信號發(fā)生器電路課件

4.4信號發(fā)生器電路4.4.1基于MAX038的函數(shù)信號發(fā)生器電路1.MAX038的主要技術(shù)性能與特點(diǎn)MAX038是maxim公司生產(chǎn)的精密高頻波形產(chǎn)生器電路，能夠產(chǎn)生準(zhǔn)確的高頻三角波、矩形波、脈沖波和正弦波，輸出頻率可以由內(nèi)部的2.5V帶隙電壓基準(zhǔn)及一個(gè)外部的電阻和電容器控制，頻率范圍從0.1Hz～20MHz。占空比變化范圍為15%～85%，頻率掃描范圍為350比1，正弦波失真低于0.75%，溫度漂移為200ppm/℃，所有的輸出波形都是對稱于地電位的2V（峰-峰值）信號，低阻抗輸出的驅(qū)動(dòng)能力可以達(dá)到±20mA。在SYNC輸出端可以輸出一個(gè)占空比為50％的同步信號。電源電壓為±5V，正電源電流消耗為45mA，負(fù)電源電流消耗為55mA，工作溫度范圍為-40～+85℃。2.MAX038的引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)MAX038采用DIP-20或者SO-20封裝，引腳端封裝形式如圖4.4.1所示，引腳端功能如表4.4.1所列。圖4.4.1MAX038引腳端封裝形式MAX038產(chǎn)生信號的頻率和占空比可以通過調(diào)整電流、電壓或電阻來分別地控制。所需的輸出波形可由在A0和A1輸入端設(shè)置適當(dāng)?shù)拇a來選擇，所有的輸出波形都是對稱于地電位的2V（峰-峰值）信號。低阻抗輸出的驅(qū)動(dòng)能力可以達(dá)到±20mA。在SYNC輸出引腳端輸出一個(gè)由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的、與TTL兼容的、占空比為50％的波形（不管其它波形的占空比是多少），可作為系統(tǒng)中其它器件的同步信號。內(nèi)部振蕩器也可以由連接到PDI引腳上的外部TTL時(shí)鐘來同步。MAX038的工作電源為±5V（±5％）?；镜恼袷幤魇且粋€(gè)交變地，以恒流向電容器（CF）充電和放電的弛張振蕩器，同時(shí)也就產(chǎn)生一個(gè)三角波和矩形波。充電和放電的電流是由流入IIN引腳端的電流來控制的，并由加到FADJ和DADJ引腳端上的電壓調(diào)制。流入IIN引腳端的電流可由2μA變化到750μA，對任一電容器CF值可以產(chǎn)生大于兩個(gè)數(shù)量級（100倍）的頻率變化。在FADJ引腳端上加±2.4V可改變±70％的標(biāo)稱頻率（與VFADJ＝0V時(shí)比較），這種方法可以用作精確的控制。占空比（輸出波形為正時(shí)所占時(shí)間的百分?jǐn)?shù)）可由加±2.3V的電源到DADJ引腳上來控制其從10％變化到90％。這個(gè)電壓改變了CF的充電和放電電流的比值，而維持頻率近似不變。REF引腳端的2.5V基準(zhǔn)電壓可以用固定電阻連到IIN、FADJ或DADJ引腳端，也可以用電位器從這些輸入端接到REF端進(jìn)行調(diào)整。FADJ和／或DADJ可以接地產(chǎn)生具有占空比為50％的標(biāo)稱頻率的信號。輸出頻率反比于電容器CF。（1）波形選擇MAX038可以產(chǎn)生正弦波、矩形波或三角波形，設(shè)置地址A0和A1引腳端的狀態(tài)可選擇輸出波形（TTL/CMOS邏輯電平）如表4.4.2所示。波形切換可以在任意時(shí)候進(jìn)行，而不管輸出信號當(dāng)時(shí)的相位。切換發(fā)生在0.3μs之內(nèi)，但是輸出波形可能有一段小的延續(xù)0.5μs的過渡狀態(tài)。