众文网1.要做个函数信号发生器,并写一篇论文
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：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，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 时，Q=1时， ，导致开关S闭合，电容C开始放电，放电电流为IS2-IS1=I因放电电流是恒流，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 ，Q=0， ，使得开关S断开，电容C又开始充电，重复上述过程，周而复始，电路产生了自激振荡。
由于充电电流与放电电流数值相等，因而电容上电压为三角波，Q和 为方波，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。
结论：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，输出也得不到正弦波了。
3.4、方案电路工作原理（见图1-7） 当外接电容C可由两个恒流源充电和放电，电压比较器Ⅰ、Ⅱ的阀值分别为总电源电压（指+Vcc、-VEE）的2/3和1/。
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3.压控振荡器的压控振荡器的性能指标
1.中心频率
是指频率调节范围的中间值，即振荡器频率的最大值和最小值的中间值，中心频率的大小取决于振荡器的结构和元器件参数，而且还随着工艺和温度相应改变；随着科学技术的不断发展和产品性能的调高，现如今CMOS压控振荡器的中心频率能够达到10GHz。
2.调谐范围
是指调节输出频率的变化范围，即振荡器的最大调谐频率和最小调谐频率的差值压控振荡器要有足够大的调谐范围才能满足输出频率达到所需要的值。
3.调谐增益
即压控振荡器的灵敏度，是指单位的输入电压与输出频率的变化，一般用Kv表示，单位是Hz/V，在实际应用上讲，压控器的灵敏度越高，噪声响应在控制线路上越强，结果干扰输出频率就越大，就会使压控振荡器的噪声性能降低。所以需要寻找VCO的增益和噪声性能的平衡。
4.输出振幅
即VCO输出频谱的峰值。通过优化相位噪声，就要尽可能的加大输出电压时的幅值，从而会使压控增益降低。不断减少，要提高输出的幅值尤其重要伴随着CMOS工艺的不断发展，输入电压不断减少，要提高输出的幅值尤其重要。
5.调谐线性度
就是指压控增益，理想的压控振荡器其是常数，实际工作中压控振荡器的表现是非线性的，要想在整个调谐范围内使。为常数，尽量使其在调谐范围内变化最小。
6.相位噪声
振荡器进入稳定状态时，电路中的噪声干扰电路工作，这就是相位噪声。单位是dBc/Hz.
7.功耗
在工作中，电路中的噪声、降低功耗是CMOS压控振荡器主要的研究方向，振荡器的功耗与工作的频率、输入的电压及输出的频率大小等有密切联系。目前振荡器功耗能达到一到几十mW。
8.其他性能指标
输出频率的频谱密度，由于噪声等其他影响，输出的波形并不是理想波形，为了尽量使其达到理想波形，设计电路时要抑制谐波的存在；电源与共模抑制，电源噪声对压控振荡器影响也较大，为了达到较好的共模抑制，在设计时要视情况采取差动线路或其他线路。
4.用模拟方式设计一个方波发生器和三角波发生器,频率在100Hz到10
1.直流稳压电源的设计与制作 要求设计制作一个多路输出直流稳压电源，可将220V/50HZ交流电转换为多路直流稳压输出：+12V/1A,-12V/1A,+5V/1A,-5V/1A,+5V/3A及一组可调正电压。
2.高保真音频功率放大器的设计与制作 要求设计制作一个高保真音频功率放大器，输出功率10W/8Ω，频率响应20~20KHZ，效率>60%，失真小。 3.函数发生器的设计与制作 要求设计制作一个方波-三角波-正选波发生器，频率范围 10~100Hz,100Hz~1KHz,1KHz~10KHz；正弦波Upp≈3v，三角波Upp≈5v，方波Upp≈14v，幅度连续可调，线性失真小。
要求：1）课题名称。 2）设计任务和要求。
3）方案选择与论证。 4）原理框图，总体电路图、布线图以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。
5）电路调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。
6）收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。是这要求吗？若是就如下 电路原理图如图一所示。
图中的8038为函数发生器专用IC，它具有3种波形输出，分别正弦波、方波和三角波，8038的第10脚外接定时电容，该电容的容值决定了输出波形的频率，电路中的定时电容从C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500μF开始，依次减小十倍，直到5500pF，频率范围相应地从0.05Hz~0.5 Hz~5Hz~50Hz~500Hz~5kHz~50kHz~500kHz，如果C8取250pF，频率可达1MHz。图中的V1、R7、R8构成缓冲放大器，R9为电位器，用于改变输出波形的幅值。
整个电路的频率范围为0.05Hz~1MHz，占空比可以从2%至98%调整，失真不大于1%，线性好，误差不大于0.1%，因此电路很有实用价值。 这个我以前学校里有做过。
大致设计思想是先用三极管振荡出1个正弦波，再经过一级放大（输出正弦波），后面加一级放大限幅的电路（输出方波），最后一级积分电路（输出3角波）。翻翻书吧，模拟电子书上有的 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：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，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。
5.压控振荡器的晶体压控
在用石英晶体稳频的振荡器中，把变容二极管和石英晶体相串接，就可形成晶体压控振荡器。为了扩大调频范围，石英晶体可用AT切割和取用其基频率的石英晶体，在电路上还可采用展宽调频范围的变换网络。
在微波频段，用反射极电压控制频率的反射速调管振荡器和用阳极电压控制频率的磁控管振荡器等也都属于压控振荡器的性质。压控振荡器的应用范围很广。集成化是重要的发展方向。石英晶体压控振荡器中频率稳定度和调频范围之间的矛盾也有待于解决。随着深空通信的发展，将需要内部噪声电平极低的压控振荡器。
VCO的实际应用电路
某彩色电视接收机VHF调谐器中第6-12频段的本振电路如图所示电路中，控制电压VC为0.5-30V，改变这个电压，就使变容管的结电容发生变化，从而获得频率的变化。由图（3）可见，这是一典型的西勒振荡电路，振荡管呈共集电极组态，振荡频率约为170-220MHz ，这种通过改变直流电压来实现频率调节的方法，通常称为电调谐，与机械调谐相比它有很大的优越性。
6.综述施密特触发器型压控振荡器的基本原理以及不同设计方案的比较
施密特触发器型压控振荡器的原理图如下：
开关S1开启时，定时电容器两端的电压V0，以时间常数为 指数的向+Vcc上升，当VO1达到施密特触发器的上阈电压VB时，开关S1闭合，电容器上电压开始以常数 2向某个较低的电压电平VL:VL= 衰减，而 2则为： 2= ，若选择R1,R2的阻值，使VL<VA，则施密特触发器将在VO1=VA时改变状态，使得S1开启，电容C1向+Vcc充电，循环又开始重复。从而得到一组周期性的输出波形，条件是施密特触发器的输出处于高状态时S1闭合。
由施密特触发器组成的压控振荡器的最基本电路如图3-1所示。当外界的输入电压ui控制电流源输出电流IO的变化。当输入电压ui增大时，电流源的输出电流IO也增大，电容C充、放电的时间缩短，施密特电路输出方波信号的周期也缩短，方波信号的振荡频率增加，反之，方波信号的振荡频率将减小，实现输出信号的频率随输入信号电压的变化而变化的目的。
图3-1
如图3-2施密特触发器构成的负向压控振荡器，即振荡频率随VA的增加而减少，这类电路有较宽的调节范围，而且有良好的线性关系。
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