中文详解ICL8038资料

精品文档 1欢迎下载 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 调频及扫描可以由同一个 外部电压完成 ICL8038 精密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范围广而决定 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 0 1 高线性度 4 具有 0 001Hz 1MHz 的频率输出范围 工作变化周期宽 5 2 98 之间任意可调 高的电平输出范围 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 封装引脚如封装引脚如 下图 下图 精品文档 2欢迎下载 ICL8038ICL8038 内部原理框图内部原理框图 最大限值范围最大限值范围 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 精品文档 3欢迎下载 输出槽电流 管脚3和9 25mA 工作条件 温度范围 ICL8038AC ICL8038BC ICL8038CC 0 to 70 图 1 测试电路 图图 2 2 ICL8038ICL8038 内部详细的示意图内部详细的示意图 精品文档 4欢迎下载 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 它是由内 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 从而改变比较器的输入电平 比较器的状态改 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 电容电压达到比较器 1 输入电压规定值的 2 3 倍时 比较器 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 在单位时间内电容器 端电压将线性下降 当电容电压下降到比较器 2 的输入电压规定值的 1 3 倍时 比较器 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 在以上基本电路中很容易获得 4 种函数信号 假如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 片内部 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 比调节的全部范围 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 精品文档 5欢迎下载 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 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 最佳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部分和 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 小范围变化 连接列在图 3b 是稍微比较方便 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 精品文档 6欢迎下载 图 2A 方波占空比 50 图 2B 方波占空比 80 图 2 相位关系波形 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内部集成电路 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 精品文档 7欢迎下载 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 为了最佳性能某些制 约因素限制了充电电流大小 在低端 电流小于 1 a 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 最佳性能是充电电流的 10 a 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 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范围内 波形水平控制输出及电源发生器波形水平控制输出及电源发生器 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 崩溃限制内 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 精品文档 8欢迎下载 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 扫描范 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 图 5B 频率扫描的连接 精品文档 9欢迎下载 图 5 典型应用典型应用 正弦波输出有比较高的输出阻抗 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 使输出在开始总有相 同的斜面 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 精品文档 10欢迎下载 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