ICL8038原理图PCB设计经验分享

2019年5月9日 0 条评论 13.13k 次阅读 21 人点赞

【前言】

    hello 大家好, 今天钛叔给大家讲一款信号发生器,之前讲过比较多的信号发生器,诸如AD9854或者AD9954等基本都是频率相对来说较高的,今天要讲的是一款低频信号发生器——ICL8038,这款信号发生器还蛮有年代感的,我记印象中应该出来有二十几年了吧,在今天看来该芯片仍然具有很高的利用价值,算是比较经典的一款芯片了。

    ICL8038能够产生锯齿波、正弦波、三角波、方波等多种波形,从手册上可以知道该芯片支持输出的频率范围为0.001Hz 到 300KHz,基本相当于最低支持直流输出了 哈哈,通过外部的不同电容可以调整输出频率,它的占空比范围可到2%-98%;输出的信号幅度可以高达28V,这个参数算是蛮不错了,如果在需要信号幅度较大的情况,后级可以减少一级运放了;器件的温漂为250ppm/℃。和现在的器件比起来,除了温漂这个参数相对较大(那个年代算是满低的参数了),现在类似器件的温漂应该可以做到几十ppm/℃,ICL8038的其他参数都是蛮不错的了。

    让我们再来看看ICL8038的内部结构图,如下图所示,左边为芯片的管脚图,右边为芯片的内部简易框图。从框图中我们可以了解到,左边有两个电流源(CURRENT SOURCE),紧挨着是一个电容C,这个C是外接的电容,电流源对该电容的充放电即会产生波形,通过调整该电容参数值即可调整波形的频率;右边有两个比较电路(COMPARATOR),下面是一个触发电路(FLP-FLOP)再下面是两个缓冲器(buffer),右下角是一个正弦波转换电路(SIN CONVERTER)。从上图结构中我们可以了解到,该芯片可以同时直接获得三角波、方波以及正弦波等三种波形,通过调整引脚4和5上电阻大小可以得到锯齿波以及脉冲波。

 

【硬件电路设计】

    下面是钛叔设计的原理图和PCB,原理图上注明了相关的注意事项,建议大家在设计的时候也养成这个习惯,方便自己和别人读图;PCB上的元器件封装均采用3D封装,方便配合结构设计:

原理图:

 

PCB:

 

1、首先大家看看下图,该部分采用了四个滑动变阻器,分别的作用是调整频率、调整占空比、调整失真度,建议大家这几个地方采用精密的电位器,另外 可以在电位器上串联一个固定电阻,相当于设定一个最小值,这样设计方便后期调试。

 

2、关于频率范围的设定,大家可以参考下面这样设计,选择不同频率范围的振荡电容值,通过P1与PIN10连接,这里的P1可以是排针(通过跳线帽来选择),也可以用拨码开关,这个看大家具体的需求哈,钛哥这里设计的是排针。

 

3、关于后级放大,钛叔这里加了一级后级运放,其实没有多大必要,因为上文我们也提到了该芯片输出幅度很大,钛叔这里也加了一个电阻,当不焊接运放及周围参数,而焊接R14电阻的时候就可以直接输出波形。输出波形的连接器,大家可以同时将SMA和排针都设计上,配合不同的调试环境。

 

4、关于波形输出,钛叔这里作了两部分考虑,第一是通过排针可将多种波形同时输出,第二是通过跳线帽选择其中一种波形到后级运放输出,两部分兼并考虑,大家可以参考。

 

5、关于电源,这个是老生常谈的事了,钛哥一向的做法如下图,防反接设计,电源输入兼并插针和插座,另外LED的限流电阻大小可根据具体需求调整哈。

 

以下是钛叔的设计源文件,仅供参考哈

链接:https://pan.baidu.com/s/1Y9kO1UJGMr6sqobB7Qo9pg
提取码:y37d

 

 

 

极寒钛

别给思维设限