ICL8038芯片的功能及其应用毕业论文.doc

苏州工业园区职业技术学院毕业论文（设计）电ICL8038芯片的功能及其应用毕业论文目录一、引言1二、调频、鉴频的原理 1（一）调频原理 1（二）鉴频原理 2三、锁相环电路 2 （一）锁相环路主要特点2 （二）锁相环路的跟踪特性3 （三）锁相环路的工作原理 3 （四）锁相环路的基本特性 3四、CD4046的工作原理 3 （一）引脚功能 3 （二）CD4046内部电原理框图 4五、锁相调频、鉴频电路 6（一）锁相调频电路鉴频 6（二）锁相鉴频电路 7结束语 8参考文献 9苏州工业园区职业技术学院毕业论文（设计）一、引言在电子电路的实验中常常需要能产生各种函数信号的函数发生器，用以作为模拟电路中的信号源。用分立元件及集成云放所组成的函数发生器，其电路的结构比较复杂 ，实验过程中不易调试。而采用ICL8038函数发生器集成电路，外围加以少许电容元件，即可获得所需的方波，三角波，正弦波函数信号。单片集成电路函数发生器，能产生高质量，高稳定，高精度的正弦波，方波，三角波，斜波及脉冲波形，可实现调幅，调频。使用于波形产生，扫描产生，AM/FM生产，FSK生产，锁相环等电路中。发生器种类非常多，在高科技技术领域运用也很多，有函数信号发生器，静电发生器，高压脉冲发生器，波行发生器，臭氧发生器，电流发生器，图形发生器，信号发生器等。发生器在计算机技术，自动控制和测试，仪器仪表和通信等许多领域中，常常需要使用不同类型的信号源。根据自激震荡的原理，将晶体放大器或运算放大器与电阻，电感，电容，变压器等元件相结合，可以构成不同种类的发生器。二、ICL8038简介（一）外部引脚排列ICL8038的外部引脚排列如图2.1所示。1. 正弦波线性调节；2. 正弦波输出；3. 三角波输出；4. 恒流源调节；5. 恒流源调节；6. 正电源；7. 调频偏置电压；8. 调频控制输入端；9. 方波输出（集电极开路输出）； 10. 外接电容；11. 负电源或接地；12.正弦波线性调节；13、14. 空脚图2.1 ICL8038的外部引脚排列图（二）内部原理电路框图ICL8038由恒流源I1、I2，电压比较器C1、C2和触发器等组成，其内部原理电路框图如图2.2所示。电压比较器C1、C2的门限电压分别为2VR/3和VR/3（ 其中VR=VCC+VEE），电流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节，且I2必须大于I1。当触发器的Q端输出为低电平时，它控制开关S使电流源I2断开。而电流源I1则向外接电容C充电，使电容两端电压vC随时间线性上升，当vC上升到vC=2VR/3 时，比较器C1输出发生跳变，使触发器输出Q端由低电平变为高电平，控制开关S使电流源I2接通。由于I2I1 ，因此电容C放电，vC随时间线性下降。当vC下降到vCVR/3 时，比较器C2输出发生跳变，使触发器输出端Q又由高电平变为低电平，I2再次断开，I1再次向C充电，vC又随时间线性上升。如此周而复始，产生振荡。若I2=2I1 ，vC上升时间与下降时间相等，就产生三角波输出到脚3。而触发器输出的方波，经缓冲器输出到脚9。三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚2输出。当I1I22I1 时，vC的上升时间与下降时间不相等，管脚3输出锯齿波。因此，ICL8038能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波等四种不同的波形。高电压比较器的值电压V=2/3(Vcc+Vee)，低电压比较器的值电压V=1/3(Vcc+Vee)。它们分别在电容器上的电压超过V或者低于V时，比较器翻转，从而控制触发器的工作状态，电流源的大小可以通过外接电阻调节，为保证电容器能线性放电，电流1必须大于电流2。图2.2 ICL8038的内部原理电路框图（三）简易的测试电路电路使得三角波的上升时间为5/3RC，下降时间为（5/3）（RRC/2R1-R2）所以振荡频率为F=1/T1+T2，当R1=R2，T1=T2时，三角波、正弦波振荡频率都为F=0.3/R1C。图2.3为测试电路图。