方波/三角波/正弦波信号发生器(ICL8038) 该信号发生器采用了精密波形发生器单片集成电路ICL8038。该电路能够产生高精度正弦波，方波，三角波，所需外部元件少。频率可通过外部元件调节。ICL8038的正弦波形失真＝1%，三角波线性失真＝0.1%，占空比调节范围为2%~98%。 ICL8038的第10脚外接定时电容，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至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500μF开始，依次减小十倍，直到5500pF，频率范围对应为0.05Hz～0.5 Hz～5Hz～50Hz～500Hz～5kHz～50kHz～500kHz。电路中的V1、R7、R8构成缓冲放大器，R9 为电位器，用于改变输出波形的幅度。 附：基于ICL8038函数信号发生器的设计 本设计是以ICL8038 和AT89C2051 为核心设计的数控及扫频函数信号发生器。ICL8038 作为函数信号源 结合外围电路产生占空比和幅度可调的正弦波、方波、三角波; 该函数信号发生器的频率可调范围为1~100kHz, 步进为0.1kHz, 波形稳定, 无明显失真。 1.系统设计框图 如图1 为系统设计框图。本设计是利用键盘设置相应的频率值, 根据所设置频率段选择相应电容, 经计算获得相应数字量送数字电位器实现D/A 转换, 同时与参考电压( 本例为5.5V) 相加后形成数控调压去控制ICL8038 第8 脚, 这样即可由ICL8038 实现对应频率值的矩形波、三角波和正弦波。方波幅度经衰减后送单片机可测得信号源频率并由数码管显示。 2.电路原理图 图2 为电路原理图。其中AT89C2051 是8 位单片机, 其中: P1.4~P1.7、P1.2、P1.3、P3.0、P3.1 作为数 码显示; P3.3、P3.5 、P3.7 作为键盘输入口; P3.4 作为计数口, 用于测量信号源频率;P3.0~P3.2 作为数字电位器的SPI总线; P1.1、P1.0 可根据需要扩展继电器或模拟开关选择ICL8038第10 脚( CAP) 与第11 脚间的电容C。 MCP41010 是8 位字长的数字电位器, 采用三总线SPI 接口。/CS: 片选信号, 低电平有效; SCK:时钟信号输入端; SI: 串行数据输入端, 用于寄存器的选择及数据输入。MCP41010 可作为数字电位器, 也可以作为D/A 转换器, 本设计是将MCP41010 接成8 位字长的D/A 转换器, MCP41010 根据输入的串行数据, 对基准电压进行分压后由中间抽头输出模拟电压, 即VPWO =DN/256VREF ( 式中VREF=5V) 。 函数发生电路ICL8038, 图2所示是一个占空比和一个频率连续可调的函数发生电路。ICL8038是一种函数发生器集成块, 通过外围电路的设计, 可以产生高精密度的正弦波、方波、三角波信号, 选择不同参数的外电阻和电容等器件, 可以获得频率在0.01Hz~300kHz 范围内的信号。通过调节RW2 可使占空比在2%~98%可调。第10 脚( CAP) 与第11 脚间的电容C 起到很重要的作用, 它的大小决定了输出信号频率的大小, 当C 确定后, 调节ICL8038 第8 脚的电压可改变信号源的输出频率。从ICL8038 引脚9(要接上拉电阻)输出的波形经衰减后送单片机P3.4 进行频率测量。 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和下降斜率逐次逼近正弦波的斜率。ICL8038 中的非线性网络是由4 级击穿点的非线性逼近网络构成。一般说来, 逼近点越多得到的正弦波效果越好, 失真度也越小, 在本芯片中N= 4, 失真度可以小于1。在实测中得到正弦信号的失真度可达0.5 左右。其精度效果相当满意。为了进一步减小正弦波的失真度, 可采用图2 所示电路中两个电位器RW3 和RW4 所组成的电路, 调整它们可使正弦波失真度减小。当然, 如果矩形波的占空比不是50% , 矩形波不再是方波, 引脚2 输出也就不再是正弦波了。 图2 电路原理图 经实验发现, 在电路设计中接10 脚和11 脚的电容值和性能是整个电路的关键器件, 电容值的确定也就确定电路能产生的频率范围, 电容性能的好坏直接影响信号频率的稳定性、波形的失真度, 由于该芯片是通过恒流源 对C 充放电来产生振荡的, 故振荡频率的稳定性就受到外接电容及恒流源电流的影响, 若要使输出频率稳定, 必须采用以下

有ICL8038构成可调频率的信号发生器，调节可调电阻的阻值改变频率，频率范围：200Hz~2kHz，有LM2907构成频率电压变换器，使输入200HZ输出1v，输入2kHZ输出5v.

