1 MAX038芯片介紹
MAX038是MAXIM公司生產的一個只需要很少外部元件的精密高頻波形產生器,他能產生準確的高頻正弦波、三角波、方波。輸出頻率和占空比可以通過調整電流、電壓或電阻來分別地控制。所需的輸出波形可由在A0和A1輸入端設置適當的代碼來選擇。其性能特點如下:
(1) 0.1 Hz~20 MHz工作頻率范圍;
(2) 15%~85%可變的占空比;
(3) 低阻抗輸出緩沖器:0.1;
(4) 低失真正弦波:0.75%;
(5) 低溫度漂移:200 ppm/℃。
MAX038引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下:
6,9,11,18:GND地;
A0:波形選擇輸入端,TTL/CMOS兼容;
A1:波形選擇輸人端,TTL/CMOS兼容;
COSC:外部電容連接端;
DADJ:占空比調整輸入端;
FADJ:頻率調整輸入端;
IIN:用于頻率控制的電流輸入端;
PDO:相位檢波器輸出端。如果不用相位檢波器則接地;
PDI:相位檢波器基準時鐘輸入端。如果不用相位檢波器則接地;
SYNC:TTL/CMOS兼容的同步輸出端,可由DGND至DV+間的電壓作為基準。可以用一個外部信號來同步內部的振蕩器。如果不用則開路;
DGND:數字地。讓他開路使SYNC無效,或是SYNC不用;
DV+:數字+5 V電源。如果SYNC不用則讓他開路;
V+:+5 V電源;
OUT:正弦波、方波或三角波輸出端;
V-:-5 V電源。
2 MAX038芯片使用方法
2.1 波形選擇
MAX038可以產生正弦波、方波或三角波。具體的輸出波形由地址A0和A1的輸入數據進行設置,如表1所示。波形切換可通過程序控制在任意時刻進行,而不必考慮輸出信號當時的相位。
2.2.1 輸出頻率的調整
輸出頻率調整方式分為粗調和細調兩種方法:
粗調取決于IIN引腳的輸入電流IIN,COSC引腳的電容量CF(對地)以及FADJ引腳上的電壓。當VFADJ=0 V時,輸出的中心頻率f0為:

頻率的細調是在FADJ引腳施加一個±2.4 V范圍的電壓,可使輸出頻率的調節范圍為f=(0.3~1.7)f0(即f0±70%f0)。
MAX038的輸出頻率還可以由一個電壓源VIN與一個固定的電阻RIN串聯來控制,輸出頻率f0為:f0(MHz)=VIN/RINCF(pF)。改變VIN就可調整輸出頻率f0,例如當RIN為25 kΩ并且VIN在0.5~5 V變化時,f0可在0.1 Hz~20 MHz范圍內調整。
接在REF(+2.5 V)和FADJ之間的可變電阻RF還提供了一個方便的人工調整頻率的方法。RF的取值如下:RF=(VREF-VFADJ)/250μA。例如,如果VREF取-2.0 V(+58.3%偏移),則RF=[+2.5-(-2.0)]/250μA=18 kΩ。
2.2.2 占空比的調整
DADJ引腳上的電壓值的變化控制波形的占空比。通常VDADJ=0 V時,則占空比為50%。若VDADJ在±2.3 V范圍變化將引起輸出波形占空比在15%~85%的變化(在15%~85%范圍內改變占空比,對輸出頻率的影響小)。
接在REF(+2.5 V)和DADJ之間的可變電阻RD提供了一個方便的人工調整占空比的方法。RD的取值如下:RD=(VREF-VDADJ)/250 μA。例如,如果VDADJ取-1.5 V(23%占空比),則RD=[+2.5-(-1.5)]/250μA=16 kΩ。
DADJ引腳還可以用來減小正弦波的失真。未調整(VDADJ=0 V)的占空比是50%±2%,而偏離準確的50%時將產生偶次諧波,這時加一個調整電壓(典型值為小于±100 mV)到DADJ,就可以減小失真,如圖2所示,調整R6可以使正弦波失真小,從而得到理想的波形。
MAX038使用±5 V的工作電源。所有輸出波形的幅值為2Vpp(峰-峰值),輸出電流為±20 mA,輸出阻抗的典型值為0.1 Ω,可直接驅動100 Ω的負載。還可以連接電壓放大器或功率放大器,以提高其輸出驅動能力。
2.3 穩定性問題
欲使MAX038長時間地在正常溫度范圍內產生一個頻率穩定的輸出電壓,必須采取以下措施:
(1) 決定頻率的外接電阻和電容器的溫度特性要好,否則將會降低器件的性能;
(2) 外部電源應穩定;
(3) 應選用高精度的金屬膜電阻,誤差在1%或更好的;
(4) 電容器必須選用溫度系數低的NPO陶瓷電容器。在COSC引腳上的電壓是一個在0~-1 V之間變化的三角波,不宜使用電解電容,但如果使用了這種電容,則負端必須接COSC,而正端接GND。
3 MAX038的典型應用
正弦交流信號是一種應用極為廣泛的信號。他通常作為標準信號,用于電子電路的性能試驗或參數測量。另外,在許多測試儀器中也需要用標準的正弦信號檢測一些物理量。根據上述使用原則,給出正弦波輸出的工作電路,如圖3所示。
MAX038與其他集成芯片和阻容元件還可以構成電壓控制振蕩器、頻率調制器、脈沖調制器、頻率合成器等。在生產和科研中得到廣泛的應用。