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时间:2019-05-24
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1、题目很简单了..........函数信号发生器简介2.1信号源的分类和作用2.2普通函数发生器的主要指标2.3任意波发生器的主要指标3函数信号发生器的设计方案3.1设计任务与要求3.2信号发生器的设计方案设计要求:1.正弦波、三角波、方波输出频率范围:1kHz~10MHz;2.具有频率设置功能,频率步进:100Hz;3.输出信号频率稳定度:优于10-4;4.输出电压幅度:在负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V;5.失真度:用示波器观察时无明显失真。最佳答案函数信号发生器的设计与制作系别:电子工程系专业:应用电子技术届
2、:07届姓名:李贤春摘要本系统以ICL8038集成块为核心器件,制作一种函数信号发生器,制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz~30KHz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制信号输入端,所以可以用来对低频信号进行频率调制。关键词ICL8038,波形,原理图,常用接法一、概述在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术
3、领域,经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展,用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比,其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标,都有了很大的提高。二、方案论证与比较2.1·系统功能分析本设计的核心问题是信号的控制问题,其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中,我们综合考虑了以下三种实现方案:2.2·方案论证方案一∶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
4、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。方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环,将压控振荡器(VCO)的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性,可以很好地选择所需要频率信号,抑制杂散分量,并且避免了量的滤波器,有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节,锁定时间较长,故频率转换时间较长。而且,由模拟方法合成的正弦波的参数,如幅度、频率相信都很难控制。方案三:采用8038单片压控函数发生器
5、,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。三、系统工作原理与分析3.1、ICL8038的应用ICL8038是精密波形产生与压控振荡器,其基本特性为:可同时产生和输出正弦波、三角波、锯齿波、方波与脉冲波等波形;改变外接电阻、电容值可改变,输出信号的频率范围可为0.001Hz~300KHz;正弦信号输出失真度为1%;三角波输出的线性度小于0.1%;占空比变化范围为2%~98%;外接电压可以调制或控制输出信号的频率和占空比(不对称度);频率的
6、温度稳定度(典型值)为120*10-6(ICL8038ACJD)~250*10-6(ICL8038CCPD);对于电源,单电源(V+):+10~+30V,双电源(+V)(V-):±5V~±15V。图1-2是管脚排列图,图1-2是功能框图。8038采用DIP-14PIN封装,管脚功能如表1-1所示。3.2、ICL8038内部框图介绍函数发生器ICL8038的电路结构如图虚线框内所示(图1-1),共有五个组成部分。两个电流源的电流分别为IS1和IS2,且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
7、的输入电压等于电容两端的电压uC,输出电压分别控制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;充点电流Is1、Is2的大小由外接电阻决定。当Is1=Is2时,输出三角波,否则为矩尺波。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。3.3、内部框图工作原理★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
8、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,S=0时,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
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