|
1 引言 波形發生器的應用范圍很廣。在分析檢測設備、超聲設備、醫療設備及通訊設備中廣泛應用。 函數發生器作為信號激勵源，其參數精度是設計時應考慮的重要因素。常用的波形產生電路有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定或實現電路復雜等情況。如果需要實現波形變換、幅頻大小調整以及提高幅頻的穩定度，設計的外圍電路將會變得更為復雜。由MAX038設計組成的波形產生電路能夠輸出幅頻精度很高且易于調整的波形信號，在電路參數要求苛刻的工作場合能夠得到較好的應用。 2 芯片功能介紹 2．1 MAX038芯片的性能特點 MAX038CPP芯片采用20引腳DIP封裝，引腳圖如圖1所示。各引腳功能簡述如下： REF：芯片內部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：內部震蕩器外接電容； FADJ，DADJ：輸出頻率、占空比調節； IIN：震蕩頻率控制器電流輸入； PDI，PDO：內部鑒相器輸入、輸出； SYNC：同步信號輸出，允許內部震蕩器與外電路同步； DGND，DV+：內部數字電路電源； 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： (1)輸出頻率范圍：0．1～20MHz，最高可達40MHz： (2)輸出波形占空比(15％～85％)獨立可調，占空比可由DADJ端調整，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兼容的獨立同步信號SYNC(方波輸出，固定占空比為50％)，方便組建頻率合成器系統； (5)低溫度漂移。 對于所有輸出波形來說，輸出波形是以地為參考的對稱波形，在低輸出阻抗的情況下，輸出電流可達到±20mA電流。 在兩個與TTL／CMOS信號輸入匹配的地址引腳A1，A0上輸入合適的代碼信號，能夠實現輸出波形變換的控制，具體輸入代碼和輸出波形的對應關系如表1所示。 當V+=5V，V-=-5V，VDADJ=VFADJ=VPDI=VPDO=0V，RL=1kΩ，CL=20pF，輸出波形、頻率變化調整時，輸出電壓能夠穩定的達到Vp-p=2V。 2．2 PGA202／203芯片功能特點 PGA202／203為電壓程控放大器。PGA202為十進制放大模式，放大倍數為1，10，100，1000。PGA203為二進制放大模式，放大倍數為1，2，4，8，兩芯片皆為TTL／CMOS兼容。PGA202芯片引腳圖如圖2所示。 在設計中采用了PGA202，它的一些重要工作參數如下： (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)放大器建立時間：3μs； (5)放大器增益誤差性：0．05％。 電壓有效頻率響應達到1MHz。輸入電流小，在室溫下輸入電流為微安級。該芯片能夠與低輸出電阻的MAX038芯片直接匹配使用。 3 設計函數發生器 采用MAX038，PGA202和ADOP37芯片設計的能夠輸出精確頻率波形的帶寬函數發生器電路如圖3所示。 在電路中，通過調整MAX038芯片的外接可調電阻Rw11的阻值，能夠實現輸出波形頻率的連續調整。具體的關系如下： 電路核心頻率為3．7×104Hz。另外，通過對電阻Rw11和電容Cf進行合適的調整，可以改變可調頻率的范圍。 在R12=1kΩ，Rw11=25kΩ，Cf=10nF的條件下，用示波器測得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，更好的與后級電路匹配。ADOP37的工作帶寬可達到63MHz，無疑也提高了整個電路的帶寬。 圖5給出了直流電源電路．該電路能夠產生+5V，+15V，-5V，-15V直流電壓，供給函數發生器電路使用。 4 結語 由MAX038芯片構成的函數發生器電路具有輸出頻率連續可調、調整范圍大、精度高、可靠性高、體積小、功耗低、輸出波形失真小等優點，輔以PGA芯片的可控幅度放大作用，使得該電路在很多測量儀器設備上具有較高的實用價值。 |
