MAX038的信号发生器的设计

电子测量电子小产品电子测量电子小产品 设计报告设计报告 系 别 电子与电气工程学院 专 业 微电子技术 项目名称 基于MAX038函数信号发生器的设计与制作 班 号 微电122 姓 名 邱灵辉 马德胜 陆庆文 宋永浩 左传磊 王帅军 常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院 1 一 设计思路 信号发生器是实验室的基本设备之一 目前广泛使用的是一些标准产品 虽然功能齐全 性能指标较高 但是价格较贵 而且许多功能却用不上 MAX038 是 MAXIM 公司生产的一个 只需要很少外部元件的精密高频波形产生器 他能产生准确的高频正弦波 三角波 方波 输出频率和占空比可以通过调整电流 电压或电阻来分别地控制 所需的输出波形可由在 A0 和 A1 输入端设置来选择 MAX038 的引脚功能如下所示 REF 2 50 V 带隙基准电压输出端 6 9 11 18 GND 地 A0 波形选择输入端 TTL CMOS 兼容 A1 波形选择输人端 TTL CMOS 兼容 COSC 外部电容连接端 DADJ 占空比调整输入端 FADJ 频率调整输入端 IIN 用于频率控制的电流输入端 PDO 相位检波器输出端 如果不用相位检波器则接地 PDI 相位检波器基准时钟输入端 如果不用相位检波器则接地 SYNC TTL CMOS 兼容的同步输出端 可由 DGND 至 DV 间的电压作为基准 可以用一个外部 信号来同步内部的振荡器 如果不用则开路 DGND 数字地 让他开路使 SYNC 无效 或是 SYNC 不用 DV 数字 5 V 电源 如果 SYNC 不用则让他开路 V 5 V 电源 OUT 正弦波 方波或三角波输出端 MAX038MAX038 信号发生器信号发生器 二 方案设计 2 2 1 信号产生电路 该简易信号发生器可以输出三角波 方波 正弦波和阶跃波 4 种波形 3 个固定频率选 择 以及 10 个电压选择 此外 为了更好的满足大多数实验与电路检测的要求 该信号发生 器还可以输出电荷量 该信号发生器电路主要由信号产生电路 电压电荷输出电路和电源模块三部分组成 对于三角波 方波 正弦波 3 种信号 其信号产生电路的核心器件为 MAX038 3 种输出 波形由波形设定端 A0 A1 控制 其编码如表 2 所示 其中 x 表示任意状态 1 为高电平 0 为低电平 A0A0 和和 A1A1 的编码的编码 2 2 信号调理电路 为了确保输出信号的起始电压在 0V 附近 此电路需加信号上升沿起始控制电路 对于 该信号发生器的阶跃信号 则不经过上升沿起始电路 阶跃信号可用电压跟随器产生 MAX907MAX907 管脚管脚 74ls7474ls74 管脚管脚 2 3 信号放大及电压电荷输出电路 MAX038 的各种输出波形的幅值均为 2V P P 阶跃信号的幅值为 1V 为了使信号的幅 值范围更大 可以先把信号衰减 再经过输出放大器 AD822 以适当比例同相放大输出 为了 3 输出不同的电压 可在运放 AD822 的反相端和输出端串联不同的电阻来调节电压的幅值 为 了滤除噪声 可在每个电阻上并上电容 并且要使输入输出端的电阻电容匹配 3 单元电路设计 3 1 信号产生电路 为简化电路 引脚 DADJ 接地 使该信号发生器各种波形的占空比固定为 50 MAX038 的输出频率由 IIN FADJ 端电压和主振荡器 COSC 的外接电容器 CF 三者共同确定 当 UFADJ 0V 输出频率 f0 IIN CF IIN Uin Rin 2 5 Rin 当 UFADJ 0V 时 输出频率 f f0 1 0 2915UFADJ 电路图如下所示 信号产生电路信号产生电路 信号调理信号调理 3 3 电压电荷电路 信号发生器需要电源电路来提供适合的电源电压 电路图如下 4 Input 1 GND 2 Output 3 U17805 Input 2 GND 1 Output 3 U27905 D2 UF4007 D1 UF4007 D3 UF4007 D4 UF4007 T1 220V 9V C6 104 C5 104 C7 104 C8 104 1 2 J2 5V 1 2 J3 5V D5 LED R1 1k C1 470uF C2 470uF C3 470uF C4 470uF 电源电压电路 3 4 整体电路图 函数信号发生器可以由晶体管 运放集成电路等通用器件制作 更多的则是用专门的函 数信号发生器集成电路产生 MAX038 是美信公司生产的一通用波形发生芯片 较以前常用 的函数发生器件 从频率范围 频率精确度 对芯片 波形的控制性能以及用户使用的方便 性等方面都有了很大的提高 因此可广泛应用于波形的产生 压控振荡器 脉宽调制器 频 率合成器及 FSK 发生器等 R3 50 R2 1K CL 20 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 S1 SW DIP8 C120 C2101 C3102 C4103 C5104 REF 1 GND 2 A0 3 A1 4 COSC 5 GND 6 DADJ 7 FADJ 8 GND 9 IIN 10 GND 11 PDO 12 PDI 13 SYNC 14 DGND 15 DV 16 GND 18 OUT 19 V 20 V 17 IC1 MAX038CPPK1 3关关关 R1 1K 5V 5V OUT Rd 20K Rin120k Rf kk C9 1uF C10 1uF C8100uF C61uF C710uF 5 整体电路图整体电路图 4 小结 函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途 函数信号发生器可以由 晶体管 运放集成电路等通用器件制作 更多的则是用专门的函数信号发生器集成电路产生 早期的函数信号发生器集成电路 如 L8038 BA205 XR2207 2209 等 它们的功能较少 精 度不高 频率上限只有 300kHz 无法产生更高频率的信号 调节方式也不够灵活 频率和 占空比不能独立调节 二者互相影响 MAX038 是美信公司生产的一通用波形发生芯片 较 以前常用的函数发生器件 从频率范围 频率精确度 对芯片 波形的控制性能以及用户使 用的方便性等方面都有了很大的提高 因此可广泛应用于波形的产生 压控振荡器 脉宽调 制器 频率合成器及 FSK 发生器等 个人感悟 个人感悟 通过本次的函数信号发生器的设计与制作 我学会了在学习和实际操作过 程中团队合作的重要性 刚开始不知道如何开始本次制作 经过与同学的共同 讨论 我们一起在网上搜索了 MAX038 芯片的相关资料和相关电路的知识 确 定了基于 MAX038 芯片的函数信号发生器的电路原理图设计 在采购回所需要 的元器件后 我们一起动手开始元器件的焊接 焊接过程中也遇到了很多难题 由于我们之中焊接技能的不同 所以让焊接能力较好的同学着手焊接整个电路 焊接完整个板子后 由我们大家一起仔细的检查电路焊接的正确性和焊接质量 经过后