2.2 方案论证与比较

方案1：

使用传统的直接频率合成器。该方法的功能不错，频率转换的效率比较高，但是由于该方法的结构非常复杂，占地面积比较大，并且制作的成本较为高昂。另一方面，该方案比较容易出现杂散成分，很难呈现出清晰地结果。

方案2：

使用锁相环频率合成器。使用这种方法的话，可以比较容易的锁定具体的某一个频率，可以得到一个较为精确的数值，防止成分杂散。然后，如果使用该种方法，该方法所需的时间太过漫长，需要很长的转换时间。此外，该方法的合成参数很难控制。

方案3：

使用8038单片压控函数发生器，8038可以同时产生几种不同的波形，列如正弦波、方波等等。并且，使用8038比较容易就可以控制输出的波形是哪一种。本次实验就是采用了这种方法。

3 多路信号发生器Proteus仿真

在进行实际的实验之前，为了验证多路信号发生器设计方案的可行性，在Proteus 8 Professional环境中对系统进行了仿真验证，同时也通过对整个系统的仿真实验，进一步加深了对多路信号发生器的原理的理解。

Proteus软件是由英国Lab Center Electronics（中国软件分销商为广州电子标准技术有限公司）出版的EDA工具软件。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，而且还可以仿真MCU和外围设备。它是模拟微控制器和外围设备的更好工具。尽管目前国内的推广工作刚刚起步，但单片机爱好者，从事单片机教学的教师以及致力于单片机开发和应用的科技工作者对此表示赞赏。

Proteus是一个着名的英国EDA工具（模拟软件），从原理图布局，代码调试到微控制器和外围电路的协同仿真。切换到PCB设计的关键，真正实现从概念到产品的完整设计。它是世界上唯一将电路仿真软件，PCB设计软件和虚拟模型仿真软件相结合的设计平台。其处理器模型支持8051、 HC11、 PIC10/12/16/18/24/30/ DsPIC33、 AVR、 ARM、8086和 MSP430等，2010年，Cortex和DSP系列处理器加入，其他系列处理器型号不断增加。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

之前也曾学习过PROTUES的基本使用，不过本次所需要的不论模型建立和仿真都是深入运用，所以还需要熟悉操作。

3.1 ICL8038

3.1.1 ICL8038的主要特点及工作原理

主要特点：

（1）发生温度变化时频率漂移较低，最高不会超过50ppm /°C。

（2）正弦波输出的失真一般小于1％。

（3）三角波的输出拥有者0.1％的高线性度的特点。

（4）具有0.001Hz～1MHz的频率输出范围；工作变化周期宽。

（5）占空比2%～98%之间任意可调。

（6）高的电平输出范围；从TTL电平至28V。

（7）具有三角波、正弦波、方波等等各种功能信号输出的功能。

（8）易于使用，只需要很少的外部条件。

工作原理：

ICL8038 是一款单片集成函数功能信号发生器，它的内部框图就如通下图所示的一样。它是由恒流源I1和 I2、电压比较器A和B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。

图3.1 ICL8038内部框图

外接电容C通过两个恒流源充电和放电，再从外部接入振荡电容C，由内部存在的两个恒流源来完成充电以及放电的这个过程。恒流源2的工作状态则是由恒流源1连续的对电容器C进行充电从而达到电容电压的增加，并由此比较器的输入电平就会发生变化，状态发生改变的比较器，则可以连续控制，通过带动触发器翻转。当恒流源2处于关闭状态因为触发器的状态，而电容电压达到比较器1输入电压规定值的2/3倍时，比较器1改变其状态，翻转触发器的工作状态，并且将将模拟开关K由B点切换至A点。由于恒定电流源2的工作电流值2倍与恒流源1的工作电流值，所以因此电容器处于放电的状态，并且电容器端电压在单位时间内将线性下降，当电容电压发生改变，逐渐下降到比较器2的输入电压所规定值的1/3倍时，比较器2改变其状态，使触发器又重新翻转回原先的状态，这种周期性的循环，完成振荡过程。