MAX函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）課題名稱MAX函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計系/專 業(yè) 電氣自動化/電氣自動化班 級電氣0725學(xué) 號0704203216學(xué)生姓名鄒盛指導(dǎo)教師秦詠紅 年 月 日第一章 緒論1.1 信號發(fā)生器 信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途。例如在通信、廣播、電視系統(tǒng)中，都需要射頻（高頻）發(fā)射，這里的射頻波就是載波，把音頻（低頻）、視頻信號或脈沖信號運載出去，就需要能夠產(chǎn)生高頻的振蕩器。在工

2、業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)，如高頻感應(yīng)加熱、熔煉、淬火、超聲診斷、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、頻率或高或低的振蕩器。函數(shù)信號發(fā)生器的實現(xiàn)方法通常有以下幾種：（1）用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器：通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高，其工作不很穩(wěn)定，不易調(diào)試。（2）可以由晶體管、運放IC等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器IC產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號發(fā)生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調(diào)節(jié)，二者互相影響。（3）利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生多種

3、波形，達(dá)到較高的頻率，且易于調(diào)試。鑒于此，美國美信公司開發(fā)了新一代函數(shù)信號發(fā)生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺點，可以達(dá)到更高的技術(shù)指標(biāo)，是上述芯片望塵莫及的。MAX038頻率高、精度好，因此它被稱為高頻精密函數(shù)信號發(fā)生器IC。在鎖相環(huán)、壓控振蕩器、頻率合成器、脈寬調(diào)制器等電路的設(shè)計上，MAX038都是優(yōu)選的器件。（4）利用專用直接數(shù)字合成芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達(dá)到很高的頻率。但成本較高。產(chǎn)生所需參數(shù)的電測試信號儀器。按其信號波形分為四大類：正弦信號發(fā)生器。主要用于測量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。按其不同性能和用途還可細(xì)分為低頻（20赫至10兆赫）

4、信號發(fā)生器、高頻（100千赫至300兆赫）信號發(fā)生器、微波信號發(fā)生器、掃頻和程控信號發(fā)生器、頻率合成式信號發(fā)生器等。函數(shù)（波形）信號發(fā)生器。能產(chǎn)生某些特定的周期性時間函數(shù)波形（正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等）信號，頻率范圍可從幾個微赫到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于其他非電測量領(lǐng)域。脈沖信號發(fā)生器。能產(chǎn)生寬度、幅度和重復(fù)頻率可調(diào)的矩形脈沖的發(fā)生器，可用以測試線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，或用作模擬信號來測試?yán)走_(dá)、多路通信和其他脈沖數(shù)字系統(tǒng)的性能。隨機信號發(fā)生器。通常又分為噪聲信號發(fā)生器和偽隨機信號發(fā)生器兩類。噪聲信號發(fā)生器主要用途為：在待測系統(tǒng)中引入一個隨機信號，以模

5、擬實際工作條件中的噪聲而測定系統(tǒng)性能；外加一個已知噪聲信號與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲比較以測定噪聲系數(shù)；用隨機信號代替正弦或脈沖信號，以測定系統(tǒng)動態(tài)特性等。當(dāng)用噪聲信號進行相關(guān)函數(shù)測量時，若平均測量時間不夠長，會出現(xiàn)統(tǒng)計性誤差，可用偽隨機信號來解決。 1.2函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器是一種多波形的信號源。它可以產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、鋸齒波，甚至任意波形。有的函數(shù)發(fā)生器還具有調(diào)制的功能，可以進行調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相、脈寬調(diào)制和VCO控制。函數(shù)發(fā)生器有很寬的頻率范圍，使用范圍很廣，它是一種不可缺少的通用信號源。可以用于生產(chǎn)測試、儀器維修和實驗室，還廣泛使用在其它科技領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)、教育、化學(xué)、通訊、地球物理學(xué)、工業(yè)控

