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摘要：本论文设计了多波形信号发生器，器件核心是ICL8038集成芯片。波形发生部分采用ICL8038集成芯片为核心，主要由电阻，电容，电位器，电源电路等组成。信号发生器主要有以下功能：能够产生三角波、方波、正弦波和锯齿波四种波形，幅度、频率均可调。
关键词：ICL8038，正弦波，三角波，矩形波
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-06-419
1 波形发生器的背景及应用
波形发生器又称函数信号发生器，作为实验信号源，是一种不需要输入信号就能产生各种周期性波形输出的电子装置。按照产生的波形来分，有正弦波发生器和非正弦波发生器两大类。非正弦波发生器又包括方波、三角波、锯齿波等。
波形发生器的应用范围很广，几乎覆盖了所有行业。凡是需要使用其它标准信号源所不能提供的激励信号的应用，都可能是任意波形發生器的用武之地;在通信、测量和遥控等许多技术领域有着广泛的应用;在现代社会中，自动化技术已经渗透到社会的各个领域中;在超声波测量技术中，超声换能器（发射换能器和接收换能器）是超声波检测技术的核心部件;高精度、宽频率范围、高稳定性的激励源对于发射换能器及超声检测系统性能的改善和提高起着至关重要的作用[1]。
本论文的任务是根据波形发生器的特点和应用情况，结合新一代高性能芯片及其外围扩展系统设计一种使用简单、性能优良的波形发生器在改变频率的情况下能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等波形。本系统以ICL8038芯片为核心，配置相应的外围设置及接口电路，用Protel开发组成的一个多功能信号发生系统，电路设计具有典型性。本系统中任何一部分电路模块均可移植于实用开发系统中，电路设计具有实用性。
2方案设计
利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器。
1、方框图：
图2 ICL8038芯片构成8038集成函数发生器系统框图
2、工作过程：
8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是集成信号产生器[2]。由于外接电容的充放电电流由两个电流源控制，所以电容电压的变化与时间成线性关系，从而可以获得理想的三角波输出。8038电路中含有正弦波变换器，可以直接将三角波变换成正弦波输出。另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。
3该方案的特点：
（1）线性良好、稳定性好;
（2）频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变;
（3）不存在如文氏电桥那样的过度过程，接通电源后会立即产生稳定的波形;
（4）三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其它波形。
4 波形发生设计原理图
下图中的ICL8038为函数发生器专用IC，它具有3种波形输出，分别为正弦波、方波和三角波，ICL8038的第10脚外接定时电容（用在电路中的电容器称为定时电容，起控制时间常数的作用），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到C5分别为1uF、0.1uF、0.01uF、1000pF、330pF。图中连接4、5脚的R8是调节信号的占空比和频率，连接7、8脚的R11是调节信号的频率，连接1脚的R9和连接12脚的R10都是调节正弦波的失真度[3]。
信号波形发生器可以在单电源（10v到30v）或双电源（±5v到±15v）中工作。由于ICL8038必须要求正、负双电源供电，现选择±12v供电电源。选用双15v的变压器，滤波电容和7812和7912[4]，组成的电路，实现±12v直流电压源的输出。
1、波形发生器电路实物：
5测试电路
为确认ICL8038是否能产生本设计所需的波形，在设计波形电路原理图之前先做一个测试电路，电路原理图设计如下图[5]：
6 测试结果
ICL8038函数发生器电路所得波形：
ICL8038测试电路所得波形：
参考文献
[1] ICL8038波形发生器论文——毕业论文.专业资料库.2014.04.20
http：//www.docin.com/p-493433875.html
[2] 基于ICL8038信号发生器的毕业论文——毕业论文.专业资料库.2014.04.22
http：//wenku.baidu.com/view/35da373a87c24028915fc365.html
[3] ICL8038中文资料——专业资料库.2014.04.20
http：//wenku.baidu.com/view/a6488807cc175527072208bc.html