图2.3 测试电路图（四）典型应用由图2.4可见，管脚8为调频电压控制输入端，管脚7输出调频偏置电压，其值（指管脚6与7之间的电压）是(VCC+VEE/5) ，它可作为管脚8的输入电压。此外，该器件的方波输出端为集电极开路形式，一般需在正电源与9脚之间外接一电阻，其值常选用10k左右，如图XX_03所示。当电位器Rp1动端在中间位置，并且图中管脚8与7短接时，管脚9、3和2的输出分别为方波、三角波和正弦波。电路的振荡频率f约为0.3/C(R1+RP1/2) 。调节RP1、RP2可使正弦波的失真达到较理想。当RP1动端在中间位置，断开管脚8与7之间的连线，若在+VCC与-VEE之间接一电位器，使其动端与8脚相连，改变正电源+VCC与管脚8之间的控制电压（即调频电压），则振荡频率随之变化，因此该电路是一个频率可调的函数发生器。如果控制电压按一定规律变化，则可构成扫频式函数发生器。图2.4典型应用图三、基于ICL8038的信号发生器基于ICL8038的函数信号发生器的电路如图3.1所示。振荡器脚7须外接电容CT，脚6须外接电阻RT。振荡器频率f由外接电阻RT和电容CT决定，f=1.18/RTCT。本设计将Boost电路的开关频率定为10kHz，取CT=0.22F，RT=5k；逆变桥开关频率定为5kHz，取CT=0.22F，RT=10k。振荡器的输出分为两路，一路以时钟脉冲形式送至双稳态触发器及两个或非门；另一路以锯齿波形式送至比较器的同相端，比较器的反向端接误差放大器的输出。误差放大器实际上是个差分放大器，脚1为其反向输入端；脚2为其同相输入端。通常，一个输入端连到脚16的基准电压的分压电阻上（应取得2.5V的电压），另一个输入端接控制反馈信号电压。本系统电路图中，在DC/DC变换部分，SG35241芯片的脚1接控制反馈信号电压，脚2接在基准电压的分压电阻上。误差放大器的输出与锯齿波电压在比较器中进行比较，从而在比较器的输出端出现一个随误差放大器输出电压高低而改变宽度的方波脉冲，再将此方波脉冲送到或非门的一个输入端。或非门的另两个输入端分别为双稳态触发器和振荡器锯齿波。双稳态触发器的两个输出端互补，交替输出高低电平，其作用是将PWM脉冲交替送至两个三极管V1及V2的基极，锯齿波的作用是加入了死区时间，保证V1及V2两个三极管不可能同时导通。最后，晶体管V1及V2分别输出脉冲宽度调制波，两者相位相差180。当V1及V2并联应用时，其输出脉冲的占空比为090；当V1及V2分开使用时，输出脉冲的占空比为045，脉冲频率为振荡器频率的1/2，在本系统电路图（图1）中，两块SG3524都为并联使用。当脚10加高电平时，可实现对输出脉冲的封锁，进行过流保护。图3.1 基于ICL8038的函数信号发生器的电路本电路的调试步骤为：当接通电源后，将R调到最低,然后调节领电位器，使IC8038起振，将开关断开，调节使方波的占空比为50%，调节使出端电压为五分之三的VCC-VEE，使12端的电压为2倍的VCC-VEE再除五，就得到比较理想的正弦波电压输出。结束语本次毕业设计是我们即将毕业学生在校期间的一次理论和实践相结合的教学活动。它使我们大学三年所学知识的一个综合运用，它涉及到许多门学科，也是检验我们在走向工作岗位之前对今后所从事的技术工作的基础步骤，思维方式，以及相关技能，进行一次适应性的训练，为今后真正走向工作岗位做好充分准备。“集成函数发生器”运用了单片IC及模拟电子知识，通过单片IC实现了课题要求，使系统能较准确完善的运行，我们这项课题中主要采用了ICL8038集成块。在设计期间，我翻阅了大量资料，寻找与我们设计有关的书籍，对所用芯片的功能，技术参数有了进一步的了解，在实践过程中，受益匪浅，对平时所学的知识有了进一步的深入。这次毕业设计，我的知识面得到了拓宽，做到了理论联系实际，动手能力也有很大的提高，更体会到了合作精神的重要，与此同时也发现自己知识的匮乏，在今后的工作中我还需要不断的用知识充实自己、武装自己。致谢本论文是在李红益老师的悉心指导和关怀下完成的。李老师有渊博的知识、灵活的思维、敏锐的洞察力和严谨的学风让我受益非浅。李老师为我指明了课题方向，让我杂乱的思绪一下子清晰起来。在论文写作过程中，更少不了李老师无微不至的指导。在此工作中我的朋友、同学也给了我无数的意见和帮助，