6、制、軍事和宇航等。函數(shù)信號發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途。通過對函數(shù)波形發(fā)生器的原理以及構(gòu)成分析，可設(shè)計一個能變換出三角波、正弦波、方波的函數(shù)波形發(fā)生器。 函數(shù)發(fā)生器作為一種常用的信號源,是現(xiàn)代測試領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的通用儀器之一。 在研制、生產(chǎn)、測試和維修各種電子元件、部件以及整機設(shè)備時，都學(xué)要有信號源，由它產(chǎn)生不同頻率不同波形的電壓、電流信號并加到被測器件或設(shè)備上，用其他儀器觀察、測量被測儀器的輸出響應(yīng)，以分析確定它們的性能參數(shù)。信號發(fā)生器是電子測量領(lǐng)域中最基本、應(yīng)用最廣泛的一類電子儀器

7、。它可以產(chǎn)生多種波形信號,如正弦波,三角波,方波等,因而廣泛用于通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、宇航等領(lǐng)域。 1.3 穩(wěn)壓電源能為負(fù)載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。包括交流穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩大類。交流穩(wěn)壓電源 又稱交流穩(wěn)壓器。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是電子計算機技術(shù)應(yīng)用到各工業(yè)、科研領(lǐng)域后，各種電子設(shè)備都要求穩(wěn)定的交流電源供電，電網(wǎng)直接供電已不能滿足需要，交流穩(wěn)壓電源的出現(xiàn)解決了這一問題。常用的交流穩(wěn)壓電源有：鐵磁諧振式交流穩(wěn)壓器。由飽和扼流圈與相應(yīng)的電容器組成，具有恒壓伏安特性。磁放大器式交流穩(wěn)壓器。將磁放大器和自耦變壓器串聯(lián)而成，利用電子線路改變磁放大器的阻抗以穩(wěn)定輸出電壓?；瑒邮浇涣鞣€(wěn)壓

8、器。通過改變變壓器滑動接點位置穩(wěn)定輸出電壓。感應(yīng)式交流穩(wěn)壓器?？扛淖冏儔浩鞔巍⒊跫夒妷旱南辔徊睿馆敵鼋涣麟妷悍€(wěn)定。晶閘管交流穩(wěn)壓器。用晶閘管作功率調(diào)整元件。穩(wěn)定度高、反應(yīng)快且無噪聲。但對通信設(shè)備和電子設(shè)備造成干擾。20世紀(jì)80年代以后，又出現(xiàn)3種新型交流穩(wěn)壓電源：補償式交流穩(wěn)壓器。數(shù)控式和步進式交流穩(wěn)壓器。凈化式交流穩(wěn)壓器。具有良好隔離作用，可消除來自電網(wǎng)的尖峰干擾。直流穩(wěn)壓電源 又稱直流穩(wěn)壓器。它的供電電壓大都是交流電壓，當(dāng)交流供電電壓的電壓或輸出負(fù)載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直接輸出電壓都能保持穩(wěn)定。穩(wěn)壓器的參數(shù)有電壓穩(wěn)定度、紋波系數(shù)和響應(yīng)速度等。前者表示輸入電壓的變化對輸出電壓的影響。紋波系

9、數(shù)表示在額定工作情況下，輸出電壓中交流分量的大?。缓笳弑硎据斎腚妷夯蜇?fù)載急劇變化時，電壓回到正常值所需時間。直流穩(wěn)壓電源分連續(xù)導(dǎo)電式與開關(guān)式兩類。前者由工頻變壓器把單相或三相交流電壓變到適當(dāng)值，然后經(jīng)整流、濾波，獲得不穩(wěn)定的直流電源，再經(jīng)穩(wěn)壓電路得到穩(wěn)定電壓(或電流)。這種電源線路簡單、紋波小、相互干擾小，但體積大、耗材多，效率低(常低于4060)。后者以改變調(diào)整元件(或開關(guān))的通斷時間比來調(diào)節(jié)輸出電壓，從而達(dá)到穩(wěn)壓。這類電源功耗小，效率可達(dá)85左右，但缺點是紋波大、相互干擾大。所以，80年代以來發(fā)展迅速。從工作方式上可分為：可控整流型。用改變晶閘管的導(dǎo)通時間來調(diào)整輸出電壓。斬波型。輸入是不穩(wěn)

