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精密波形发生器概述：ICL8038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,锯齿波和脉冲波形的单片综合集成电路.频率(或重复频率)可用外部电阻器或电容器来调节选定，范围从0.001hz到高于300khz并且,用外部电压可以完成频率调制及扫频.ICL8038的制造采用了先进的整体技术，采用肖特基势垒二极管、薄膜电阻使电路输出在温度和电源变化较大的范围内保持稳定。这个芯片与锁相环路配合，以减少温度漂移使小于250ppm／℃特点：1、低温度—频率漂移，…………………………250ppm／℃；2、低失真度…………………………1％（正弦波输出）；3、高线性度…………………………0．1％（三角波输出）；4、宽具频率输出范围…………………………0．001Hz～300kHz的；；5、可变占空比…………………………2％～98％；6、宽电平输出…………………………从TTL至28V；7、同时输出正弦波、三角波和方波；8、易于使用，只需要很少的外部元件。封装引脚如下图：ICL8038内部原理框图最大限值范围：供电电压(V-toV+)...................36V输入电压(任何管脚)...................V–到V+输入电流（管4-5）.......................................25mA输出槽电流（管脚3和9）..................................25mA工作条件温度范围ICL8038AC,ICL8038BC,ICL8038CC............0℃to70℃图1：测试电路图2ICL8038内部详细的示意图应用信息（看功能图）由两个恒流源对外接电容C进行充电和放电，恒流源2的工作状态由触发器控制，同时恒流源1始终打开。假设，触发器使得恒流源2关闭电容C由恒流源1充电，电容器C两端电压随时间线性上升。当这个电压达到比较器1的输入电平（设定在2/3电源电压），触发器翻转改变状态，使恒流源2处于关闭状态。恒流源2通常运载电流为2I,这使得电容器以净电流I放电，电容两端电压随时间线性下降。当这个电压下降到比较器2的输入电压（设定值的1／3电源电压），使触发器又翻转回到原来的状态，并且在重新开始下一个循环。很容易从基础电路获得4种信号波形。分别设定电流源为I和2I使得电容器充、放电过程的时间相等。电容两端电压就是三角波，触发器的状态翻转就产生方波信号。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。恒流源的运载电流可通过两个外部电阻在较宽的范围内设定。因此，两个恒流源的设定值都能在I到2I范围内设定，这样就能在终端3（pin）得到锯齿波同时，在终端9（pin）得到一个占空比从小于1%到大于99%的脉冲波形。正弦信号的产生是由三角波信号经过非线性网络变换而获得。这个网络在三角波传输的路径中提供一个递减的阻抗梯度。波形时序所有波形对称性都可由外部定时电阻器来调整。二种可能的实现方式显示在图3。最佳的结果是使得各自独立的定时电阻器RA和RB保持一致(a)。RA控制三角波，正弦波的上升沿部份和矩形波“1”状态。三角信号波形的幅度被设置在1/3电源电压;因此三角的上升沿是,三角波和正弦波下降部分和矩形波的“0”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，图3B所示连接方式比较方便.1k的电位器不能允许占空比达到50%。如果占空比达到50%,需用2k或5k的电位器。用两个独立的定时电阻器，频率由下式给出: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,尽管集成电路内部的电压都有规定.这是由于两个电流和引导门限值以及电源电压是线性功能，使得他们的作用相互抵消减少失真改变管脚11和12之间的82K电阻使得正弦波失真最小。这种方式使失真可以达到少于1%。为了进一步减少失真,二只电位器可按图4上显示的连接;这种典型构造使得正弦波畸变减小接近0.5%图4.正弦波失真达到最低的连接选择RA，RB和C对任何特定的输出频率,有广泛的RC组合,然而,为了最佳性能对充电电流大小受到限制。