1 载波波形为正弦波,频率100kHz～500kHz可调节。 2 调制信号由高频信号发生芯片ICL8038实现，设计拨码开关实现方波，三角波，正弦波的切换，调制信号可调频率范围500Hz～5kHz。正弦波(Vpp＞1V)、方波(Vpp＜5V)、三角波（Vpp＜6V）。 3 调幅系数可调，范围0~1可调。 模块介绍: 1.调幅信号发送器分三部分组成: ICL8038 信号产生部分、 NE555 载波产生部分、 MC1496 信号调制部分。 2.ICL8038仿真电路部分， 有输出信号占空比调节、 频率调节（ 范围大于 500-5K）、 两个正弦波失真度调节、 输出信号幅度调节（ 调节这里的幅度即改变了调幅度）。 3.载波部分， 为 NE555 定时器产生 100K-500K 的方波信号， 然后通过一个一阶RC 高通滤波和一个二阶 LC 低通滤波得到交流正弦波 4.MC1496部分，包含一个平衡电位器，调节输出调制波的幅度 系统框图: ICL8038的仿真图: NE555载波产生电路: 2N2222搭建MC1496调制电路: 测试: 测试前应该先拔掉跳帽，接通电源，测ICL8038跳帽输出端调节频率调节电位器调到所要频率（500-5K），可以切换拨码开关选择不同波形，调节ICL8038输出信号的幅度就改变了调幅度。 NE555部分，可以调节电位器改变载波信号频率，调节NE555部分的调幅电位器将幅度调到500mV左右。 把两个跳帽接上，因为我们已将平衡电位器调好，所用直接测试输出端即可看到调制输出波形。 中间遇到几个问题，就是频率无法达到500k然后将两个5.1k的电阻改为了2.2k，达到了那个频率要求。

模电课程设计 可实现可调占空比的方波、正弦波、三角波的功能； 电路简单，功能稳定； 含Proteus仿真文件，实物图，设计报告，参考文献。

函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路。当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波。因此，广泛用于仪表之中。 一、电路结构 函数发生器ICL8038的电路结构如图虚线框内所示，共有五个组成部分。两个电流源的电流分别为IS1和IS2，且IS1=I，IS2=2I；两个电压比较器Ⅰ和Ⅱ的阈值电压分别为 和 ，它们的输入电压等于电容两端的电压uC，输出电压分别控制RS触发器的S端和 端；RS触发器的状态输出端Q和 用来控制开关S，实现对电容C的充、放电；两个缓冲放大器用于隔离波形发生电路和负载，使三角波和矩形波输出端的输出电阻足够低，以增强带负载能力；三角波变正弦波电路用于获得正弦波电压。 RS触发器是数字电路中具有存储功能的一种基本单元电路。Q和 是一对互补的状态输出端，当Q=1时， ；当Q=0时， 。S和 是两个输入端，当 时，Q=0时， ；反之，当 时，Q=1时， ；当S=0， 时，Q和 保持原状态不变。 两个电压比较器的电压传输特性如下图所示。 二、工作原理 ★当给函数发生器ICL8038合闸通电时，电容C的电压为0V，根据电压比较器的电压传输特性，电压比较器Ⅰ和Ⅱ的输出电压均为低电平；因而RS触发器的 ，输出Q=0， ； ★使开关S断开，电流源IS1对电容充电，充电电流为 IS1=I 因充电电流是恒流，所以，电容上电压uC随时间的增长而线性上升。 ★当上升为VCC/3时，电压比较器Ⅱ输出为高电平，此时RS触发器的 ，S=0时，Q和 保持原状态不变。 ★一直到上升到2VCC/3时，使电压比较器Ⅰ的输出电压跃变为高电平，此时RS触发器的 时，Q=1时， ，导致开关S闭合，电容C开始放电，放电电流为 IS2-IS1=I 因放电电流是恒流，所以，电容上电压uC随时间的增长而线性下降。 起初，uC的下降虽然使RS触发的S端从高电平跃变为低电平，但 ，其输出不变。 ★一直到uC下降到VCC/3时，使电压比较器Ⅱ的输出电压跃变为低电平，此时 ，Q=0， ，使得开关S断开，电容C又开始充电，重复上述过程，周而复始，电路产生了自激振荡。 由于充电电流与放电电流数值相等，因而电容上电压为三角波，Q和 为方波，经缓冲放大器输出。三角波电压通过三角波变正弦波电路输出正弦波电压。 结论：改变电容充放电电流，可以输出占空比可调的矩形波和锯齿波。但是，当输出不是方波时，输出也得不到正弦波了。

方波/三角波/正弦波信号发生器(ICL8038)电路图

函数信号发生器ICL8038的详细设计，函数信号发生器是一种可产生方波、三角波和正弦波的信号发生器。

PROTUS仿真电路，可调波形。可自制函数发生器

本文件是基于ICL8038信号发生器进行的仿真，频率为1KHz，能够产生正弦波，方波和锯齿波！

本设计是以ICL8038和AT89C2051为核心设计的数控及扫频函数信号发生器。 ICL8038作为函数信号源结合外銎电路产生占空 比和幅度可调的正弦波、 方波、 三角波；该函数信号发生器的频率可调范围为 1 K H z 一1 0 0 K H z ， 步进为0 ． 1 K H z ， 波形稳定， 无明显失真。 关键词 数控 ； 扫频；ICL8038波形发生器；AT89C2051单片机