10、定的直流電壓，以改變開關(guān)電路的通斷比得到單向脈動直流，再經(jīng)濾波后得到穩(wěn)定直流電壓。變換器型。不穩(wěn)定直流電壓先經(jīng)逆變器變換成高頻交流電，再經(jīng)變壓、整流、濾波后，從所得新的直流輸出電壓取樣，反饋控制逆變器工作頻率，達(dá)到穩(wěn)定輸出直流電壓的目的。在手機維修中，為了測試方便，需要準(zhǔn)備一臺穩(wěn)壓電源，要求其輸出電壓可調(diào)，輸出電壓115伏、電流12安，應(yīng)帶短路保護電路和限流調(diào)節(jié)，具有機械式表頭和數(shù)字顯示的兩種，用來觀察手機工作中的電流變化情況交流穩(wěn)壓電源廣泛應(yīng)用于計算機及其周邊裝置、醫(yī)療電子儀器、通訊廣播設(shè)備、工業(yè)電子設(shè)備、自動生產(chǎn)線等現(xiàn)代高科技產(chǎn)品的穩(wěn)壓和保護。直流穩(wěn)壓電源廣泛應(yīng)用于國防、科研、大專院校、實

11、驗室、工礦企業(yè)、電解、電鍍、充電設(shè)備等的直流供電。1.4 穩(wěn)壓電源發(fā)展歷史穩(wěn)壓電源的歷史可追溯到十九世紀(jì)，愛迪生發(fā)明電燈時，就曾考慮過穩(wěn)壓器，到二十世紀(jì)初，就有鐵磁穩(wěn)壓器以及相應(yīng)的技術(shù)文獻，電子管問世不久，就有人設(shè)計了電子管直流穩(wěn)壓器。在四十年代后期，電子器件與磁飽和元件相結(jié)合，構(gòu)成了電子控制的磁飽和交流穩(wěn)壓器。五十年代晶體管的誕生使晶體管串聯(lián)調(diào)整穩(wěn)壓電源成了直流穩(wěn)壓電源的中心。六十年代后期，科研人員對穩(wěn)定電源技術(shù)做了新的總結(jié)，使開關(guān)電源，可控硅電源得到快速發(fā)展，與此同時，集成穩(wěn)壓器也不斷發(fā)展。 直至今日，在直流穩(wěn)壓電源領(lǐng)域，以電子計算機為代表的要求供電電壓低，電流大的電源大都由開關(guān)電源擔(dān)任，

12、要求供電電壓高，電流大的設(shè)備的電源由可控硅電源代之，小電流、低電壓電源都采用集成穩(wěn)壓器。在交流穩(wěn)壓電源領(lǐng)域，鐵磁諧振式和電子反饋調(diào)控式這兩類技術(shù)也在不斷發(fā)展。鐵磁諧振式的發(fā)展歷程大致如下： 二十世紀(jì)五十年代：磁飽和穩(wěn)壓器六、七十年代：磁泄放式恒壓變壓器（CVT）八十年代中期：運用磁補償形式的第1代參數(shù)穩(wěn)壓器九十年代中期：第2代參數(shù)穩(wěn)壓器二十世紀(jì)初：第3代參數(shù)穩(wěn)壓器。電子反饋調(diào)控式的發(fā)展歷程大致如下：二十世紀(jì)五十年代：電子管調(diào)控磁放大式（614）型交流穩(wěn)壓器六、七十年代：電子調(diào)控自耦滑動式（SVC）交流穩(wěn)壓器，自動感應(yīng)式調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器八十年代中期：電子調(diào)控的有觸點補償式交流穩(wěn)壓器，正弦能量分配器式凈