在低端,电流小于1μA是不可取的,因为在高温状态下电路的漏电流将产生很大误差。更高的电流(I＞5ma),晶体管β值和饱和电压将会引起越来越大误差。那么，为获得最佳性能，充电电流应在10μA-1mA。如果管脚7和8短接在一起，由RA确定的充电电流的大小,可由下式算出:R1和R2被显示在详细的概要。相似的计算适合RB。电容器数值在可能的范围内取值最大的。输出波形电平控制及电源波形发电器既可以单电源(10v到30v)也可以双电源(±5v±15v)供电。单电源供电时，三角波和正弦波平均电平为供电电压的一半,同时，矩形波的电平在V+和接地之间变化。双电源供电的好处是所有信号波形是关于地对称的方波输出需接上拉负载电阻.对于不同的电源连接负载电阻，只要外加电压不超过波形发生器击穿范围内(30v)。这样一来,方波输出可与TTL兼容(负载电阻连+5v),而波形发生器本身可以用一个更高的电压供电。频率调制和扫频波形发生器的频率是终端8直流电压(以V+为基点测量)决定的。改变这个电压,可实现频率调制。对于小偏移(例如±10%)调制信号,可以直接是作用于管脚8，仅需连接直流去耦电容器如图5A。管脚7和8之间不需要外部电阻,但它可以用来增加输入阻抗从约8kΩ(管脚7和8连在一起)增加到约(R+8kΩ)。对于较大调频偏差或扫频,调制的信号是应加在正电压和管脚8之间(图5B)。这样电流源的全部偏移由调制信号产生,并且扫描范围非常大(例如1000:1)(f=0时Vsweep=0)。然而,必须考虑调节电源电压;在这种构造中充电电流已不再是芯片供电电源提供(但触发器的门限值仍然是)所以频率依赖于电源电压。因此，加在管脚8的扫描电压应为从V+到1/3(Vsupply-2V)。图5.A。调频的连接图5B。频率扫描的连接图5典型应用正弦波输出有相对较高的输出阻抗(1kΩ典型值)。图6电路中提供缓冲,增益和幅度调节。使用一个简单运算放大器作为输出放大。图6.正弦波输出缓冲放大器采用双电源供电，外部电容器接在管脚10上，为了中断ICL8038振荡管脚10可以短接至地。图7所示场效应开关，二极管和输入的选通信号,使输出总是以相同的斜率开始。图7音频脉冲发生器要在ICL8038上获得1000:1的扫频范围，外部电阻器RA和RB上的电压必须降到接近于零。这就要求控制管脚8的最高电压超出RA和RB的电压的几百mv。图8中用一个二极管降低ICL8038的有效电源电压达到这个目的。管脚5上的大电阻有助于减少占空比随扫频的变化。与输出频率所对应输入扫描电压的线性可通过一个运算放大器得到极大的改进，如图10所示。图8.可变音频振荡器,20hz至20khz图9稳定锁相环振荡器的波形发生器用于锁相环路图9中是一个使用了ILC8038的高频率稳定度锁相环路模块。在此例中与其他功能电路，如鉴相器、放大器等(e.g.,MC4344,NE562)IC组成。为了使这个模块的各部分相匹配，必须采取两个步骤。第一，要用两个电源供给相应的部分并且将方波信号提供给相位侦测电路。这样确保VCO（压控振荡器）所输入电压不超出相位侦测电路的能力。如果需要一个更小的VCO信号，用一个简单的电阻分压器连接在波形发生器的第9脚和相位侦测电路的VCO信号输入端之间。第二，放大器的DC输出电平必须与波形发生器的FM输入DC电平兼容（管脚8,0.8V+）。如果放大器是一个较低的输出电平或对地是一个较高的电平，对V+用一个最简单的分压器即可（如图R1,R2）这个分压器可做成低通滤波器。在这个运用中不仅提供了自由频率运行时具有极低的温度漂移，而且重新产生一个和输入信号同频的大正弦波信号。进一步的信息参阅Intersil公司的应用注释AN013“关于ICL8038你想知道的每件事”术语定义供电电压(VSUPPLY).从V+到V-全供电电压.供电电流.是指电源提供给芯片、外部负载和通过RA、RB.的电流总和。频率范围.确保电路运行的方波输出频率扫频范围.由管脚8上的扫描电压所获得的最大、最小频率的比率。对于正确的运行，扫描电压应在(2/3VSUPPLY+2V)VSWEEPVSUPPLY之间。FM（调频）线性.由控制电压对应的输出频率曲线得到的百分比。输出幅度.输出端的峰-峰值信号幅度。饱和电压.当Q23晶体管导通时，集电极的输出电压。这是用2mA的反向电流测量的。.上升和下降时间.方波信号从10%到90%,或90%到10%,变化所需要的时间三角波线性.三角波的上升和下降对于最合适的直线的百分比。总谐波失真.正弦波的总谐波失真。（完）