ICL8038信号发生器课程设计报告.docx

课程设计报告题目：基于icl8038信号发生器的设计学 院：理学院 专 业：光信息科学与技术目录技术指标3设计方案及其比较3方案一3方案二3方案三3方案比较4实现方案4调试过程及其结论8心得体会9参考文献10课程设计成绩鉴定表11 基于icl8038信号发生器任务书1. 技术指标设计、组装、调试信号发生器电路，使它能输出正弦波、方波和三角波；其频率在20-20kHz范围内可调；输出电压：方波Up-p4V，三角波Up-p=6V，正弦波Up-p=1V。2. 设计方案及其比较2.1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。其电路图如下：2.2方案二采用5g8038芯片，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0.001Hz300KHz。 2.3方案三采用icl8038芯片，icl8038是一个能够输出三种波形的精密型集成电路，只需要调整外部的相关电容，电阻值就可以产生方波，三角波，正弦波低失真的脉冲信号。在外界温度变化时产生低的频率漂移，工作变化周期宽，占空比可调，具有较高的电平输出范围，容易使用的特点。具有电源电压范围宽，稳定度高，精度高等特点。只需调节外部阻容值达到改变振荡频率的目的。其电路图如下：2.4方案比较 经过查看相关资料并与小组讨论后，决定选着三种方案。这个方案的调幅，调频和失真，比第一种方案要好得多，其灵敏度也要好。与第二种方案相差不大，但是由于条件有限，没有5g8038的芯片。ICL8038是属于高度集成的芯片，相对来说更加容易出功能。这个方案相对容易点，对于我们第一次做可能设计的成功性也有很重要的意义。3. 实现方案采用icl8038芯片作为实现方案。3.1 Icl8038简介：1) 电源的电压范围宽，采用单电源供电时，V+GND的电压范围是+1030V；采用双电源是，V+V-的电压可在正负5正负15V范围内选取，电源电流约为15mA。2) 振荡频率范围宽，频率稳定性好。频率范围是0.001Hz300kHz。3) 输出波形的失真小。正弦失真度5%，三角的失真度为0.1%。4) 矩形波占空比调节范围很宽（1%99%），可获得窄脉冲、方波、宽脉冲输出。5) 输出特性。正弦波；幅度约为V+/5，输出抗阻是1K。矩形波（含方波）；集电极开路输出，幅度接近于V+，三角波（含锯齿波）；幅度为V+/3,输出阻抗为200.调频输入；范围是10kHz，线性度为0.5%。6) 外围电路简单。通过调节外部阻容元件值，很容易改变振荡频率。7) 其芯片结构图如下：Icl8038芯片外部元件外部电源3.2 系统框图输出信号三种波形3.3相关元件参数计算公式T=t1+t2其中t1为电容充电时间，t2为电容放电时间 F=1T三角函数信号在电容充电时，电容电压上升到比较器规定输入电压的13 倍，分得的时间为t1=cvi=13*Vcc*Ra15*Vcc=53*Ra*C在电容放电时，电压降到比较器输入电压的13 时，分得的时间为t2=cvi=C+13Vcc25Vcc*Rb-Vcc5Raf=1t1+t2=35Ra*C*1+Rb2Ra-R3.4 元件清单Icl8038芯片一个，晶体三极管3DG12(9013)一个，可调电阻（100K两个，10k一个，1k一个），电阻（20k一个，10k两个，6.8k一个，4.7k三个，1k一个），电容（200uf一个，0.1uf两个，0.01uf一个，1000pf一个）3.5电路图如下所示：3.6实物图如下所示：4. 调试过程及其结论4.1方波的产生将直流源接到产生方波的线路上面，调节对应的滑动电阻器，使其产生方波，其结果如下图所示：4.2正弦波的产生将直流源连接到能够产生正弦波的电路上面并调节滑动变阻器使其稳定，其结果去下图所示：4.3 三角波的产生将直流源连接到三角波产生的电路上面并调节滑动变阻器，产生的结果如下图所示：4.4 结论Icl8038能够产生稳定的低失真的正弦波，方波，三角波。5. 心得体会这是我们上大学以来的第一次课程设计，刚刚拿到这个实验的时候内心感觉到十分的忐忑，大脑里面对这个实验没有任何概念，后来经过在网上查阅大量的相关资料以及翻阅一些相关书籍才了解到一些知识，并且发现我们这个实验并不是很难，而且由于是使用芯片做实验的，icl8038本来不需要任何外部电路就能够产生三种波形，我们一直很忐忑的心这才放下来，然后我们开始整理思路准备我们的实验设计。方案我们三个人每个人都准备了三个，最后根据我们的条件通过商议采用了一个统一的方案。有时候往往理论与实际相差很大，我们的电路图连接的很完美，但是有时候往往一个小小的失误就会导致致命的错误，由于第一次我们在接外部电源时没有注意正负极的问题导致芯片不出意外的烧毁了，半天的努力就这样付之东流了。然后我们调整好心情，总结失败经验，在每一个细节都很注意，终于达到了预期的效果，产生了三种波形。我们最终成功了。经过这次的课程设计深深认识到团队合作与内部分工的重要性，有凝聚力的团队以及合理的内部分工会起到事半功倍的效果。课程设计不仅加强了我们的动手能力，而且还让我们对这方面的知识理解的更加透彻。跟重要的是我们同学之间的感情更加深厚了。同学之间的合作更加融洽了。6.参考文献模拟电子技术基础（清华大学出版社 主编吴友宇 出版日期：2009年5月）本科生课程设计成绩评定表姓 名蒙志轩性 别男专业、班级光信息科学与技术1003班课程设计题目：基于icl8038信号的发生器的设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评