13、化電源九十年代中期：數(shù)控有級的無觸點補償式交流穩(wěn)壓器，改進型的第2、3代凈化電源二十一世紀(jì)初：利用逆變器作補償?shù)臒o級、無觸點補償式交流穩(wěn)壓器、新型的凈化穩(wěn)壓電源。第二章 芯片簡介2.1 MAX038芯片介紹MAX038是MAXIM公司生產(chǎn)的一個只需要很少外部元件的精密高頻波形產(chǎn)生器，在適當(dāng)調(diào)整其外部控制條件時，它可以產(chǎn)生準(zhǔn)確的高頻方波、正弦波、三角波、鋸齒波等信號，這些信號的峰峰值精確地固定在2V，頻率從0.1Hz-20MHz連續(xù)可調(diào)，方波的占空比從10%90%連續(xù)可調(diào)。通過MAX038的A0、A1引腳上電平的不同組合，可以選擇不同的輸出波形類型。其性能特點如下：1）能精密地產(chǎn)生三角波、鋸齒波

14、、矩形波（含方波）、正弦波信號。2）頻率范圍從0.1Hz20MHz，最高可達(dá)40MHz，各種波形的輸出幅度均為2V（PP）。3）占空比調(diào)節(jié)范圍寬，占空比和頻率均可單獨調(diào)節(jié)，二者互不影響，占空比最大調(diào)節(jié)范圍是1090。4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75，占空比調(diào)節(jié)時非線性度低于2。5）采用5V雙電源供電，允許有5變化范圍，電源電流為80mA，典型功耗400mW，工作溫度范圍為070。6）內(nèi)設(shè)2.5V電壓基準(zhǔn)，可利用該電壓設(shè)定FADJ、DADJ的電壓值，實現(xiàn)頻率微調(diào)和占空比調(diào)節(jié) 。 MAX038引腳排列如圖所示MAX038采用DIP20封裝形式，各管腳的功能如表所示。引腳號名稱功能1VREF

15、2.5V基準(zhǔn)電壓輸出2GND地3A0波形選擇編碼輸入端（兼容TTL/CMOS電平）4A1同AO腳5COSC主振器外接電容接入端6GND地7DADJ占空比調(diào)節(jié)輸入端8FADJ頻率調(diào)節(jié)輸入端9GND地10Iin電流輸入端，用于頻率調(diào)節(jié)和控制11GND地12PD0相位檢測器輸出端，若相位檢測器不用，該端接地13PD1相位檢測器基準(zhǔn)時鐘輸入，若相位檢測器不用，該端接地14SYNCTTL/CMOS電平輸出，用于同步外部電路，不用時開路15DGND數(shù)字地。在SYNC不用時開路16DV數(shù)字5V電源。若SYNC不用，該端開路17V5V電源輸入端18GND地19OUT正弦、方波或三角波輸出端20V5V電源輸入端

16、MAX038的管腳功能其內(nèi)部電路框圖如圖所示 MAX8038內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖22 MAX038芯片使用方法2.1 波形選擇 MAX038可以產(chǎn)生正弦波、方波或三角波。具體的輸出波形由地址A0和A1的輸入數(shù)據(jù)進行設(shè)置，如表1所示。波形切換可通過程序控制在任意時刻進行，而不必考慮輸出信號當(dāng)時的相位。 2.2 波形調(diào)整 輸出頻率的調(diào)整 輸出頻率調(diào)整方式分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種方法： 粗調(diào)取決于IIN引腳的輸入電流IIN，COSC引腳的電容量CF(對地)以及FADJ引腳上的電壓。當(dāng)VFADJ=0 V時，輸出的中心頻率f0為：fo(MHz)=Iin(A)COSC (pF) 。當(dāng)IIN在10400A這個范圍變化時，電

