拟电子技术［Ｍ］．北京：高等教育出版社，１９９９．

［２］姚行洲．ＩＣＬ８０３８原理及应用［Ｊ］．北京广播电视大学学报，１９９９，（０１）．

３］刘阳．精密波形发生器ＩＣＬ８０３８［Ｊ］．国外电子元器件，１９９５，（１１）：１１－１４．

［４］陈立定．由ＩＣＬ８０３８制作的多波形信号发生器［Ｊ］．国外电子元器件，１９９９，（０３）．

［５］刘爱元，卢建华．一种基于ＩＣＬ８０３８芯片的模拟信号源［Ｊ］．半导体技术，２００１，２６（４）：３３－３５．作者简介

杨合圣，９２８２３部队工程师，主要研究方向：声纳技术；王茂林，９２８２３部队工程师，硕士，主要研究方向：声纳技术；

李清平，９２８２３部队高级工程师，硕士，主要研究方向：声纳技术

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