[4] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M] 高等教育出版社，2005.10
[5] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程[M] 高等教育出版社，2006.1
关键词：ICL8038，正弦波，三角波，矩形波
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2021）-06-419
1 波形发生器的背景及应用
波形发生器又称函数信号发生器，作为实验信号源，是一种不需要输入信号就能产生各种周期性波形输出的电子装置。按照产生的波形来分，有正弦波发生器和非正弦波发生器两大类。非正弦波发生器又包括方波、三角波、锯齿波等。
波形发生器的应用范围很广，几乎覆盖了所有行业。凡是需要使用其它标准信号源所不能提供的激励信号的应用，都可能是任意波形發生器的用武之地;在通信、测量和遥控等许多技术领域有着广泛的应用;在现代社会中，自动化技术已经渗透到社会的各个领域中;在超声波测量技术中，超声换能器（发射换能器和接收换能器）是超声波检测技术的核心部件;高精度、宽频率范围、高稳定性的激励源对于发射换能器及超声检测系统性能的改善和提高起着至关重要的作用[1]。
本论文的任务是根据波形发生器的特点和应用情况，结合新一代高性能芯片及其外围扩展系统设计一种使用简单、性能优良的波形发生器在改变频率的情况下能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等波形。本系统以ICL8038芯片为核心，配置相应的外围设置及接口电路，用Protel开发组成的一个多功能信号发生系统，电路设计具有典型性。本系统中任何一部分电路模块均可移植于实用开发系统中，电路设计具有实用性。
2方案设计
利用ICL8038芯片构成8038集成函数发生器。
1、方框图：
图2 ICL8038芯片构成8038集成函数发生器系统框图
2、工作过程：
8038集成函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、三角波和锯齿波，其振荡频率可通过外加的直流电压进行调节，所以是集成信号产生器[2]。由于外接电容的充放电电流由两个电流源控制，所以电容电压的变化与时间成线性关系，从而可以获得理想的三角波输出。8038电路中含有正弦波变换器，可以直接将三角波变换成正弦波输出。另外还可以将三角波通过触发器变成方波输出。
3该方案的特点：
（1）线性良好、稳定性好;
（2）频率易调，在几个数量级的频带范围内，可以方便地连续地改变频率，而且频率改变时，幅度恒定不变;
（3）不存在如文氏电桥那样的过度过程，接通电源后会立即产生稳定的波形;
（4）三角波和方波在半周期内是时间的线性函数，易于变换其它波形。
4 波形发生设计原理图
下图中的ICL8038为函数发生器专用IC，它具有3种波形输出，分别为正弦波、方波和三角波，ICL8038的第10脚外接定时电容（用在电路中的电容器称为定时电容，起控制时间常数的作用），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到C5分别为1uF、0.1uF、0.01uF、1000pF、330pF。图中连接4、5脚的R8是调节信号的占空比和频率，连接7、8脚的R11是调节信号的频率，连接1脚的R9和连接12脚的R10都是调节正弦波的失真度[3]。
信号波形发生器可以在单电源（10v到30v）或双电源（±5v到±15v）中工作。由于ICL8038必须要求正、负双电源供电，现选择±12v供电电源。选用双15v的变压器，滤波电容和7812和7912[4]，组成的电路，实现±12v直流电压源的输出。
1、波形发生器电路实物：
5测试电路
为确认ICL8038是否能产生本设计所需的波形，在设计波形电路原理图之前先做一个测试电路，电路原理图设计如下图[5]：
6 测试结果
ICL8038函数发生器电路所得波形：
ICL8038测试电路所得波形：
参考文献
[1] ICL8038波形发生器论文——毕业论文.专业资料库.2014.04.20
http：//www.docin.com/p-493433875.html
[2] 基于ICL8038信号发生器的毕业论文——毕业论文.专业资料库.2014.04.22
http：//wenku.baidu.com/view/35da373a87c24028915fc365.html
[3] ICL8038中文资料——专业资料库.2014.04.20
http：//wenku.baidu.com/view/a6488807cc175527072208bc.html
[4] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M] 高等教育出版社，2005.10
[5] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程[M] 高等教育出版社，2006.1