集成函数发生器8038芯片内部电路的验证与分析

摘要：在介绍ICL8038工作原理及管脚功能的基础上，对其内部电路进行了详细分析，提出减小波形传输时间的方法。通过OrCAD 9．2对其内部电路进行晶体管级仿真，其结果表明，在触发器模块电路中采用抗饱和晶体管可提高电平翻转速度，且输出波形的频率和占空比可由电流或外围电阻控制。进一步分析证明，ICL8038具有精度高，误差小等优点，因此在各种工业自动化控制中具有巨大的应用前景。
关键词：ICL8038；占空比；信号源；频率

0 引言
函数信号发生器ICL8038是一种大规模集成电路，能产生精度较高的正弦波、方波、矩形波，锯齿波等多种信号。在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，如：通信、广播、电视系统需要射频(高频)发射；工业、农业、生物医学等领域需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器，而这些应用对输出波形的频率和占空比都需要进行调节，同时，在载波发射中，对电平的翻转速度也有更高的要求。为此，本文对ICL8038的内部芯片电路进行了详细分析，通过OrCAD软件对电路进行了仿真验证，通过搭建电路，对其中触发器电路进行了实验分析，并提出了减小波形传输时间的方法。实验结果表明，在触发器模块电路中，采用抗饱和晶体管可提高电平的翻转速度。

1 ICL8038及EDA软件OrCAD 9．2介绍
目前实现函数发生器的方法国内外主要有4种：用分立元件组成的函数发生器；用晶体管、运放IC等通用器件制作的函数发生器；利用单片集成芯片的函数发生器；利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器。由于利用单片集成芯片的函数发生器能产生多种波形，可达到较高的频率，且易于调试，因此本文的研究则基于此方法。
电子设计自动化软件(OrCAD 9．2)是OrCAD公司于2000年5月推出的产品，它采用Top-down设计策略，增加了PSpice的优化设计，实现了人工智能布线，加强了技术经济管理(CIS)内容，不仅绘图准确，美观清晰，功能强，操作简便，而且可给企业带来巨大的经济效益，因此在国内外受到越来越多用户的欢迎。
OrCAD 9．2主要包括3部分内容：原理图输入、器件信息管理系统OrCAD Capture CIS 9．2；模拟数字混合电路分析与设计OrCAD 9 PS-pise 9．2；印制版电路图设计OrCAD Layout 9．2。OrCAD PSpice的特点是集成度高，且具备完整的Probe观测和完整的仿真功能；适合模块化和层次化设计；可模拟行为模块；还具有数字、模拟仿真功能，以及元件库扩充功能。

2 ICL8038工作原理及内部电路
ICL8038工作原理及典型应用如图1所示，其内部电路由恒流源电路，电压比较器I、Ⅱ，触发器电路，缓冲器电路和正弦变换器电路组成。工作原理如下：利用恒流源对外接电容进行充、放电，产生三角波(或锯齿波)，经缓冲器I从第3脚输出；由触发器获得的方波(或矩形波)，经缓冲器Ⅱ从第9脚输出；再利用正弦波变换器将三角波变换成正弦波，从第2脚输出；改变电容器的充、放电时间，可实现三角波与锯齿波、方波与矩形波的互相转换。