17、路可以獲得最佳的工作性能。對于固定頻率工作，可設(shè)置IIN接近于100A并選擇一個適當(dāng)?shù)碾娙葜?。電容的取值范圍可以?00F20 pF，但必須用短的引線使電路的分布電容減到最小。在COSC引腳以及他的引線的周圍用一個接地平面以減小其他雜散信號對這個支路的耦合。 頻率的細(xì)調(diào)是在FADJ引腳施加一個2.4 V范圍的電壓，可使輸出頻率的調(diào)節(jié)范圍為f=(0.31.7)f0(即f070f0)。 MAX038的輸出頻率還可以由一個電壓源VIN與一個固定的電阻RIN串聯(lián)來控制，輸出頻率f0為：f0(MHz)=VINRINCF(pF)。改變VIN就可調(diào)整輸出頻率f0，例如當(dāng)RIN為25 k并且VIN在0.55

18、V變化時，f0可在0.1 Hz20 MHz范圍內(nèi)調(diào)整。 接在REF(+2.5 V)和FADJ之間的可變電阻RF還提供了一個方便的人工調(diào)整頻率的方法。RF的取值如下：RF=(VREF-VFADJ)250A。例如，如果VREF取-2.0 V(+58.3偏移)，則RF=+2.5-(-2.0)250A=18 k。 占空比的調(diào)整 DADJ引腳上的電壓值的變化控制波形的占空比。通常VDADJ=0 V時，則占空比為50。若VDADJ在2.3 V范圍變化將引起輸出波形占空比在1585的變化(在1585范圍內(nèi)改變占空比，對輸出頻率的影響最小)。 接在REF(+2.5 V)和DADJ之間的可變電阻RD提供了一個方

19、便的人工調(diào)整占空比的方法。RD的取值如下：RD=(VREF-VDADJ)250 A。例如，如果VDADJ取-1.5 V(23占空比)，則RD=+2.5-(-1.5)250A=16 k。 DADJ引腳還可以用來減小正弦波的失真。未調(diào)整(VDADJ=0 V)的占空比是502，而偏離準(zhǔn)確的50時將產(chǎn)生偶次諧波，這時加一個調(diào)整電壓(典型值為小于100 mV)到DADJ，就可以減小失真，如圖2所示，調(diào)整R6可以使正弦波失真最小，從而得到理想的波形。 帶負(fù)載能力 MAX038使用5 V的工作電源。所有輸出波形的幅值為2Vpp(峰-峰值)，最大輸出電流為20 mA，輸出阻抗的典型值為0.1 ，可直接驅(qū)動10

20、0 的負(fù)載。還可以連接電壓放大器或功率放大器，以提高其輸出驅(qū)動能力。 2.3 穩(wěn)定性問題 欲使MAX038長時間地在正常溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生一個頻率穩(wěn)定的輸出電壓，必須采取以下措施： (1) 決定頻率的外接電阻和電容器的溫度特性要好，否則將會降低器件的性能； (2) 外部電源應(yīng)穩(wěn)定； (3) 應(yīng)選用高精度的金屬膜電阻，誤差在1或更好的； (4) 電容器必須選用溫度系數(shù)低的NPO陶瓷電容器。在COSC引腳上的電壓是一個在0-1 V之間變化的三角波，不宜使用電解電容，但如果使用了這種電容，則負(fù)端必須接COSC，而正端接GND。 MAX038的典型應(yīng)用 正弦交流信號是一種應(yīng)用極為廣泛的信號。他通常作為標(biāo)準(zhǔn)

21、信號，用于電子電路的性能試驗或參數(shù)測量。另外，在許多測試儀器中也需要用標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號檢測一些物理量。根據(jù)上述使用原則，給出正弦波輸出的工作電路，如圖3所示。實驗證明該電路具有輸出頻率范圍寬、波形穩(wěn)定、失真小、使用方便等特點。 MAX038與其他集成芯片和阻容元件還可以構(gòu)成電壓控制振蕩器、頻率調(diào)制器、脈沖調(diào)制器、頻率合成器等。在生產(chǎn)和科研中得到廣泛的應(yīng)用。2.3 OPA604芯片OPA604是場效應(yīng)管輸入運算放大器，旨在加強交流性能。失真非常低 ，低噪聲和高帶寬，性能優(yōu)越高品質(zhì)音頻。適用于需要良好的動態(tài)性能。 新的電路技術(shù)和特殊的激光微調(diào)；動態(tài)電路性能產(chǎn)量非常低諧波失真。其結(jié)果是與特殊的運算放大

