集成函數(shù)發(fā)生器8038芯片內(nèi)部電路的驗(yàn)證與分析

摘要：在介紹ICL8038工作原理及管腳功能的基礎(chǔ)上，對(duì)其內(nèi)部電路進(jìn)行了詳細(xì)分析，提出減小波形傳輸時(shí)間的方法。通過(guò)OrCAD 9．2對(duì)其內(nèi)部電路進(jìn)行晶體管級(jí)仿真，其結(jié)果表明，在觸發(fā)器模塊電路中采用抗飽和晶體管可提高電平翻轉(zhuǎn)速度，且輸出波形的頻率和占空比可由電流或外圍電阻控制。進(jìn)一步分析證明，ICL8038具有精度高，誤差小等優(yōu)點(diǎn)，因此在各種工業(yè)自動(dòng)化控制中具有巨大的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：ICL8038；占空比；信號(hào)源；頻率

0 引言
函數(shù)信號(hào)發(fā)生器ICL8038是一種大規(guī)模集成電路，能產(chǎn)生精度較高的正弦波、方波、矩形波，鋸齒波等多種信號(hào)。在電路實(shí)驗(yàn)和設(shè)備檢測(cè)中具有十分廣泛的用途，如：通信、廣播、電視系統(tǒng)需要射頻(高頻)發(fā)射；工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器，而這些應(yīng)用對(duì)輸出波形的頻率和占空比都需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)，在載波發(fā)射中，對(duì)電平的翻轉(zhuǎn)速度也有更高的要求。為此，本文對(duì)ICL8038的內(nèi)部芯片電路進(jìn)行了詳細(xì)分析，通過(guò)OrCAD軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，通過(guò)搭建電路，對(duì)其中觸發(fā)器電路進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，并提出了減小波形傳輸時(shí)間的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在觸發(fā)器模塊電路中，采用抗飽和晶體管可提高電平的翻轉(zhuǎn)速度。

1 ICL8038及EDA軟件OrCAD 9．2介紹
目前實(shí)現(xiàn)函數(shù)發(fā)生器的方法國(guó)內(nèi)外主要有4種：用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器；用晶體管、運(yùn)放IC等通用器件制作的函數(shù)發(fā)生器；利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器；利用專(zhuān)用直接數(shù)字合成DDS芯片的函數(shù)發(fā)生器。由于利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器能產(chǎn)生多種波形，可達(dá)到較高的頻率，且易于調(diào)試，因此本文的研究則基于此方法。
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件(OrCAD 9．2)是OrCAD公司于2000年5月推出的產(chǎn)品，它采用Top-down設(shè)計(jì)策略，增加了PSpice的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了人工智能布線，加強(qiáng)了技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理(CIS)內(nèi)容，不僅繪圖準(zhǔn)確，美觀清晰，功能強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便，而且可給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此在國(guó)內(nèi)外受到越來(lái)越多用戶的歡迎。
OrCAD 9．2主要包括3部分內(nèi)容：原理圖輸入、器件信息管理系統(tǒng)OrCAD Capture CIS 9．2；模擬數(shù)字混合電路分析與設(shè)計(jì)OrCAD 9 PS-pise 9．2；印制版電路圖設(shè)計(jì)OrCAD Layout 9．2。OrCAD PSpice的特點(diǎn)是集成度高，且具備完整的Probe觀測(cè)和完整的仿真功能；適合模塊化和層次化設(shè)計(jì)；可模擬行為模塊；還具有數(shù)字、模擬仿真功能，以及元件庫(kù)擴(kuò)充功能。

2 ICL8038工作原理及內(nèi)部電路
ICL8038工作原理及典型應(yīng)用如圖1所示，其內(nèi)部電路由恒流源電路，電壓比較器I、Ⅱ，觸發(fā)器電路，緩沖器電路和正弦變換器電路組成。工作原理如下：利用恒流源對(duì)外接電容進(jìn)行充、放電，產(chǎn)生三角波(或鋸齒波)，經(jīng)緩沖器I從第3腳輸出；由觸發(fā)器獲得的方波(或矩形波)，經(jīng)緩沖器Ⅱ從第9腳輸出；再利用正弦波變換器將三角波變換成正弦波，從第2腳輸出；改變電容器的充、放電時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)三角波與鋸齒波、方波與矩形波的互相轉(zhuǎn)換。