信号发生器设计

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1、一种基于MAX038的信号发生器设计摘要：本设计采用单片集成MAX038高精度集成芯片为核心，产生多种波形信号，该芯片具有稳定性好，抗干扰性能强，体积小，成本低等特点。更适应于高频电路，利用芯片外围电路改变其输入电流的大小来改变正弦波频率，通过改变输出电阻（Rs）调节输出电压的幅值,单片机8155及LED做频率显示电路。MAX038是美国美信公司近年生产的低失真单片信号发生器，内部含有主振荡器、波形变换电路、波形选择多路开关、2.5V能隙基准电压源、相位检测器、同步脉冲输出及波形输出驱动电路等。关键词：MAX038调频调幅显示外部驱动中图分类号：TP39TM935.2文献标识码：A

2、1.引言传统设计信号发生器的思路大体有以卜儿种：1.采用单片机函数发生器（8038），8038可产生正弦波，方法简单易行，川D/A转换器的输出来改变调制电压，也可以实现程控调整频率，少进也可以满足要求，但是频率却达不到要求.R.频率稳定度不高。2.采用直接数字频率合成器（DDS），可用硬件或软件实现，即用累加器按频率耍求对相应的相位增M进行累加，再以累加相位值做为地址码，取存放于K0M中的波形数据，经D/A转换，滤波即得所需波形。方法简单，频率稳定度高，易于程控。如川软件实现，电路更简单，但对CPU要求较高，且不易产生较高的频率。3.采用单片机控制动态生成程序。该方法引入动态编程和

3、吞时钟技术，使用8031对产生50kHz的E弦波，但不能达到本题的高频耍求。综上所述，传统设计电路不同程度存在问题，难于解决，而基于MAX038的设计电路比较简洁，调整方便，可兼顾多方面的指标要求，采川集成电路MAX038来设计信号发牛器，利川单片机和D/A转换器改变输入电流，可产牛0.1Hz〜20MHz（最高可达40MHz）的正弦波，内部构成锁相环，达到输出频率覆盖系数要求，频率稳定度高，易于实现步进，外围电路简单,能达到指标耍求，而几成本低，体积小，携带方便。2.基于MAX038的信号发生器设计2.1电路设计图设计电路模拟框图如图1:2.2电路工作原理1.2.1MAX038的工

4、作原理MAX038主振荡器为三角波振荡器，振荡频率山调频输入Vfadj.参考电流Iin及外接振荡电容器COSC的容S井同决定。难本振荡器足一个交变的恒流源向电容器充电和放电的弛张振荡器.通过改变COSC引脚的外接电界和流入1N引脚的充放电电流的人小米控制输出信号频率.频率范阑为0.r20MHz,流入IN的电流加到FADJ和DADJ引脚的电压来调制.通过此两引脚卩T川外接电压信兮调整频率。MAX038内部打一个.11•:弦波形成电路把振荡器的三角波转变成一个等幅的低失真的正弦波。MAX038设计电路图见图2:♦5V100PIVCC阁22.2.2频率控制部分设计MAX038是波形产生部

5、分的核心。山该芯片产生的正弦波，频率调节分为三个频段：高频段H频率范围：25KHz"lOMHz；屮频段M频率范围：90Hz〜36KHz;低频段L频率范围：0.3H7?120Hzo由于该题bJllClOMHz，包括高频和屮频段，因此，以分两个频段。这两个频段乂被分成若干频段。通过COSC引脚连接若干个波段幵关切换对地的电矜來实现频率细调电路是4:选定某一频段时，改变输入到IN引脚的电流对频率进行连续细调，实现电路见阁3。由于MAX038的1N端是一个闭环放大器的虚拟地，所以，可以用一个电压源串联-•个电肌接入1N来得到所需的电流If。,If的稳定对输出频率的稳定十分重要。图屮放人信号

6、采川叽容滤波网络输出。外输入信兮通过频率调制对振荡频率进行调制。该电路接入FADJ端。当中心频率由L和屯容C「确定后，还可以在FADJ端加+(-)2.4V的电压使信号频率从30%F/l70%F。。偏移量Dx(%)=-29.155V振荡频率FX调节：当V⑽=0V时,振荡频率:Fo(MIIz)=Tin(uA)/COSC(pf)式屮：20pf〈=COSC〈=100uf,2uA<=Iin〈=750uA，但推荐的参考电流Iin范围：lOuA〜400uA.由于hn端内部为运放输入虚地，电位Vin=OV,如果在该端与基准电源U2.5V)之间接一电阻则有：F。(MHz)=Vref/Rin*COSC

7、(pf)如果Iin固定，则振荡频率？3^与Vfadj的关系为:V=Eo*(1-0.2915*Vfad.i)由于Vfadj端电压为250uA恒流流入，在该端与基准电源之间接一电附Rf,则宥：Fx=F-,*[1-0.2915*(2.5-0.2mA*R,)]式中：Ri以K欧为单位，,R.R,<=20K欧。一般情况下RU乍为频率粗调，K作为细调。2.2.3幅度控制部分及外部驱动MAX038集成芯片能产斗:正弦波，输出电压的幅值从芯片的19脚且接输定压输出V0Ul=2V,从V