22、器。低噪聲場效應(yīng)管輸入的OPA604 提供寬動態(tài)范圍，即使在高源阻抗。失調(diào)電壓為激光裁剪，盡量減少 需要中間耦合電容器。該OPA604是采用8引腳塑料的Mini - DIP 和SO - 8表面貼裝封裝，指定的 -25 C至+85 C溫度范圍。OPA604是場效應(yīng)管升非常的廣泛：專業(yè)音響設(shè)備，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，PCM音頻/視頻轉(zhuǎn)換器，升譜分析設(shè)備，有源濾波器，傳感器放大器，升數(shù)據(jù)采集第三章 8038與MAX038比較3.1 8038芯片CL8038的波形發(fā)生器是一個用最少的外部元件就能生產(chǎn)高精度正弦,方形,三角, 鋸齒波和脈沖波形徹底單片集成電路. 頻率(或重復(fù)頻率) 的選定從0.001hz到300k

23、hz可以選用電阻器或電容器來調(diào)節(jié), 調(diào)頻及掃描可以由同一個外部電壓完成. ICL8038精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢壘二極管等先進工藝制成的單片集成電路芯片，輸出由溫度和電源變化范圍廣而決定. 這個芯片和鎖相回路作用，具有在發(fā)生溫度變化時產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過250ppm。特點：1、具有在發(fā)生溫度變化時產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過50ppm；2、正弦波輸出具有低于1的失真度；3、三角波輸出具有01高線性度；4、具有0001Hz1MHz的頻率輸出范圍；工作變化周期寬；5、298之間任意可調(diào)；高的電平輸出范圍；6、從TTL電平至28V；7、具有正弦波、三角波和方波等多種函數(shù)信號輸出；8易于使

24、用，只需要很少的外部條件封裝引腳如下圖： ICL8038內(nèi)部原理框圖最大限值范圍： 供電電壓 (V- to V+). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36V輸入電壓 (任何管腳) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .v - v + 輸入電流（管4-5）. 25mA輸出槽電流（管腳3和9）. 25mA溫度范圍 ICL8038AC, ICL8038BC, ICL8038CC . . . . . . . . . . . . 0 to 70典型應(yīng)用：正弦波輸出有比較高的輸出阻抗( 1k ) . 電路圖6提供緩

25、沖,增益和調(diào)幅. 一個簡單工作放大器也被使用. 正弦波輸出緩沖放大器 音頻脈沖濾波器采用雙電源電壓的外部電容器為了中斷ICL8038 振蕩管腳10可以縮短至地面. 圖7顯示了場效應(yīng)開關(guān)， 二極管和選通信號的輸入,使輸出在開始總有相同的斜面. 為了獲得1000:1打描一系列關(guān)于ICL8038的電壓外部電阻器RA和RB必須降到幾乎為零. 這就要求雜控制管腳8的最高電壓超出RA和RB的電壓的幾百mv . 電路見圖8通過二極管以降低ICL8038的有效電源電壓達(dá)到這個用.管腳5上的大電阻有助于減少占空比與打描的變化. 線性掃描輸入電壓與輸出頻率在圖10中通過用一個工作的放大器得到極大的改進. 可變音頻

26、振蕩器, 20hz至20khz穩(wěn)定鎖相環(huán)振蕩器的波形發(fā)生器3.2 MAX038芯片各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。函數(shù)信號發(fā)生器在電路實驗和設(shè)備檢測中具有十分廣泛的用途。函數(shù)信號發(fā)生器可以由晶體管、運放IC 等通用器件制作，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器IC 產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號發(fā)生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209 等，它們的功能較少，精度不高，頻率上限只有300kHz，無法產(chǎn)生更高頻率的信號，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調(diào)節(jié)，二者互相影響。鑒于此，美國馬克西

