|
1 引言 波形發(fā)生器的應(yīng)用范圍很廣。在分析檢測(cè)設(shè)備、超聲設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備及通訊設(shè)備中廣泛應(yīng)用。 函數(shù)發(fā)生器作為信號(hào)激勵(lì)源，其參數(shù)精度是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的重要因素。常用的波形產(chǎn)生電路有RC震蕩電路、LC震蕩電路、文氏震蕩電路以及由555芯片構(gòu)成的震蕩電路等，但這些震蕩電路由于核心芯片、選頻及限幅元件特性的限制，在幅頻精度方面或多或少的存在著不穩(wěn)定或?qū)崿F(xiàn)電路復(fù)雜等情況。如果需要實(shí)現(xiàn)波形變換、幅頻大小調(diào)整以及提高幅頻的穩(wěn)定度，設(shè)計(jì)的外圍電路將會(huì)變得更為復(fù)雜。由MAX038設(shè)計(jì)組成的波形產(chǎn)生電路能夠輸出幅頻精度很高且易于調(diào)整的波形信號(hào)，在電路參數(shù)要求苛刻的工作場(chǎng)合能夠得到較好的應(yīng)用。 2 芯片功能介紹 2．1 MAX038芯片的性能特點(diǎn) MAX038CPP芯片采用20引腳DIP封裝，引腳圖如圖1所示。各引腳功能簡(jiǎn)述如下： REF：芯片內(nèi)部2．5V參考電壓輸出； GND：模擬地； A1，A0：輸出波形選擇，TTL／CMOS兼容； COSC：內(nèi)部震蕩器外接電容； FADJ，DADJ：輸出頻率、占空比調(diào)節(jié)； IIN：震蕩頻率控制器電流輸入； PDI，PDO：內(nèi)部鑒相器輸入、輸出； SYNC：同步信號(hào)輸出，允許內(nèi)部震蕩器與外電路同步； DGND，DV+：內(nèi)部數(shù)字電路電源； V+，V-：MAX038電源(+5V，-5V)； OUT：波形輸出端。 MAX038芯片附加少許外圍電路就能夠產(chǎn)生三角波、鋸齒波、正弦波、方波、矩形脈沖波形。該芯片具有如下的功能特點(diǎn)： (1)輸出頻率范圍：0．1～20MHz，最高可達(dá)40MHz： (2)輸出波形占空比(15％～85％)獨(dú)立可調(diào)，占空比可由DADJ端調(diào)整，如果DADJ端接地，則輸出占空比為50％； (3)具有低輸出阻抗的輸出緩沖器，輸出阻抗的典型值為0．1Ω； (4)備有TTL兼容的獨(dú)立同步信號(hào)SYNC(方波輸出，固定占空比為50％)，方便組建頻率合成器系統(tǒng)； (5)低溫度漂移。 對(duì)于所有輸出波形來說，輸出波形是以地為參考的對(duì)稱波形，在低輸出阻抗的情況下，輸出電流可達(dá)到±20mA電流。 在兩個(gè)與TTL／CMOS信號(hào)輸入匹配的地址引腳A1，A0上輸入合適的代碼信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出波形變換的控制，具體輸入代碼和輸出波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。 當(dāng)V+=5V，V-=-5V，VDADJ=VFADJ=VPDI=VPDO=0V，RL=1kΩ，CL=20pF，輸出波形、頻率變化調(diào)整時(shí)，輸出電壓能夠穩(wěn)定的達(dá)到Vp-p=2V。 2．2 PGA202／203芯片功能特點(diǎn) PGA202／203為電壓程控放大器。PGA202為十進(jìn)制放大模式，放大倍數(shù)為1，10，100，1000。PGA203為二進(jìn)制放大模式，放大倍數(shù)為1，2，4，8，兩芯片皆為TTL／CMOS兼容。PGA202芯片引腳圖如圖2所示。 在設(shè)計(jì)中采用了PGA202，它的一些重要工作參數(shù)如下： (1)模擬輸入電壓：±15V，模擬輸出電壓：±12V； (2)模擬輸入阻抗：100MΩ； (3)模擬輸入共模電壓范圍：>±2V； (4)放大器建立時(shí)間：3μs； (5)放大器增益誤差性：0．05％。 電壓有效頻率響應(yīng)達(dá)到1MHz。輸入電流小，在室溫下輸入電流為微安級(jí)。該芯片能夠與低輸出電阻的MAX038芯片直接匹配使用。 3 設(shè)計(jì)函數(shù)發(fā)生器 采用MAX038，PGA202和ADOP37芯片設(shè)計(jì)的能夠輸出精確頻率波形的帶寬函數(shù)發(fā)生器電路如圖3所示。 在電路中，通過調(diào)整MAX038芯片的外接可調(diào)電阻Rw11的阻值，能夠?qū)崿F(xiàn)輸出波形頻率的連續(xù)調(diào)整。具體的關(guān)系如下： 電路核心頻率為3．7×104Hz。另外，通過對(duì)電阻Rw11和電容Cf進(jìn)行合適的調(diào)整，可以改變可調(diào)頻率的范圍。 在R12=1kΩ，Rw11=25kΩ，Cf=10nF的條件下，用示波器測(cè)得MAX038輸出端OUT波形如圖4所示。固定電阻R12起到限流作用。 電路末級(jí)采用ADOP37芯片組成電壓跟隨器，能夠降低輸出電阻，更好的與后級(jí)電路匹配。ADOP37的工作帶寬可達(dá)到63MHz，無疑也提高了整個(gè)電路的帶寬。 圖5給出了直流電源電路．該電路能夠產(chǎn)生+5V，+15V，-5V，-15V直流電壓，供給函數(shù)發(fā)生器電路使用。 4 結(jié)語 由MAX038芯片構(gòu)成的函數(shù)發(fā)生器電路具有輸出頻率連續(xù)可調(diào)、調(diào)整范圍大、精度高、可靠性高、體積小、功耗低、輸出波形失真小等優(yōu)點(diǎn)，輔以PGA芯片的可控幅度放大作用，使得該電路在很多測(cè)量?jī)x器設(shè)備上具有較高的實(shí)用價(jià)值。 |
