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1、系、部领导审批并签名大作业2012 2013 学年第 二 学期期课程 通用集成电路测试与选择 (大作业)系 信息工程系 专业 电子信息工程 班级 11电子应用技术 课程设计大作业 2012-2013学年第 二 学期课程名称: 通用集成电路测试与选择 设计内容: 函数信号发生器的设计 专业班级: 学生学号: 学生姓名: 任课老师: 设计时间: 2013年5月 信息工程系目 录一、设计要求3二、设计方案、电路图和工作原理4三、软件仿真7四、元器件清单表8五、焊接和调试9六、过程照片10七、总结、心得及其他13八、指导老师评定14一、设计要求 完成脉冲波、三角波和正弦波的信号发生电路设计,完成电路(
2、或者部分电路)仿真,完成产品的焊接和调试 二、设计方案、电路图和工作原理方案一: 由文氏电桥产生正弦波,然后通过比较器方波,方波积分可得到正弦波。这一方案为一开还回路,结构简单,产生正弦波和方波失真较小。但对于三角波的产生有一定的难度,而且幅度稳定性难以达到要求,通过软件仿真会发现积分器极易产生失调。方案二: 用ICL8038芯片构成集成函数信号发生器,ICL8038芯片可以用来产生正弦波、方波和三角波。该方案有一下几个特点: (1)线性好、稳定性好; (2)三角波和方波在半周期内时间的线性函数,易于变换其他波形; (3)不存在文氏那样的国度过程,通电后就可以产生稳定的波形。综合上述分析,我采
3、用方案二来产生信号。下面介绍ICL8038芯片。1.ICL8038芯片的简介 a.ICL8038的管脚图如图1所视图1b.ICL8038管脚功能 脚1、12(Sine Wave Adjust):正弦波失真调节;脚2(SineWave Out):正弦波输出;脚3(Triangle Out):三角波输出;脚4、5(Duty Cycle Frequency):方波占空比调节,正弦波和三角波的对称调节;脚6(V+):正电源10V18V;脚7(Fm Blas):内部频率调节偏置电压;脚8(Fm Sweep ):外部扫描频率电压输入;脚9(Square Wave Out);方波输出,为开路结构;脚10(T
4、iming Capacitor):外接振荡电路;脚11(V_ Or Gnd):负电源或地;脚13、14(NC):空脚。c.ICL内部原理框图如图2所示图2 说明:电压比较器#1和电压比较器#2的阀值电压分别为2/3(V+V-)和 1/3(V+V-),电流源#1和电流源#2的电流为I1和I2.电容C的电压为Uc.电路的工作原理: 当触发器输出低电平时,电流源#2断开,电流I1向外接电容C进行恒流充电,电容C两端点呀uc随时间线性上升。当uc达到2/3(V+V-)时,电压比较器#1的输出电压发生跳变,使触发器输出由低电平变为高电平,它又控制电子开关闭合,使电流源#2接通。由于I2I1,因此电容C放
5、电,uc随时间线性下降。当uc下降到1/3(V+V-)时,电压比较器#2的输出电压发生跳变,使触发器输出由高电平又变为低电平,它又控制电子开关断开,I1再次给C恒流充电,uc又随时间线性上升。如此周而复始,产生振荡。 如果I2=2I1,则电容充放电时间常数相等,触发器输出方波,经过缓冲器由管脚9输出方波电压。在上述条件下,uc线性上升时间和下降时间相等,为三角波。通过缓冲器由管脚3输出三角波。三角波通过电路内部的正弦波变换电路,由管脚2输出正弦波电压。d.函数发生器的电路原理图如图3所示:图3 这是失真小的函数发生器,图中RA和RB处串接了一个1K的电位器,其作用是调节正弦波的对称和方波占空比
6、。当电位器的两端处于中间位置使RA=RB时,产生占空比为50%的方波信号,对称的三角波和正弦波。两个100K的电位器用来调节正弦波的失真度,可以使正弦波失真度减小0.5%左右。三、软件仿真打开proteus软件,选择元器件,然后接好线.仿真图如图4所示图4仿真结果如图5所示图5上面已经说过图4的工作原理,与仿真结果一样.四、元器件清单表表1 元器件清单表序号名称规格型号代号封装数量备注1电阻10KR1 R2 R3 R4 R5AXIAL0.452电位器1KRV1VR513电位器100KRV2 RV3VR524电容3300pFCRB.2/.415ICL8038芯片ICL8038SIP121表1注:
7、 要和电路图对应上,写上全部元器件五、焊接和调试焊接和调试的步骤和过程:焊接步骤: 1.布局 用元器件在万用板上布好局,首先要让元器件在万用板上摆放美观得体、 同时要考虑焊接路线,尽量小用非线。 2.焊接顺序 先焊小的元器件,后焊大的元器件(由小到大) 3.焊接方法 电容和发光二极管先焊一个管脚以固定元器件,接着焊另外一个管脚。 单排针就先焊两边的管脚以作固定,再焊其他管脚。 IC紧锁座就先焊对脚的2个管脚以作固定,接着焊其他管脚。 然后按照电路原理图把元器件焊连起来。 4.注意事项 焊接时要细心,避免短路。调试步骤 1.焊接好电路图后,对着原理图从芯片的1脚到12脚开始检查电路看看有没有 焊错。 2.用万用表来测量电路,看看有没有短路。 3.调电位器的电阻,以得到较好的波形。六、过程照片上述过程的照片,焊接和调试以及波形照片,如下图七、总结、心得及其他 通过这次课程设计加强了我们的动手、思考和解决问题的能力,同时也进一步了解模电和数电的知识。让我深刻体会的理论与实践乡结合的重要性和团队合作的重要性。在遇到问题时我们要冷静思考,知难而进,深信问题终将会被解决。最后感谢老师和同学。八、指导老师评定序号评定内容分值评定得分1硬件工艺302硬件功能303完成速度104报告格式和内容30合计得分第 14 页 共 14 页
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