27、姆公司開發(fā)了新一代函數(shù)信號發(fā)生器ICMAX038，它克服了上述芯片的缺點，可以達(dá)到更高的技術(shù)指標(biāo)，是上述芯片望塵莫及的。MAX038 頻率高、精度好，因此它被稱為高頻精密函數(shù)信號發(fā)生器IC。在鎖相環(huán)、壓控振蕩器、頻率合成器、脈寬調(diào)制器等電路的設(shè)計上，MAX038 都是優(yōu)選的器件。MAX038是高頻發(fā)生器，0.1HZ-20M，利用REF-GND 的電阻和COSC-GND的電容，F(xiàn)=IIN/C，占空比用DUTY調(diào)節(jié)，F(xiàn)微調(diào)用FADJ，可產(chǎn)生三種波，用A0，A1調(diào)節(jié)，輸出OUT=實際波，SYNC=TTL電平方波以致測量，PDI，PDO為瑣相環(huán)控制。3.3 MAX038應(yīng)用頻率調(diào)制器頻率合成器 FSK

28、發(fā)生器正弦波與方波鎖相環(huán)(PLL)精密函數(shù)發(fā)生器脈沖寬度調(diào)制器壓控振蕩器3.4 兩者比較結(jié)論目前廣泛應(yīng)用的函數(shù)發(fā)生傳統(tǒng)的波形發(fā)生器通常由晶體管、運放Ic等分離元件制成。與此相比，基于集成芯片的波形發(fā)生器具有高頻信號輸出、波形穩(wěn)定、控制簡便等特點。典型的集成化波形發(fā)生芯片有美國Harris公司的ICL8038和美國MAXIM公司的MAX038。前者只能產(chǎn)生300 kHz以下中低頻率的波形，而且頻率調(diào)節(jié)和占空比調(diào)節(jié)不能單獨進行，無法滿足高頻精密信號激勵源的要求。相比而言，MAX038具有頻率范圍寬、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。第四章 設(shè)計方案本系統(tǒng)主要由單片高頻函數(shù)發(fā)生器MAX038、OPA604是場效應(yīng)管輸

29、入運算放大器構(gòu)成,在設(shè)計中根據(jù)MAX038的功能和結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了一個能輸出正弦波、方波、三角波等多種信號、輸出頻率能在10Hz20MH范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)的函數(shù)波形發(fā)生器。該系統(tǒng)具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，電路簡單，輸出電壓穩(wěn)定，程控調(diào)節(jié)輸出頻率，可擴展性強等優(yōu)點。可以用電位器來調(diào)節(jié)波形的頻率、相位、幅值、波形。三種波形的自由調(diào)節(jié)時依靠調(diào)節(jié)電平實現(xiàn)。波形選擇MAX038放大整形輸 出頻段選擇穩(wěn)壓電源4.1 信號產(chǎn)生級電路 采用MAX038設(shè)計了輸出三角波、方波和正弦波的信號發(fā)生器，頻率范圍為10Hz20MH，能夠滿足實驗與檢測的需求。運用開關(guān)進行調(diào)頻，每段頻率的調(diào)節(jié)由電位器RP1和RP2完成。RP1為粗調(diào)電

30、阻，改變RP1數(shù)值，使振蕩電容器的充電電流改變，從而使頻率改變。RP2為細(xì)調(diào)電阻，它通過改變的數(shù)值，使輸出頻率變化，它的變化范圍較小，起微調(diào)作用。各種波形的輸出幅度均為。波形失真小，正弦波失真度小于，占空比調(diào)節(jié)時非線性度小于2%。信號產(chǎn)生電路4.2 信號放大電路 信號放大為了得到更高的輸出頻率，加有一級信號放大級，由運放OAP604擔(dān)任。信號放大電路4.3 射隨器電路采用三極管9013組成的射隨器來提高其負(fù)載能力,可以滿足發(fā)揮部分所要求的在負(fù)載條件下,輸出正弦波信號的電壓峰峰值在05V范圍內(nèi)可調(diào).射隨器電路4.4 穩(wěn)壓電源本部分電路主要提供穩(wěn)壓電源,能輸出分別為和的電源。這部分電路比較簡單，采

