1)单片集成电路函数信号发生器ICL8038
ICL8038的工作频率范围在几赫兹至几百千赫兹之间,其内部原理电路框图如图6.34所示,由恒流源I1、I2,电压比较器A1、A2和触发器等组成。两个比较器A1、A2的基准电压2VR/3、VR/3(VR=VCC+VEE)由内部电阻分压网络提供,比较输入电压由FM-IN端,即管脚8输入。
图6.34 ICL8038内部组成框图
电流源I1、I2的大小可通过外接电阻调节,且I2必须大于I1。当触发器的Q端输出为低电平时,它控制开关S使电流源I2断开。而电流源I1则向外接电容C充电,使电容两端电压UC随时间线性上升,当UC上升到2VR/3时比较器A1的输出发生跳变,使触发器的输出Q端由0变为1,控制开关S接通电流源I2。由于I2>I1,因此电容C放电,UC随时间线性下降。当UC下降到UC≤VR/3时,比较器A2的输出发生跳变,使触发器的输出Q端又由1变为0,I2再次断开,I1再次向C充电,UC又随时间线性上升,如此周而复始,产生振荡。若I2=2I1,UC的上升和下降时间相等,在管脚3处得到三角波输出。而触发器输出的方波,经缓冲器输出到管脚9。三角波经正弦波变换器变成正弦波后由管脚2输出。当I1<I2<2I1时,UC的上升和下降时间不等,管脚3输出锯齿波。在1脚与6脚之间接电位器可以改善正弦波的正向失真,在12脚与地之间接电位器可以改善正弦波的负向失真。ICL8038可以采用单电源(+10~+30 V)供电,也可以采用双电源(±5~±15 V)供电。
图6.35 ICL8038管脚图
ICL8038外部管脚排列如图6.35所示。(www.daowen.com)
1脚为正弦波线性调节端;2脚为正弦波输出端;3脚为三角波输出端;4脚为恒流源调节端;5脚为恒流源调节端;6脚为正电源端;7脚为调频偏置电压端;8脚为调频控制输入端;9脚为方波输出(集电极开路输出)端;10脚为外接电容端;11脚为负电源或接地端;12脚为正弦波线性调节端;13、14脚为空脚。
用ICL8038加少量的外部R、C元件即能组成音频函数发生器,如图6.36所示。电阻R1与电位器RP1用来确定8脚的直流电位V8,通常取。V8的大小与电路的输出信号频率成比例,即V8的电压大小可实现输出信号频率的调节。因此,ICL8038又称为压控振荡器(VCO)或频率调制器(FM)。调节RP1可使输出信号频率在20 Hz~20 kHz之间变化。V8还可以由7脚提供固定电位,此时输出频率fo仅由RA、RB及电容Ct决定。VCC采用双电源供电时,输出波形的直流电平为零。采用单电源供电时,输出波形的直流电平为VCC/2。
图6.36 ICL8038组成的音频函数发生器
如图6.37所示函数发生器电路的工作原理为:先由RC桥式振荡电路产生正弦波,然后通过电压比较器(过零比较器)电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波。电路中A点的输出波形为正弦波,B点输出波形为方波,C点输出波形为三角波,该电路的频率调节范围为20 Hz~20 kHz。该电路的工作原理请读者自己分析。
图6.37 正弦波-方波-三角波函数发生器电路
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