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調節(jié)，F(xiàn)微調用FADJ，可產生三種波，用A0，A1調節(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。

摘要:本文簡要地介紹了MAX038的性能，并給出了具有三種輸出波形的函數信號發(fā)生器的實際設計。

??? 關鍵詞:函數信號發(fā)生器? 占空比閉環(huán)電壓增益

1 MAX038的性能簡介

各種波形曲線均可以用三角函數方程式來表示。能夠產生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數信號發(fā)生器。函數信號發(fā)生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。函數信號發(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信號發(fā)生器IC產生。早期的函數信號發(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，無法產生更高頻率的信號，調節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調節(jié)，二者互相影響。鑒于此，美國馬克西姆公司開發(fā)了新一代函數信號發(fā)生器ICMAX038，它克服了上述芯片的缺點，可以達到更高的技術指標，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、脈寬調制器等電路的設計上，MAX038都是優(yōu)選的器件。其內部電路框圖如圖1所示。

MAX038的性能特點：

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）頻率范圍從0.1Hz～20MHz，最高可達40MHz，各種波形的輸出幅度均為2V（P－P）。

3）占空比調節(jié)范圍寬，占空比和頻率均可單

獨調節(jié)，二者互不影響，占空比最大調節(jié)范圍是

10％～90％。

　　4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比調節(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0～70℃。

　　6）內設2.5V電壓基準，可利用該電壓設定FADJ、DADJ的電壓值，實現(xiàn)頻率微調和占空比調節(jié)。

MAX038采用DIP－20封裝形式，各管腳的功能如表1所示。

表1MAX038的管腳功能

引腳號
名稱
功能

1
VREF
2.5V基準電壓輸出

2
GND
地

3
A0
波形選擇編碼輸入端（兼容TTL/CMOS電平）

4
A1
同AO腳

5
COSC
主振器外接電容接入端

6
GND
地

7
DADJ
占空比調節(jié)輸入端

8
FADJ
頻率調節(jié)輸入端

9
GND
地

10
Iin
電流輸入端，用于頻率調節(jié)和控制

11
GND
地

12
PD0
相位檢測器輸出端，若相位檢測器不用，該端接地

13
PD1
相位檢測器基準時鐘輸入，若相位檢測器不用，該端接地

14
SYNC
TTL/CMOS電平輸出，用于同步外部電路，不用時開路

15
DGND
數字地。在SYNC不用時開路

16
DV＋
數字＋5V電源。若SYNC不用，該端開路

17
V＋
＋5V電源輸入端

18
GND
地

19
OUT
正弦、方波或三角波輸出端

20
V－
－5V電源輸入端

注：表中5個地內部不相連，需外部連接。

2具有三種輸出波形的函數信號發(fā)生器設計實例

　　筆者采用MAX038設計了輸出三角波、方波和正弦波的函數信號發(fā)生器，頻率范圍為10Hz～1MHz，能夠滿足大多數實驗與檢測的需求。

　　整機電路由信號產生級、電壓放大級、功率輸出級和電源四部分組成。信號產生級的核心器件為MAX038，它的輸出波形有三種，由波形設定端A0（3）， A1（4）控制，其編碼如表2所示。其中x表示任意狀態(tài)。1為高電平，0為低電平。MAX038的輸出頻率f0由Iin，F(xiàn)ADJ端電壓和主振蕩器 COSC的外接電容器CF三者共同確定。當UFADJ=0V時，輸出頻率f0=Iin/CF，Iin=Uin/Rin=2.5/Rin。當 UFADJ≠0V時，輸出頻率f0=f（1－0.2915UFADJ）。由波段開關SA2選擇不同的CF值，將整個輸出信號分為4個頻段。

表2A0和A1的編碼

A0
A1
波形

X
1
正弦波

0
0
方波

1
0
三角波

　　1）10Hz～1kHz

　　2）100Hz～10kHz

　　3）1kHz～100kHz

　　4）10kHz～1MHz

　　每頻段頻率的調節(jié)由電位器RP1和RP2完成。RP1為粗調電位器，改變RP1數值，使振蕩電容器CF的充電電流Iin改變，從而使頻率改變。RP2為細調電位器，它通過改變UFADJ的數值，使輸出頻率變化，它的變化范圍較小，起微調作用。為簡化電路，各種波形的占空比固定為50％，這已能滿足多數場合的使用要求。為此將MAX038的腳7DADJ端接地。MAX038的各種輸出波形的幅度均為2V（P－P），為了得到更大的輸出幅度，加有一級電壓放大級，由運放OPA604擔任。OPA604是FET輸入高保真運放IC，性能十分優(yōu)越，低噪聲10nV/Hz，低失真率,1kHz時，僅為 0.0003％，高轉換率25V/μs，功率帶寬為20MHz，電路中OPA604的閉環(huán)電壓增益GV=100k/10k=10，輸出電壓的幅度增至 20V（P－P），有效值為7V左右。如將OPA604換成AD747視頻運放IC，函數信號發(fā)生器能夠輸出更高的頻率。功率輸出級由BUF634擔任，這是一種高速緩沖器IC，具有2000V/μs的轉換速率，輸出電流達250mA，其電壓增益為1，但負載能力很強，在電路中起功率擴展的作用。輸出信號的幅度由電位器RP3調節(jié)，為了更精確地調節(jié)輸出信號幅度，在電位器后加有衰耗電路，由波段開關SA3將輸出分為×1，×0.1，×0.01三檔。

　　電源電路比較簡單，電源變壓器的容量為8W，初級接220V交流，次級繞組為15V×2，經橋式全波整流后，再由兩只三端集成穩(wěn)壓器LM7812和 LM7912變成穩(wěn)定的±12V直流電壓。HL1是用發(fā)光二極管制成的指示燈，無論正負哪一路出現(xiàn)故障，HL1均將熄滅。±12V的電壓再經兩只三端集成穩(wěn)壓器LM78L05和LM79L05進一步穩(wěn)壓后，變成±5V的直流電壓供給MAX038。

MAX038的應用場合：

頻率調制器




頻率合成器




FSK發(fā)生器—正弦波與方波




鎖相環(huán)(PLL)




精密函數發(fā)生器




脈沖寬度調制器

壓控振蕩器