31、用常見的電源電路，包括變壓器降壓、橋式整流、電容濾波、三端穩(wěn)壓集成電路穩(wěn)壓環(huán)節(jié)。和電源電路4.5 系統(tǒng)實現(xiàn)原理總圖系統(tǒng)實現(xiàn)原理總圖第五章 實驗成果經(jīng)過三個月刻苦設(shè)計制作，MAX038函數(shù)發(fā)生器終于做好了。實驗測試和結(jié)論1. 正弦波圖5-1正弦波1圖5-2正弦波22. 方波圖5-3方波1圖5-4方波23. 三角波圖5-5三角波 4. 結(jié)論 本系統(tǒng)以MAX038芯片為核心部件，實現(xiàn)了正弦波、方波、三角波的輸出功能，且波形的頻率和幅度達(dá)到了基本要求并有一定的發(fā)揮部分。經(jīng)過幾個波形的調(diào)試，整機測試結(jié)果達(dá)到要求， MAX038接少量元器件就可以產(chǎn)生三種波形信號發(fā)生器。應(yīng)用按鈕控制引腳，可以控制波形的選擇

32、，并且可以控制輸出波形的頻率。輸出頻率的范圍和步進率都達(dá)到了設(shè)計要求。 信號發(fā)生器由于它的頻率高，且模擬和數(shù)字電路混合，因此在電路設(shè)計和線路板布局上都有所講究。以下幾點為在制作整機過程中的一些注意點：在雙層板上，信號線要盡量布在焊接面，元件面為地平面，這樣可減少信號間的干擾，這一點對系統(tǒng)性能的穩(wěn)定尤為重要。因為系統(tǒng)性能受Iin、Fadj、Cosc、Dadj等引腳周圍的分布電容及信號環(huán)境變化的影響特別敏感。此外，這些引腳引線的長度和面積還應(yīng)盡量短小。在高頻線路中，電源去耦是一個關(guān)鍵問題。整個線路往往會由于電源引線而產(chǎn)生電路諧振，當(dāng)有大的瞬時變化時，也會產(chǎn)生尖峰干擾信號。消除這二種現(xiàn)象的有效辦法就

33、是在片子的電源管腳與地之間加上適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙荩话闶褂靡陨系膬?yōu)質(zhì)電容。在許多場合，采用二個電容并聯(lián)的方法（并聯(lián)一個0.1電容），則去耦效果更佳。結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，我們的大學(xué)生活也快結(jié)束了。由于我基礎(chǔ)知識學(xué)的不是很踏實，剛拿到課題時真的不知道如何下手啊，后來還是路老師先給了點資料，再指點了我許多。后來就動起來了，去圖書館相關(guān)的書籍，去網(wǎng)上搜索信息，差不多“充足電”了就開始做硬件了，其實也沒有什么難的，我把老師給我的板子，看懂了再改進下可以差不多了，硬件2周多就好了，上電檢查成果，七手八腳把電線接好了。 開始的時候波形波動很大，調(diào)節(jié)電位時候效果也不是很明朗，我還以為我哪里出錯了，檢查了好久發(fā)生沒有問題，就去找老師求救。哎呀，其實也沒有什么問題，主要是我的示波器沒有調(diào)節(jié)好，看來我電子電工實驗做的還不是很過關(guān)啊，OK。姜還是老的辣，老師就是比我們厲害多的。波形出來了，頓時輕松了許多，拿手機把波形記錄下來。 畢業(yè)設(shè)計其實很重要的，是我們4年學(xué)習(xí)的一個很好的檢查，考核的是我們綜合能力，我們學(xué)理工的在處理專業(yè)問題時要嚴(yán)謹(jǐn)，投入，因為經(jīng)常是差之毫厘秒謬以千里啊。致 謝時光匆匆，轉(zhuǎn)眼間三個月時間就過去了，感謝我的畢業(yè)設(shè)計導(dǎo)師路明