函數發生器是一種在科研和生產中經常用到的基本波形產生器，隨著大規模集成電路的迅速發展，多功能信號發生器已被制作成專用集成電路，如國內生產的5G8038單片函數波形發生器，可以產生精度較高的正弦波、方波、矩形波，鋸齒波等多種信號。該產品與國外的ICL8038功能相同。產品的各種信號頻率可以通過調節外接電阻和電容的參數值進行調節，為快速而準確地實現函數信號發生器提供了極大的方便。

本文主要介紹了由運算放大器LM318和5G8038、電位器等組成的多功能函數信號發生器，該電路能夠產生正弦波信號、三角波信號、頻率與占空比可調節的矩形波信號，其輸出頻率能在20Hz-5kHz范圍內連續調整，達到調試簡單、性能穩定、使用方便等優點。

1、5G8038的特性

5G8038性能特點如下：

（1）輸出各類波形的頻率漂移小于50×10-6Hz/℃；

（2）通過調節外接阻容元件值，很容易改變振蕩頻率，使工作頻率在0.001Hz-300kHz范圍內可調節。

（3）輸出的波形失真小；

（4）三角波輸出線性度可優于0.1%。

（5）矩形脈沖輸出占空比調節范圍可達1-99%，可獲得窄脈沖、方波、寬脈沖輸出；

（6）輸出脈沖（或方波）電平可從4.2-28V；

（7）外圍電路簡單（外接元件較少），引出線比較靈活、適用性強。

5G8038是上海元件五廠生產的，而國外生產的同類產品ICL8038的性能特點要優于以互換使用。5G8038引腳排列如圖1所示。

集成電路5G8038管腳說明：

1：正弦波失真調節端；

2：正弦波輸出端；

3：三角波/鋸齒波輸出端；

4：恒流源調節（4腳和5腳外接電阻，以實現占空比的調節）；

5：恒流源調節（外接電阻端）；

6：正電源；

7：基準源輸出；

8：調頻控制輸入端；

9：方波/矩形波輸出端（集電極開路輸出）；

10：外接電容C；

11：負電源或接地端；

12：正弦波失真調節；

13：空置端；

14：空置端。

2、5G8038的典型應用--構成多功能信號發生器

（1）5G8038多功能函數發生器的內部結構和工作原理如圖2所示。

由5G8038構成的函數發生器原理框圖可知：他由1個恒流充放電振蕩電路和1個正弦波變換器組成，恒流充放電振蕩電路產生方波和三角波，三角波經正弦波變換器輸出正弦波。圖中2個比較器C1，C2組成1個參考電壓分別設置在2/3Vcc和1/3Vcc上的窗口比較強。2個比較器的輸出分別控制RS觸發器的置位端和復位端。2個恒流源I1，I2擔任對定時電容C的充放電，而充電和放電的轉換則為RS觸發器的輸出通過電子開關S的通或斷來進行控制。當電子開關S斷開時，電路對外接電容C充電，當電子開關S接通時，電容C放電，所以，若電路參數設計恰當，可在電容C上產生良好的三角波，經緩沖器由3腳輸出。為了得到在比較寬的頻率范圍內三角波到正弦波的轉換，可用1個由電阻和晶體管組成的折線近似轉換網絡將三角波轉換為正弦波，由2腳輸出。而用于控制開關S的信號，即RS觸發器的輸出，就是方波，經緩沖器由9腳輸出。

（2） 5G8038應用電路設計

由5G8038構成的多功能信號發生器如圖3所示。

為了提高信號源的帶負載能力，可使三角波、正弦波信號經由LM318高速運算放大器放大后輸出。

通過調節電位器Rp1的位置，既可調節函數發生器的輸出振蕩頻率的大小，又可用來調節輸出矩形脈沖波的占空比。

調節電位器Rp2，可調節輸出正弦波信號失真度。

調節Rp3，Rp4，可調節信號輸出幅度。

圖中3個電位器Rp1，Rp2，Rp3采用精密多圈電位器。

為了使振蕩信號獲得最佳的特性，流過5G8038集成電路4腳和5腳的電流不能過大或過小。若電流過大，將使三角波的線性變壞，從而導致正弦波失真度增大；若過小，則電容的漏電流影響變大。流過5G8038集成電路4腳和5腳的最佳電流為1μA-1mA。為此

3、結 語

在本文的設計中使用了5G8038單片函數波形發生器，可以產生精度較高的正弦波、方波、矩形波、三角波、鋸齒波等多種信號，而且具有較高的溫度穩定性和頻率穩定性。特別適用于工控和電子實驗室，當輸出緩沖電路獨立設置多路時，可同時多路輸出三種信號，比較容易滿足實際需要。

責任編輯：Gt