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电子制作——一个电调的诞生之路
电子制作——ICL8038信号发生器

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前言
一、芯片原理
二、原理图
三、电路板
总结

前言

寒假放假在家，手头刚好缺了一个信号发生器用。在网上查了资料，发现ICL8083这个芯片很不错，虽然有点老，但是用起来方便，制作电路板发厂又很简单，所以做了一个DEMO以供实验用。

一、芯片原理

ICL8038是一个可以产生多种波形的精密振荡集成电路，通过调整外围元件可以产生从0.001HZ～300kHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。并且其输出波形的频率和占空比还可以进行控制。另外由于该芯片具有调频信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。

ICL8038由于比较老，它的封装形式依旧是古老的DIP直插封装。通过参数手册上的引脚分布图和引脚功能介绍图，我们可以清楚的看到。ICL8038可以同时输出矩形波、三角波以及正弦波。同时，有多个输入接口，可以外接可变电阻来对频率、占空比、失真度等参数进行实时调节。

ICL8038 是单片集成函数信号发生器，上图是它的内部框图。我们可以看到它的内部包含了恒流源（Current Source）、电压比较器（Comparator）、触发器（Flip-Flop）、缓冲器（Buffer）、正弦变换器（Sine Converter）组成。两个恒流源对外接电容C充电和放电，来构成震荡电路，制造出三角波。恒流源2的工作状态是由恒流源1对电容器C连续充电，增加电容电压，从而改变比较器的输入电平，比较器的状态改变，带动触发器翻转来连续控制的。当触发器的状态使恒流源2处于关闭状态，电容电压达到比较器1输入电压规定值的2/3倍时，比较器1状态改变，使触发器工作状态发生翻转，将模拟开关K由B点接到A点。由于恒流源2的工作电流值为2I，是恒流源1的2倍，电容器处于放电状态，在单位时间内电容器端电压将线性下降，当电容电压下降到比较器2的输入电压规定值的1/3倍时，比较器2状态改变，使触发器又翻转回到原来的状态，这样周期性的循环，完成振荡过程。

二、原理图

根据参数手册的讲解，对外围电路进行设计。电源输入采用正负双电源和正负电源兼容的设计，如果不需要双电源或者没有双电源。将从输入接口将GND于VEE短接即可使用正常的正负电源供电。

根据参数手册上ICL8038的电压参数。

在正负双电源供电时，可以使用±5~±15V的电源进行供电。

在使用普通电源供电时，可以使用+10V~+30V的电源进行供电。

输出端采用SMA接线端子，方便信号的传输和检测。电路中四个电位器RP1、RP2、RP3和RP4的作用分别是调节正弦波波峰失真度、调节正弦波波谷失真度、输出信号频率调节、输出方波占空比调节。
由于采用单个电容，其频率调节范围会过小，则采用了拨码开关的形式，外置的六个不同容值的电容，进行频率范围匹配。整体信号频率覆盖范围从40mHz~350kHz。

三、电路板

在设计电路时，我的AltisimDesigner报错Directx10不存在，无法显示元器件的3D模型。解决了好一会还是没有办法，便先使用立创EDA进行原理图和PCB的设计。
在原理图设计完成后PCB的绘制就简单许多。在规定了板型后，对元器件的位置依照就近布线以及方便使用的原则进行位置排布，输入输出对置，调节和选频电路对置，分置与电路板的四周。滤波电容就近放置，依照最小环路原则进行布线。由于对信号精度要求不高，没有采用多层板设计。在信号输出端只是简单的进行了打地孔处理。

上图是PCB的顶部视图。

上图是PCB的底部视图。

上图是PCB的3D视图。

上图是电路板的底部视图，利用丝印做了一些图案。

总结

整个工程做下来，花了几个小时。从想法提出到芯片选型、从电路设计到PCB的绘制，都没有遇到很大的问题。ICL8038是一款久经时间考验的波形发生芯片，期待厂家制版后的成品。

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