用8038制作多波形信号发生器
信号发生器在电子产品研发过程中使用广泛，但对于电子爱好者来说，个人购买一台信号发生器来使用又显得不太合适，本文提供一个可产生多种波形的信号发生器电路，有兴趣的电子爱好者可以自制一个，作为信号发生器来使用。电路原理图如下图所示。
图中的8038 为函数发生器专用IC，它具有3 种波形输出，分别正弦波、方波和三角波，8038的第10脚外接定时电容，该电容的容值决定了输出波形的频率，电路中的定时电容从C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500μF开始，依次减小十倍，直到5500pF，频率范围相应地从0.05Hz～0.5 Hz～5Hz～50Hz～500Hz～5kHz～50kHz～500kHz，如果C8取250pF，频率可达1MHz。图中的V1、R7、R8构成缓冲放大器，R9 为电位器，用于改变输出波形的幅值。
整个电路的频率范围为0.05Hz～1MHz，占空比可以从2%至98%调整，失真不大于 1%，线性好，误差不大于 0.1%，因此电路很有实用价值。
函数信号发生器的设计与制作
系别：电子工程系 专业：应用电子技术 届：07届 姓名：李贤春
摘 要
本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。
关键词 ICL8038，波形，原理图，常用接法
一、概述
在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。
项目2 信号发生器
2.1 项目任务
通过本项目的学习和实践，使学习者掌握以下理论知识和职业技能。
2.1.1 知识点
1.信号发生器的基本概念及应用范围。
2.函数信号发生器的基本组成原理，以及信号发生器的主要性能指标。
3.熟悉信号发生器的使用方法及注意事项。
2.1.2 技能点
熟练使用函数信号发生器提供各种测试用信号。
2.2 项目知识
2.2.1 信号发生器基本概念
2.2.1.1 定义
信号发生器又称信号源，它是在电子测量中提供符合一定电技术要求的电信号的设备，它能提供不同波形、频率、幅度大小的电信号，主要是正弦波、方波、三角波、锯
1 齿波和脉冲波等，为测试提供不同的信号源。它与电子线路中的电流源、电压源的区别在于它是提供的是电信号，而后者只是提供的是电能。
2.2.1.2 分类
信号发生器可按输出波形和输出频率两种方法进行分类。
1. 按输出波形分类，信号发生器可分为以下四种类型：
（1）正弦波信号发生器：可产生正弦波或受调制的正弦波。
（2）脉冲信号发生器：可产生脉宽可调的重复脉冲波。
（3）函数信号发生器：可产生幅度与时间成一定函数关系的信号，如正弦波、三角波、方波、锯齿波、钟形波脉冲等。
（4）噪声信号发生器：可产生各种模拟干扰的电信号。
2. 按输出频率可分类，信号发生器可为以下六种类型：
（1）超低频信号发生器：频率范围为0.0001～1KHz。
（2）低频信号发生器：频率范围为1Hz～1MHz。
（3）视频信号发生器：频率范围为20Hz～10MHz。
（4）高频信号发生器：频率范围为200KHz～30MHz。
（5）甚高频信号发生器：频率范围为30～300Hz。
（6）超高频信号发生器：频率范围为300MHz以上。
2.2.2 几种常用信号发生器
2.2.2.1 正弦波信号发生器
1．频率特性
（1）频率范围。指仪器 各项指标都能得到保证时的输出频率范围，更确切地说，应称为“有效频率范围”。
信号发生器
该波形发生器以MAX038函数发生器为核心，采用数字、模拟结合的方法，产生正弦波、三角波和方波信号，频率范围可达10Hz~1MHz，并能进行七个频率段的选择，后级采用集成运放来提高输出波形质量并增强带负载能力，最终得到所要求的输出波形，较好的满足大多数实验与检测的需求。
一、 方案设计与论证
1、波形发生及频率合成部分
方案一：采用555集成芯片函数发生器，555可以产生可变的正弦波、方波、三角波及实现频率控制。
方案二：采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率（0.001~300KHZ）可变的正弦波、三角波、方波及数控频率调整。但是，由于ICL8038自身的限制，输出频率稳定度只有10-3（RC振荡器）。而且，由于压控的非线性，频率步进的步长控制比较困难。
方案三：采用MAX038函数发生器，MAX038是一个精密高频波形产生器。能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。频率范围从0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是10％～90％。波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时非线性度低于2％。
方案四：采用DDS波形发生技术，采用FPGA和单片机相结合的方式实现对频率的控制。将比例乘法器（CC14527）以及相应的大量控制逻辑集成在FPGA中，既减少了大量硬件连线，又降低了干扰，系统实现方便，性能稳定。但是，DDS成本高，资金需要量大，并且DDS器件很难买到。
经比较，在本设计中采用方案三。
2、模拟部分
方案一：由于MAX038输出幅度为2V，根据设计要求，在1KΩ负载条件下，输出正弦波信号的电压峰—峰值Vopp在0~5V范围内可调，为了增加系统的带负载能力，考虑加入高精度、高速度的运放OPA604，为保持信号稳定减小波形的失真度加入一级缓冲BUF634，以提高输出电压，使输出频率可调并稳定。但是，地域设备有限，此方案无法实现。
- 1 - 江西师范大学物理与通信电子学院
实验报告
电子信息工程专业 2011年11月 19 日
实验名称 简易数字信号发生器 指导老师
姓 名 XXX 年级 大三 学号 0908063156 成绩
一、预习部分
1.实验目的
2．实验原理
3.实验器材（含必要的元器件、工具）
实验目的
1. 进一步熟悉Quartus II及其宏器件定义的方法。
2. 掌握LPM_ROM的定制与使用方法。
实验原理
将要产生的波形数据有存在ROM中，从ROM 中按照一定的规律取数据，最后将取到的数据送到D/A转换器转换，即可得到要产生的信号。
大致可分为3个部分：
1.6位计数器，即地址发生器。
2.正弦波数据存储ROM。
3.8位D/A转换。
LPM_ROM的定制
数据位宽8位，ROM深度为256.并初始化。其VHDL
源程序如下：
LIBRARY ieee;
USE ieee.std_logic_1164.all; - 2 -
LIBRARY altera_mf;
USE altera_mf.all;
ENTITY ROM IS
PORT
(
address : IN STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);
clock : IN STD_LOGIC := '1';
q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0)
);
END ROM;
ARCHITECTURE SYN OF rom IS
SIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0);
COMPONENT altsyncram
GENERIC (
clock_enable_input_a : STRING;
