2022年信号发生器方案与总结报告 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用1/7 信号发生器设计与总结报告摘要：任务内容是设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号，因此我们用专门的函数信号发生器ICMAX038 设计输出三角波、方波和正弦波的函数信号发生器，频率范围10Hz1MHz，能够满足实验与检测的需求。主要器件选用函数信号发生器可以由晶体管、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

2、影响。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，它克服了上述芯片的缺点，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。其内部电路框图如下图所示。b5E2RGbCAP 个人资料整理仅限学习使用2/7 MAX038 的性能特点：1）能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波含方波）、正弦波信号。2）频率范围从 0.1Hz20MHz，最高可达 40MHz，各种波形的输出幅度均为 2VP P）。3）占空比调节范围宽，占空比和

3、频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是1090。4）波形失真小，正弦波失真度小于0.75，占空比调节时非线性度低于 2。5）采用 5V 双电源供电，允许有5变化范围，电源电流为80mA，典型功耗 400mW，工作温度范围为070。p1EanqFDPw 文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL

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9、8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S

10、6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4个人资料整理仅限学习使用3/7 6）内设 2.5V 电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，实现频率微调和占空比调节。MAX038 采用 DIP20封装形式，各管脚的功能如下表所示。注：表中 5 个地内部不相连，需外部连接。电路设计整机电路由信号产生级、电压放大级、功率输出级和电源四部分组成。信

11、号产生级的核心器件为MAX038，它的输出波形有三种，文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10

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13、档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y

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18、CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4个人资料整理仅限学习使用4/7 由波形设定端 A03），A14）控制，其编码如下表所示。其中x表示任意状态。1 为高电平，0 为低电平。DXDiTa9E3d A0和 A1的编码MAX038 的输出频率 f0 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 时，输出频率f0=Iin/CF，Iin=Uin/Rin=2.5/Rin。当 UFADJ 0V时，输出频率f0=f1 0.2915UFADJ）。由波段开关SA2选择不同的 CF值，将整个输出信号分为 2 个频段。RT

19、CrpUDGiT 1）100Hz 10kHz 2）1kHz100kHz 每频段频率的调节由电位器RP1和 RP2完成。RP1为粗调电位器，改变 RP1数值，使振荡电容器CF的充电电流 Iin改变，从而使频率改变。RP2为细调电位器，它通过改变UFADJ 的数值，使输出频率变化，它的变化范围较小，起微调作用。为简化电路，各种波形的占空比固定为50，这已能满足多数场合的使用要求。为此将文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7

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27、。OPA604 是 FET输入高保真运放IC，性能十分优越，低噪声 10nV/Hz，低失真率,1kHz 时，仅为 0.0003，高转换率25V/s，功率带宽为 20MHz，电路中 OPA604 的闭环电压增益GV=100k/10k=10，输出电压的幅度增至 20VPP），有效值为 7V左右。如将 OPA604 换成 AD747视频运放 IC，函数信号发生器能够输出更高的频率。功率输出级由BUF634担任，这是一种高速缓冲器IC，具有 2000V/s 的转换速率，输出电流达250mA，其电压增益为 1，但负载能力很强，在电路中起功率扩展的作用。输出信号的幅度由电位器 RP3调节，为了更精确地调节

28、输出信号幅度，在电位器后加有衰耗电路，由波段开关SA3将输出分为 1，0.1 两档。5PCzVD7HxA 电源电路比较简单，电源变压器的容量为8W，初级接 220V交流，次级绕组为 15V 2，经桥式全波整流后，再由两只三端集成稳压器 LM7812和 LM7912变成稳定的 12V直流电压。HL1是用发光二极管制成的指示灯，无论正负哪一路出现故障，HL1均将熄灭。12V的电压再经两只三端集成稳压器LM78L05。jLBHrnAILg 电路原理图如下所示文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9

29、I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7

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35、10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4个人资料整理仅限学习使用6/7 电路测试任务要求为1）信号发生器能产生正弦波、方波和三角波三种周期性波形；2）输出信号频

36、率在100Hz100kHz 范围内可调,输出信号频率稳定度优于 10-3；3）在 1k 负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值 Vopp 在05V 范围内可调；4）输出信号波形无明显失真；5）自制稳压电源。电路的测试需要用到示波器、数字万用表、稳压电源和导线若干，连接好电路，上电测试。以下分别对各项指标及进行测试及记录xHAQX74J0X 文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8

37、C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6

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42、文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3

43、Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4个人资料整理仅限学习使用7/7 1）通过示波器观察，确实产生了正弦波、方波和三角波三种周期性波形。2）输出波形仅在 100Hz40kHz连续可调。3）在接 1K负载条件下，输出正弦波信号的电压峰-峰值 Vopp在低频档时在 05V范

44、围内可调，在高频档时在02V 内可调。LDAYtRyKfE 4）输出波形有一定的失真。总结经过我们进一步的改进，本电路虽然未必完全达到任务要求的性能指标，但是已经基本能满足需要了。文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 Z

45、L3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10

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47、7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S10B9E10L7 HT8K10Y9I4S6 ZL3Y3A8C3V4文档编码:CQ10S

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