高頻精密函數(shù)波形發(fā)生器設(shè)計(jì) 摘要：介紹了一種由max038和mc145151構(gòu)成的精密函數(shù)波形發(fā)生器，該發(fā)生器可輸出正弦波、矩形波、三角波信號(hào)，輸出頻率能在8khz～16mhz范圍內(nèi)調(diào)整，調(diào)整增幅為1khz，可作為通用的高頻精密函數(shù)波形發(fā)生器。

關(guān)鍵詞：函數(shù)波形發(fā)生器 max038 mc145151 信號(hào)源 集成函數(shù)波形發(fā)生器一般都采用icl8038或5g8038，而它們只能產(chǎn)生300khz以下的中低頻正弦波、矩形波和三角波，且頻率與占空比不能單獨(dú)調(diào)節(jié)，從而給使用帶來(lái)很大不便，也無(wú)法滿足高頻精密信號(hào)源的要求。本文介紹由max038和mc145151組成的高頻精密函數(shù)波形發(fā)生器，該電路能夠產(chǎn)生精確的正弦波、矩形波和三角波信號(hào)，頻率能以1khz的間隔在8khz～16.383mhz范圍內(nèi)調(diào)整。 1 max038功能 max038是maxim公司生產(chǎn)的單片高頻精密函數(shù)波形發(fā)生器，能夠產(chǎn)生0.1hz～20mhz的正弦波、矩形波和三角波，最高頻率可達(dá)40mhz，具有高頻特性好、頻率范圍寬、使用方便靈活的特點(diǎn)。max038芯片采用dip-20封裝。（見(jiàn)圖1），其管腳功能如下： v+、v-：正負(fù)電源端，分別接+5v、-5v電源； gnd：2、6、9、11和18腳均為模擬地； a0、a1：波形設(shè)定端，設(shè)置方法見(jiàn)表1；

表1 輸出波形設(shè)置 a0 a1 波形 × 1 正弦波 0 0 矩形波 1 0 三角波 cosc：外接振蕩電容端； fadj、dadj：分別為頻率調(diào)節(jié)、占空比調(diào)節(jié)端； iin：振蕩頻率控制器的電源輸入端； pdi、pdo：為相位比較器的輸入、輸出端； sync：同步輸出端； dv+、dgnd：分別為數(shù)字電路的+5v電源端和數(shù)字地； out：波形輸出端 max038的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，在cosc與gnd之間接上電容cf后，利用恒定電流澳cf充電和放電即可形成振蕩，從而產(chǎn)生一個(gè)三角波和兩個(gè)矩形波。iin是灌入iin端的電流，它受fadj端電壓的控制。振蕩頻率的計(jì)算公式為： f=iin/cf 式中，iin的允許變化范圍是2～750μa，在10～400μa時(shí)性能最佳。cf的容量范圍為20pf～100μf。 通過(guò)改變fadj端的電壓可對(duì)頻率進(jìn)行粗細(xì)調(diào)節(jié)。假定vfadj為0v，標(biāo)稱輸出頻率為f，在vfadj保持恒定時(shí)，輸出頻率由下式確定： f1=f(1-0.2915vfadj) 不作頻率微調(diào)時(shí)，fadj端與地之間須接12kω電阻。 改變dadj端的電壓，能夠控制波形的占空比。vdadj為0v時(shí)，占空比為50%。在vdadj從+2.3v變化到-2.3v時(shí)，占空比將從10%變成90%。占空比嚴(yán)格等于50%時(shí)，可消除波形失真。 2 mc145151管腳功能 mc145151是motorola公司生產(chǎn)的帶單模前置換算器接口的并行輸入鎖相環(huán)頻率合成器，÷n計(jì)數(shù)器范圍為3～16383，還有8個(gè)可供用戶選擇的÷r值：分別是8、128、256、512、1024、2048、2410或8192。mc145151采用dip-28腳封裝，引腳排列如圖3所示，管腳功能如下： fin:頻率輸入； ra0～ra2：基準(zhǔn)地址輸入，確定÷r值； n0～n13：n計(jì)數(shù)器編程輸入； t/r：發(fā)送/接收偏移地址輸入； oscin，oscout：分別為基準(zhǔn)振蕩器的輸入和輸出； pdout：相位檢測(cè)器a輸出； pdr，pdv：相位檢測(cè)器b輸出； fv：n計(jì)數(shù)器輸出； ld：鎖定檢測(cè)器輸出； vdd：接正電源； vss：接負(fù)電源。 3 高頻精密函數(shù)波形發(fā)生器 圖4所示為高頻函數(shù)波發(fā)生器的電路原理圖，它能產(chǎn)生精確的正弦波、矩形波和三角波信號(hào)。mc145151的ra2，ra1和ra0端開(kāi)路，相當(dāng)于輸入高電