集成函數發生器8038芯片內部電路的驗證與分析

摘要：在介紹ICL8038工作原理及管腳功能的基礎上，對其內部電路進行了詳細分析，提出減小波形傳輸時間的方法。通過OrCAD 9．2對其內部電路進行晶體管級仿真，其結果表明，在觸發器模塊電路中采用抗飽和晶體管可提高電平翻轉速度，且輸出波形的頻率和占空比可由電流或外圍電阻控制。進一步分析證明，ICL8038具有精度高，誤差小等優點，因此在各種工業自動化控制中具有巨大的應用前景。
關鍵詞：ICL8038；占空比；信號源；頻率

0 引言
函數信號發生器ICL8038是一種大規模集成電路，能產生精度較高的正弦波、方波、矩形波，鋸齒波等多種信號。在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途，如：通信、廣播、電視系統需要射頻(高頻)發射；工業、農業、生物醫學等領域需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器，而這些應用對輸出波形的頻率和占空比都需要進行調節，同時，在載波發射中，對電平的翻轉速度也有更高的要求。為此，本文對ICL8038的內部芯片電路進行了詳細分析，通過OrCAD軟件對電路進行了仿真驗證，通過搭建電路，對其中觸發器電路進行了實驗分析，并提出了減小波形傳輸時間的方法。實驗結果表明，在觸發器模塊電路中，采用抗飽和晶體管可提高電平的翻轉速度。

1 ICL8038及EDA軟件OrCAD 9．2介紹
目前實現函數發生器的方法國內外主要有4種：用分立元件組成的函數發生器；用晶體管、運放IC等通用器件制作的函數發生器；利用單片集成芯片的函數發生器；利用專用直接數字合成DDS芯片的函數發生器。由于利用單片集成芯片的函數發生器能產生多種波形，可達到較高的頻率，且易于調試，因此本文的研究則基于此方法。
電子設計自動化軟件(OrCAD 9．2)是OrCAD公司于2000年5月推出的產品，它采用Top-down設計策略，增加了PSpice的優化設計，實現了人工智能布線，加強了技術經濟管理(CIS)內容，不僅繪圖準確，美觀清晰，功能強，操作簡便，而且可給企業帶來巨大的經濟效益，因此在國內外受到越來越多用戶的歡迎。
OrCAD 9．2主要包括3部分內容：原理圖輸入、器件信息管理系統OrCAD Capture CIS 9．2；模擬數字混合電路分析與設計OrCAD 9 PS-pise 9．2；印制版電路圖設計OrCAD Layout 9．2。OrCAD PSpice的特點是集成度高，且具備完整的Probe觀測和完整的仿真功能；適合模塊化和層次化設計；可模擬行為模塊；還具有數字、模擬仿真功能，以及元件庫擴充功能。

2 ICL8038工作原理及內部電路
ICL8038工作原理及典型應用如圖1所示，其內部電路由恒流源電路，電壓比較器I、Ⅱ，觸發器電路，緩沖器電路和正弦變換器電路組成。工作原理如下：利用恒流源對外接電容進行充、放電，產生三角波(或鋸齒波)，經緩沖器I從第3腳輸出；由觸發器獲得的方波(或矩形波)，經緩沖器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、放電時間，可實現三角波與鋸齒波、方波與矩形波的互相轉換。