表4.4.2地址A0和A1引腳端工作狀態(tài)的設(shè)置與波形選擇電容范圍可以在20pF～100μF，但必須用短的引線使電路的分布電容減到最小。在COSC引腳端以及它的引線的周圍用一個(gè)接地平面以減小其它雜散信號對這個(gè)支路的耦合。高于20MHz的振蕩也是可能的，但是在這種情況下波形失真會(huì)增加。低頻率振蕩的限制是由COSC電容器的漏電流和所需的輸出頻率的精度所決定。具有良好精度的最低工作頻率通常用10pF或更大的非極化電容器來獲得。（3）FADJ輸入端①FADJ輸入輸出頻率可由FADJ來調(diào)整，它通過內(nèi)部的鎖相環(huán)，主要用來作為精細(xì)的頻率控制。一旦基頻或中心頻率（FO）由IIN設(shè)置，它還可以由在FADJ引腳端上設(shè)置不同于0V的電壓來進(jìn)一步改變。這個(gè)電壓可以從-2.4V變到+2.4V，這將引起當(dāng)FADJ引腳端是0V時(shí)的輸出頻率值從1.7至0.30倍（即FO±70％FO）的變化。電壓超過±2.4V將引起不穩(wěn)定或是頻率向相反的方向變化。引起輸出頻率偏離FO時(shí)在FADJ上所需的電壓為DX（以％表示），它由下式給出：其中：VFADJ是在FADJ引腳端上的電壓，應(yīng)在-2.4V和+2.4V之間。注意：IIN正比于基頻或中心頻率（FO），而VFADJ則是以百分比（％）線性相關(guān)地偏離FO。VFADJ向0V的某一方變化，相應(yīng)于向加或減的方向偏離。在FADJ引腳端上的電壓所對應(yīng)的頻率由下式給出其中：FX＝輸出頻率FO＝當(dāng)VFADJ為0V時(shí)的頻率。（4）占空比DADJ引腳端上的電壓控制波形的占空比（定義為輸出波形為正時(shí)所占時(shí)間的百分?jǐn)?shù)）。通常VDADJ=0V，則占空比為50％。將此電壓從+2.3V至-2.3V變化將引起輸出占空比從15％至85％變化，約每伏電壓使占空比變化15％。電壓超過±2.3V將使頻率偏移或引起不穩(wěn)定。DADJ可以用來減小正弦波的失真。未調(diào)整（VDADJ=0V）的占空比是50％±12％；而偏離準(zhǔn)確的50％時(shí)引起偶次諧波的產(chǎn)生。通過加一個(gè)小的調(diào)整電壓（典型值為小于±100mV）到DADJ端，可以得到準(zhǔn)確的對稱，就能減小失真。需要產(chǎn)生一定的占空比而加在DADJ端上的電壓由下式給出：或其中，VDADJ=DADJ端電壓（注意極性）；dc＝占空比（dutycycle％）；tON=接通（正半周）時(shí)間；tO＝波形周期。4.MAX038的應(yīng)用電路（1）正弦波發(fā)生器電路采用MAX038構(gòu)成的正弦波發(fā)生器電路如圖4.4.3所示，輸出頻率（2）PLL電路采用MAX038構(gòu)成的、使用外部鑒相器的PLL電路如圖4.4.4所示。圖4.4.4MAX038構(gòu)成的、使用外部鑒相器的PLL電路（3）布線考慮要實(shí)現(xiàn)MAX038的全部性能需要小心注意電源旁路和印刷板布線。使用一個(gè)低阻抗的地平面，將所有的5個(gè)接地引腳端直接接上。用1μF陶瓷電容器或1μF鉭電容器與1nF的陶瓷電容器并聯(lián)來旁路V+和V-，直接接到地平面。電容器引線要短（特別是1nF陶瓷電容器）以減小串聯(lián)電感。如果使用SYNC，DV+必須接到V+，DGND必須接到地平面，此外，第二個(gè)1nF陶瓷電容器必須接在DV+與DGND引腳端16和15之間，并要越近越好。不需要單獨(dú)用另一個(gè)電源或引另一根線到DV+。如果SYNC被禁止，D