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电子测量电子小产品设计报告系别：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：2.50V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+5V电源。如果SYNC不用则让他开路；V+：+5V电源；OUT：正弦波、方波或三角波输出端；MAX038信号发生器二.方案设计22.1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。A0和A1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。MAX907管脚74ls74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。为了输3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：4Input1GND2Output3U17805Input2GND1Output3U27905D2UF4007D1UF4007D3UF4007D4UF4007T1220V~9VC6104C5104C7104C810412J2+5V12J3-5VD5LEDR11kC1470uFC2470uFC3470uFC4470uF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。R350R21KCL2012345678161514131211109S1SW-DIP8C120C2101C3102C4103C5104REF1GND2A03A14COSC5GND6DADJ7FADJ8GND9IIN10GND11PDO12PDI13SYNC14DGND15DV+16GND18OUT19V-20V+17IC1MAX038CPPK13控开关R11K+5V-5VOUTRd20KRin120kRfkkC91uFC101uFC8100uFC61uFC710uF5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：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，经过后期细心的调整，函数信号发生器就初步完成了，我们为之配备的适配电源也表现完好，我觉得这是一次很成功的产品设计与制作训练，大大提高了我们学习的积极性，也增强了我们团队之间的协同配合能力，在以后的学习、工作中，我们将继续发扬这种精神，完成好每一次的任务。微电122班马德胜学号：1206033202