中文详细讲解ICL8038资料全.docx

1/9精精 密密 波波 形形 发发 生生 器器总体描述总体描述：ICL8038的波形发生器是一个用最少的外部元件就能生产高精度正弦,方形,三角,锯齿波和脉冲波形彻底单片集成电路.频率(或重复频率)的选定从0.001hz 到 300khz 可以选用电阻器或电容器来调节,调频与扫描可以由同一个外部电压完成.ICL8038 精细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，输出由温度和电源变化围广而决定.这个芯片和锁相回路作用，具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过 250ppm特点：特点：1、具有在发生温度变化时产生低的频率漂移，最大不超过 50ppm；2、正弦波输出具有低于 1的失真度；3、三角波输出具有 01高线性度；4、具有 0001Hz1MHz 的频率输出围；工作变化周期宽；5、298之间任意可调；高的电平输出围；6、从 TTL 电平至 28V；7、具有正弦波、三角波和方波等多种函数信号输出；8、易于使用，只需要很少的外部条件。封装引脚如下列图：封装引脚如下列图：2/9ICL8038ICL8038 部原理框图部原理框图最大限值围最大限值围：供电电压(V-to V+).36V输入电压(任何管脚).v-v+输入电流 管4-5.25mA输出槽电流管脚3和9.25mA工作条件温度围ICL8038AC,ICL8038BC,ICL8038CC.0 to 70图 1：测试电路3/9图图 2 2 ICL8038ICL8038 部详细的示意图部详细的示意图应用信息看功能图应用信息看功能图外接电容 C 由两个恒流源充电和放电，振荡电容 C 由外部接入，它是由部两个恒流源来完成充电放电过程。恒流源 2 的工作状态是由恒流源 1 对电容器 C连续充电，增加电容电压，从而改变比拟器的输入电平，比拟器的状态改变，带动触发器翻转来连续控制的。当触发器的状态使恒流源 2 处于关闭状态，电容电压达到比拟器 1 输入电压规定值的 23 倍时，比拟器 1 状态改变，使触发器工作状态发生翻转，将模拟开关 K 由 B 点接到 A 点。由于恒流源 2 的工作电流值为2I，是恒流源 1 的 2 倍，电容器处于放电状态，在单位时间电容器端电压将线性下降，当电容电压下降到比拟器 2 的输入电压规定值的 13 倍时，比拟器 2 状态改变，使触发器又翻转回到原来的状态，这样周期性的循环，完成振荡过程。在以上根本电路中很容易获得 4 种函数信号，假设电容器在充电过程和在放电过程的时间常数相等，而且在电容器充放电时，电容电压就是三角波函数，三角波信号由此获得。由于触发器的工作状态变化时间也是由电容电压的充放电过程决定的，所以，触发器的状态翻转，就能产生方波函数信号，在芯片部，这两种函数信号经缓冲器功率放大，并从管脚 3 和管脚 9 输出。适当选择外部的电阻 RA和 RB和 C 可以满足方波函数等信号在频率、占空比调节的全部围。因此，对两个恒流源在 I 和 2I 电流不对称的情况下，可以循环调节，从最小到最大，任意选择调整，所以，只要调节电容器充放电时间不相等，就可获得锯齿波等函数信号。正弦函数信号由三角波函数信号经过非线性变换而获得。利用二极管的非线性特性，可以将三角波信号的上升成下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。信号波形时间信号波形时间4/9所有信号波形对称都可由外部时间电阻器来调整。二种可能的方式完成这被显示在表 3。最正确的结果通过保持时间电阻器 RA 和 RB 的独立(a)。RA 控制三角波，正弦波的上升的部份和矩形波的 1 个状态。三角信号波形的大小被设置在 1/3 电源电压;因此三角的上升的部份是,三角波和正弦波下降局部和 0 矩形波的状态是:当RA=RB.