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函數信號發生器的畢業設計(編輯修改稿)

2025-09-03 11:15 本頁面

　

【文章內容簡介】幅度范圍的控制，以及產生波形的選擇控制。　　函數信號發生器設計的總體方案原理框圖　函數信號發生器主要分為四部分：信號的產生部分（主要是圍繞MAX038芯片介紹的波形選擇，占空比調節，頻率調節），放大電路，信號的控制部分，電源部分。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第三章系統的硬件設計　　信號產生部分的設計　　　本設計是基于MAX038 的函數信號發生器，其中，信號產生部分的核心是MAX038。　 MAX038芯片介紹　MAX038是美國MAXIM（馬克希姆）公司應市場的需求而研制的單片集成高頻精密函數發生器，具有較高的頻率特性、頻率范圍很寬、功能較全、單片集成化、外圍電路簡單、使用方便靈活等特點。內有主振蕩器、波形變換電路、波形選擇多路開關、相位檢測器、同步脈沖輸出以及波形輸出驅動電路等。其主要優點有：[10]　　　1)能精密地產生三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波信號。　　2)～20MHz，最高可達40MHz，各種波形的輸出幅度均為2V　3)占空比調節范圍寬，占空比和頻率均可單獨調節，二者互不影響，占空比最大調節范圍是10％～90％。　　4)波形失真小，％，占空比調節時非線性度低于2％。　　5）采用177。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0～70℃。　　　6)低溫度漂移：200 PPM／℃。　　7)低阻抗輸出緩沖器：；　　8)，可利用該電壓設定FADJ、DADJ的電壓值，實現頻率微調和占空比調節。　　　 MAX038引腳圖　　　 MAX038引腳名稱及功能　　　引腳號　名稱　　功能　　1　REF　 V帶隙基準電壓輸出端　　2　　　GND　　　地　3　A0　　波形選擇輸入端，TTL／CMOS兼容　　　4　　　A1　波形選擇輸入端，TTL／CMOS兼容　5　COSC　　　外部電容連接端　　6　　　GND　地　7　　DADJ　占空比調整輸入端　8　　FADJ　　頻率調整輸入端　　9　　　GND　地　10　　　Iin　用于頻率控制的電流輸入端　11　GND　　　地　　12　　　PDO　　　相位檢波器輸出端。如果不用相位檢波器則接地　　　13　　PDI　　相位檢波器基準時鐘輸入端。如果不用相位檢波器則接地　14　SYNC　　TTL／CMOS兼容的同步輸出端，可由DGND至DV+間的電壓作為基準　15　　　DGND　　　數字地。讓他開路使SYNC無效，或是SYNC不用　16　　　DV+　　數字+5 V電源。如果SYNC不用則讓他開路　　　17　V+　　+5 V電源　18　GND　　　地　　　19　　OUT　　　正弦波、方波或三角波輸出端　　20　V　　5 V電源　　　　　 MAX038內部電路圖　　，MAX038內部還有正弦整形電路、比較器、復用器以及鑒相器電路，它們共同實現了正弦波、三角波、鋸齒波、矩形波和脈沖波的生成。　　鑒相器是作為鎖相環的備用單元，為異或門電路結構，輸入信號一路來自內部差動矩形波OSCA和OSCB，另外一路來自外部引腳PDI。鑒相器的輸出信號為電流，由PDO引腳輸出平均值變化范圍為0～550uA。當兩路輸入信號的相位差為時，輸出電流的占空比為50%，平均值為250uA。如果構成鎖相環路，則PDO和FADJ相連，并且對地連接一個電阻，同時并聯一個電容。決定鑒相器的靈敏度，用于濾除電流中的高頻成分[10]。　波形選擇、占空比、頻率調節　　　　，在單片機的控制下輸出得到正弦波、矩形波和三角波3種不同的波形。（0,1）時，選擇正弦波；（0,0）時，選擇矩形波；（1,0）時選擇三角波。　　　　. 波形選擇電路　　　　MAX038的占空比的調整有兩種方式，一種時利用內部基準電壓源調整，另一種是利用外加電源調整，為使電路簡單，采用第一種調整方式。　　在MAX038 的DADJ端應用一個－～＋的電壓控制信號， MAX038 的DADJ引腳上的電壓可控制波形的占空比Dc(定義為輸出波形為正時所占時間的百分數），并且能夠改善正弦波的波形，可進行脈沖寬度調制和產生鋸齒波。當VDADJ接地（即VDADJ=0）時，其占空比為50%，占空比的調整可采用TLC5618的D/A轉換，輸出177。范圍內的電壓，占空比可在10%～90%范圍內改變，約每伏改變15%，當電壓超過177。將使頻率偏移或引起不穩定。為產生一定占空比而加在DADJ上的電壓為：　　 ()　VDADJ為DADJ 引腳上的電壓，Dc為占空比。這樣可完成激勵信號的占空比設置。關于占空比調節，可采用外部電位器調整控制，調節占空比調節電路中的電位

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