基于MAX038的程控函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計

0 引言

在現(xiàn)代電子技術(shù)的研究及應(yīng)用領(lǐng)域。常常需要高精度且頻率可調(diào)的信號源。MAX038是MAXIM公司開發(fā)的新一代專用函數(shù)信號發(fā)生芯片，它可以產(chǎn)生正弦波、方波和三角波等三種波形，而且頻率和占空比獨立可調(diào)。本文設(shè)計了一種由LPC2114、MAX038、D／A轉(zhuǎn)換器以及八選一模擬開關(guān)CD4051等構(gòu)成的程控函數(shù)信號發(fā)生器。研究了LPC2114通過D／A轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)對MAX038頻就緒和占空比的調(diào)控方法。給出了在0.1Hz～20MHz內(nèi)產(chǎn)生精確的正弦波、方波和三角波的方法。此外，本函數(shù)信號發(fā)生器還具有可調(diào)范圍大、精度高、信號穩(wěn)定等特點，可以應(yīng)用于各種電子測量和控制場合。

1 MAX038的主要特性

MAX038是MAXIM公司生產(chǎn)的一種具有高頻、高精度、低輸出電阻而且驅(qū)動能力很強(qiáng)的函數(shù)信號發(fā)生器芯片。它的內(nèi)部電路主要由振蕩器、振蕩頻率控制器、2.5 V基準(zhǔn)電壓源、正弦波形發(fā)生器、比較器、多路模擬開關(guān)、相位比較器組成。MAX038主要性能特點如下：

◇能精密地產(chǎn)生正弦波、矩形波(含方波)、三角波信號。
◇頻率范圍從0.1 Hz～20 MHz，最高可達(dá)40MHz，各種波形的輸出幅度均為2 V(P-P)。
◇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)范圍為10％～90％。
◇波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比調(diào)節(jié)時的非線性度低于2％。
◇采用±5 V雙電源供電，允許有5％變化范圍，電源電流為80 mA，典型功耗400 mW，工作溫度范圍為0～70℃。
◇內(nèi)設(shè)2.5 V電壓基準(zhǔn)，可利用該電壓設(shè)定FADJ、DADJ的電壓值，從而實現(xiàn)頻率微調(diào)和占空比調(diào)節(jié)。

2系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

2.1系統(tǒng)整體構(gòu)成

一系統(tǒng)主要是由主控制器LPC2114、函數(shù)發(fā)生器MAX038、D／A轉(zhuǎn)換器、LED顯示、鍵盤、波段切換，波形處理和峰值檢波等部分組成，其整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

系統(tǒng)中的LPC2114是一款基于ARM7TDMI的微控制器，其結(jié)構(gòu)是基于精簡指令計算機(jī)(RISC)原理設(shè)計的，具有許多比以前8位微控制器更豐富和先進(jìn)的性能。由于LPC2114具有非常小的64腳封裝、極低的功耗、4路10位ADC、46個GPIO以及多達(dá)9個外部中斷，并且內(nèi)嵌一個128KB的高速FLASH存儲器，因此，特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)、訪問控制和電子收款機(jī)(POS)。

作為本系統(tǒng)的主控制器，LPC2114可通過D／A轉(zhuǎn)換器和八選一模擬開關(guān)實現(xiàn)對MAX038的波形選擇以及頻率和占空比調(diào)節(jié)，同時具有LED顯示控制和鍵盤控制功能，此外，PLC2114還可以通過自帶的ADC對波形的峰值進(jìn)行測量。LED顯示可同時輸出頻率(6位LED)和幅度(4位LED)。系統(tǒng)中的波形處理主要是對MAX038輸出的波形進(jìn)行電壓放大和功率放大。并加入直流偏移。峰值檢波電路則以AD8021為核心組成電壓峰值保持電路，以便對波形的幅度進(jìn)行實時測量。

2.2系統(tǒng)控制電路與工作原理

LPC2114主要通過D／A轉(zhuǎn)換器TLC5618、DAC0832和八選一模擬開關(guān)CD4051對MAX038輸出的波形、頻率以及占空比進(jìn)行控制。其控制電路如圖2所示，其中端口OUT為MAX038的波形輸出端，其它端口連至LPC2114相應(yīng)引腳。

LPC2114通過對A1和A0端的不同設(shè)置來選擇不同的波形。當(dāng)A1為高電平、A0為任意時，輸出波形為正弦波；當(dāng)A1、A0同時為低電平時，輸出波形為方波；當(dāng)A1為低電平、A0為高電平時，輸出波形為三角波。MAX038輸出波形的頻率由輸入引腳IIN的電流IIN、引腳COSC接人的電容量Cf以及引腳FADJ的電壓VFADJ決定，其中輸出波形的基頻由電流IIN和Cf決定。若輸出波形的基頻為f0，那么，VFADJ時0V，f0的計算公式為：

通過VFADJ可以對輸出波形的頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)，當(dāng)VFADJ在±2.4 V之間變化時，調(diào)制頻偏為±70％。設(shè)實際輸出的頻率為，則它們的關(guān)系為：

其中，電流IIN由DAC0832經(jīng)過一個電壓／電流轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)提供。當(dāng)DAC0832輸出電壓在0～5 V變化時，經(jīng)過6.7 kΩ的電阻即可獲得0～750μA的電流。通過控制八選一模擬開關(guān)CD4051來選擇Cf的電容量，從而確定頻率范圍(即頻段)。本系統(tǒng)共有8個頻段供切換，輸出頻率范圍與Cf的對應(yīng)關(guān)系如表1所列。

