信号源电路模块的设计

目 录

第１章 绪 论 ................................................................................................................... 2

1.1 概述 ....................................................................................................................... 2 1.2 设计任务、技术指标和要求 ............................................................................... 2 第2章 方案选择与论证 ................................................................................................... 3

2.1 设计方案的选择 ................................................................................................... 3 2.2 整体设计思路 ....................................................................................................... 4 第3章 MAX038的介绍 ................................................................................................... 6

3.1 MAX038的主要特性 ........................................................................................... 6 3.2 MAX038引脚及内部结构 ................................................................................... 6 第4章 电路设计与元器件参数计算 ............................................................................... 9

4.1 输出电路的设计 ................................................................................................... 9 4.2 信号发生部分 ..................................................................................................... 10 4.3 波形调整 ............................................................................................................. 12 第5章 测试数据及结果分析 ......................................................................................... 15 结 论 ................................................................................................................................. 16 致 谢 ................................................................................................................................. 17 参考文献 ............................................................................................................................. 18 附录1 信号源电路总体设计原理图 .............................................................................. 19 附录2 PCB板图 .............................................................................................................. 20

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摘 要

该波形发生器以MAX038函数发生器为核心，本系统能够产生正弦波、方波、三角波。同时还可以作为频率计测频率。函数信号的产生由MAX038和外围电路完成，能产生1Hz—20MHz的波形。后级采用集成运放来提高输出波形质量并增强带负载能力，最终得到所要求的输出波形，较好的满足大多数实验与检测的需求。

关键词： 波形产生器；频率计；MAX038

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第１章 绪 论

1.1 概述

在现代电子技术的研究及应用领域。常常需要高精度且频率可调的信号源。MAX038是MAXIM公司开发的新一代专用函数信号发生芯片，它可以产生正弦波、方波和三角波等三种波形，而且频率和占空比独立可调。信号源的产生由MAX038和外围电路完成。此信号源电路模块具有可调范围大、精度高、信号稳定等特点，最终能够得到所要求的输出波形，较好的满足大多数实验与检测的需求。

1.2 设计任务、技术指标和要求

设计一款基于MAX038的信号源电路模块，要求满足如下功能或指标： (1)能精密地产生三角波、方波、正弦波信号。

(2)频率范围从5Hz-5MHz，各种波形的输出幅度均为在0.5V—2V(P-P)可调。 (3)频率和占空比可单独调节，互不影响，方波占空比调整范围:15%—85%可调。 (4)波形失真小，正弦波失真度小于3％，占空比非线性度低于2％。 (5)采用±5V双电源供电，允许有5％变化范围。

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第2章 方案选择与论证

2.1 设计方案的选择

在现代电子学的各个领域，常常需要高精度且频率可方便调节的信号发生器。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。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。函数信号发生器的实现方法通常有以下几种：

（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作不很稳定，不易调试。

（2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发 生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，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。

（3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且易于调试。鉴于此，美国马克西姆公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。在锁相环、压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器件。

（4）利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器：能产生任意波形并达到很高的频率，但成本较高。

综合分析以上四种实现方法的性价比，我们决定采用单片集成芯片MAX038来设计信号源电路模块。频率越高、产生波形种类越多的发生器性能越好，但器件成本和技术要求也大大提高，因此在满足工作要求的前提下，性价比高的发生器是我们的首选。

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