时占空比为50%如果占空比仅在 50%小围变化，连接列在图 3b 是稍微比拟方便.1k 的电位器不能允许占空比达到 50%在所有仪器中。如果占空比达到 50%,电位器是用 2k 还是 5k。有两个独立的定时电阻器的频率为:图 2A.方波占空比 50%图 2B.方波占空比 80%图 2.相位关系波形5/9图 3A 图 3B图 3.可以连接外部定时电阻时间和频率都不依赖于电源电压,尽管所有的电压都不是由部集成电路调节.这归结于实际电流和门限是直接的，电源电压是线性函数，因而他们的不起作用减少失真减少失真为了减小正弦波失真，在管脚 11 和 12 之间的 82K 电阻最好是可变电阻。这种安排使失真少于 1%是可以达到的。为了减少得更多,二台电位器可能按照上图 4 显示的连接;这种典型构造使得正弦波失真减少近 0.5%图 4.正弦波失真达到最低的连接选择选择 RARA，RBRB 和和 C C对任何特定的输出频率,有广泛的 RC 组合工作,然而,为了最正确性能某些制约因素限制了充电电流大小.在低端,电流小于 1a 都是不可取的,因为在高温时电路的泄漏将产生重大误差.高电流(I 5ma),晶体管 betas 和饱和电压将有会使误差越来越大,因此.最正确性能是充电电流的 10a-1mA 时获得的.如果管脚 7 和 8 是短路的，充电电流的大小由 RA 确定,可以计算出:R1 和R2 被显示在详细的概要。6/9相似的演算举RB为例。电容器数值应该被选择在取值最大的可能的围。波形水平控制波形水平控制输出输出与电源与电源发生发生器器信号波形发电器可以单电源(10v 到 30v)或双电源(5v 15v)中工作。三角波和正弦波单电源平均水平的电压准确的是二分之一电源电压,当矩形波在 V+和接地之间交替。电源的分开提供的好处是所有信号波形的搬移关于地面对称方波输出不真实.一个负载电阻可以连接到不同的电源，只要外加电压仍然在波形发生器(30v)崩溃限制.这样一来,方波输出可与 TTL 兼容(负载电阻连+5 v),而波形发生器所需的一个更高的电压.调频和频率扫描调频和频率扫描频率的波形发生器是一个直接作用在直流电压终端8(由v+).通过改变电压,频率调制完成.小偏差(例如 10%)调制信号,调整的信号可能直接是应用于管脚8，仅提供直流与解耦电容器如图5a.管脚7和8之间的外部电阻是没有必要的,但它可以用来增加输入阻抗约8k(管脚7和8连在一起),约(R+8k)为了较大调频偏差或扫频,调节的信号是应用在正电压和管脚 8(图 5B)。这样整个电流源的斜线由调节信号产生,而一个非常大(例如 1000:1)扫描围设定(f=0 时 vsweep=0)。然而,为了调控电源电压必须非常小心,;在这种构造中充电电流已不再是作为是一个电源电压(触发器的门限仍然作用)因此，频率依赖于电源电压。隐藏的管脚 8 可以从 V+/(1/3 VCC-2V)下降图 5.A。调频的连接7/9图 5B。频率扫描的连接图 5典型应用典型应用正弦波输出有比拟高的输出阻抗(1k).电路图 6 提供缓冲,增益和调幅.一个简单工作放大器也被使用.图 6.正弦波输出缓冲放大器采用双电源电压的外部电容器为了中断 ICL8038 振荡管脚 10 可以缩短至地面.图 7 显示了场效应开关，二极管和选通信号的输入,使输出在开始总有一样的斜面.8/9图 7 音频脉冲滤波器为了获得 1000:1 打描一系列关于 ICL8038 的电压外部电阻器 RA 和 RB 必须降到几乎为零.这就要求杂控制管脚 8 的最高电压超出 RA 和 RB 的电压的几百mv.电路见图 8 通过二极管以降低 ICL8038 的有效电源电压达到这个用.管脚 5上的大电阻有助于减少占空比与打描的变化.线性扫描输入电压与输出频率在图 10 过用一个工作的放大器得到极大的改良.图 8.可变音频振荡器,20hz 至 20khz9/9图图 9 9 稳定锁相环振荡器稳定锁相环振荡器的的波形发生器波形发生器