上一頁 1 2 下一頁 關(guān)鍵詞： MAX 038 程控 函數(shù)信號發(fā)生器 評論 我來說兩句…… 驗證碼： 相關(guān)推薦 〈MAX+PLUS II 入門到精通〉 資源下載 Altera CPLD/FPGA Max+plus II 仿真 下載 | 2007-02-09 受艙門脫落事故影響，全球多家航司對波音 737 MAX 9 采取停飛措施 安防與國防 波音 737 MAX 9 航天 飛機(jī) | 2024-01-08 Altera E+MAX 資源下載 Altera CPLD/FPGA Max+plus II 仿真 下載 | 2007-02-09 EDA實驗教材 資源下載 ALTERA EDAPSPICE MAX+Plus II | 2007-02-09 蘋果 M3 Max 芯片跑分曝光，單核成績比 M2 Ultra 高 9% EDA/PCB 蘋果 M3 Max 芯片 M2 Ultra | 2023-11-02 分析師：僅蘋果 M3、M3 Pro 和 M3 Max 的流片成本就達(dá) 10 億美元 手機(jī)與無線通信 蘋果 M3 M3 Pro M3 Max | 2023-11-06 Re: 求救：我安裝的MAX+PLUSII為什么不能使用？ tanke | 2005-08-24 報告稱蘋果 iPhone 15 Pro Max 物料成本 558 美元：比前代貴12% 手機(jī)與無線通信 蘋果 iPhone 15 Pro Max 物料成本 | 2023-10-17 iPhone 15 Pro Max講電話5分鐘崩潰 真相曝光 手機(jī)與無線通信 iPhone 15 Pro Max 崩潰 | 2023-10-02 Snapdragon Sound驍龍暢聽技術(shù)助力全新Bose SoundLink Max手提音箱帶來“派對級”音頻體驗 消費電子 Snapdragon Sound 驍龍暢聽 Bose SoundLink Max 手提音箱 派對級 音頻 | 2024-05-31 101MAX+PLUS II 入門到精通的最佳學(xué)習(xí)資料 資源下載 Altera CPLD fpga 邏輯設(shè)計 MAX+PLUS II 編程 下載 | 2007-02-09 使用NI-MAX驗證工作的遠(yuǎn)程通信連接 測試測量 NI-MAX 遠(yuǎn)程通信連接 | 2024-07-12 輸出電壓為0～9.99V的數(shù)字式程控基準(zhǔn)電壓源電路 設(shè)計方案 輸出 電壓 9.99V 數(shù)字式 程控 基準(zhǔn) | 2009-07-06 程控開關(guān)電源用于片心邏輯―Pentium Pro處理器 設(shè)計方案 程控 開關(guān)電源 用于 片心 邏輯 Pentium 處理器 | 2009-07-06 蘋果發(fā)布 AirPods Max 新固件 6A325 手機(jī)與無線通信 蘋果 AirPods Max 新固件 6A325 | 2024-04-03 基于FPGA的可編程數(shù)字濾波器系統(tǒng) 資源下載 Max FPGA 可編程數(shù)字濾波器 | 2007-12-14 測試發(fā)現(xiàn)三星Galaxy S24 Ultra鈦合金用料不及iPhone 15 Pro Max 三星 Galaxy S24 Ultra 鈦合金 Phone 15 Pro Max | 2024-02-06 [求助]那位在 xp 下裝過MAX+PLUS2 powercxz | 2003-06-12 增益程控儀器放大電路 設(shè)計方案 增益 程控 儀器 放大 | 2009-07-06 程控電流源電路(7520DAC) 設(shè)計方案 程控 電流 7520DAC | 2009-07-06 MAX+PLUS II 8.0 meigd | 2005-08-24 在ftp.lib.pku.edu.cn下載maxplusII9.5的哥們請看一看?。?！ xiaosongs | 2005-08-24 Max+Plus2說我改系統(tǒng)時間了，該怎么辦？？？？ xiaosongs | 2005-08-24 供應(yīng)鏈消息稱蘋果將升級 iPhone 16 Pro / Max 的長焦鏡頭 手機(jī)與無線通信 蘋果將 iPhone 16 Pro / Max 長焦鏡頭 | 2023-10-31 5V輸入，1.3～3.5V／20A輸出程控電源電路 設(shè)計方案 輸入 輸出 程控 電源 | 2009-07-06 數(shù)據(jù)采集技術(shù)第二講：配置管理軟件MAX 視頻 NI MAX 數(shù)據(jù)采集 配置管理軟件 | 2009-07-17 上一篇：基于μC／OS-II的電力參數(shù)監(jiān)測儀設(shè)計 下一篇：一種可重構(gòu)流水線結(jié)構(gòu)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計 技術(shù)專區(qū) FPGA DSP MCU 示波器 步進(jìn)電機(jī) Zigbee LabVIEW Arduino RFID NFC STM32 Protel GPS MSP430 Multisim 濾波器 CAN總線 開關(guān)電源 單片機(jī) PCB USB ARM CPLD 連接器 MEMS CMOS MIPS EMC EDA ROM 陀螺儀 VHDL 比較器 Verilog 穩(wěn)壓電源 RAM AVR 傳感器 可控硅 IGBT 嵌入式開發(fā) 逆變器 Quartus RS-232 Cyclone 電位器 電機(jī)控制 藍(lán)牙 PLC PWM 汽車電子 轉(zhuǎn)換器 電源管理 信號放大器 關(guān)閉