高頻波形產(chǎn)生器MAX038的特點及典型應(yīng)用介紹

目前廣泛應(yīng)用的函數(shù)發(fā)生器芯片是ICL8038（國產(chǎn)5G8038），他的主要技術(shù)指標(biāo)是最高振蕩頻率僅為100 kHz，而且三種輸出波形從不同的引腳輸出，使用很不方便。MAX038是ICL8038的升級產(chǎn)品，他的最高振蕩頻率可達40 MHz，而且由于在芯片內(nèi)采用了多路選擇器，使得三種輸出波形可通過編程從同一個引腳輸出，輸出波形的切換時間可在0.3μs內(nèi)完成，使用更加方便。

1 MAX038芯片介紹

MAX038是MAXIM公司生產(chǎn)的一個只需要很少外部元件的精密高頻波形產(chǎn)生器，他能產(chǎn)生準(zhǔn)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(diào)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(shè)置適當(dāng)?shù)拇a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／℃。

REF：2.50 V帶隙基準(zhǔn)電壓輸出端；

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(diào)整輸入端；

FADJ：頻率調(diào)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(zhǔn)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(zhǔn)?？梢杂靡粋€外部信號來同步內(nèi)部的振蕩器。如果不用則開路；

DGND：數(shù)字地。讓他開路使SYNC無效，或是SYNC不用；

DV+：數(shù)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(chǎn)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(shù)據(jù)進行設(shè)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(dāng)時的相位。

2.2 波形調(diào)整

2.2.1 輸出頻率的調(diào)整

輸出頻率調(diào)整方式分為粗調(diào)和細調(diào)兩種方法：

粗調(diào)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(dāng)VFADJ=0 V時，輸出的中心頻率f0為：

當(dāng)IIN在10～400μA這個范圍變化時，電路可以獲得最佳的工作性能。對于固定頻率工作，可設(shè)置IIN接近于100μA并選擇一個適當(dāng)?shù)碾娙葜?。電容的取值范圍可以?00μF～20 pF，但必須用短的引線使電路的分布電容減到最小。在COSC引腳以及他的引線的周圍用一個接地平面以減小其他雜散信號對這個支路的耦合。

頻率的細調(diào)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(diào)節(jié)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(lián)來控制，輸出頻率f0為：f0（MHz）=VIN／RINCF（pF）。改變VIN就可調(diào)整輸出頻率f0，例如當(dāng)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(nèi)調(diào)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(diào)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(diào)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(nèi)改變占空比，對輸出頻率的影響最?。?。

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(diào)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(diào)整（VDADJ=0 V）的占空比是50％±2％，而偏離準(zhǔn)確的50％時將產(chǎn)生偶次諧波，這時加一個調(diào)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(diào)整R6可以使正弦波失真最小，從而得到理想的波形。

2.2.3 帶負(fù)載能力

MAX038使用±5 V的工作電源。所有輸出波形的幅值為2Vpp（峰-峰值），最大輸出電流為±20 mA，輸出阻抗的典型值為0.1 Ω，可直接驅(qū)動100 Ω的負(fù)載。還可以連接電壓放大器或功率放大器，以提高其輸出驅(qū)動能力。

2.3 穩(wěn)定性問題

欲使MAX038長時間地在正常溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生一個頻率穩(wěn)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(yīng)穩(wěn)定；

（3） 應(yīng)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(shù)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(fù)端必須接COSC，而正端接GND。

3 MAX038的典型應(yīng)用

正弦交流信號是一種應(yīng)用極為廣泛的信號。他通常作為標(biāo)準(zhǔn)信號，用于電子電路的性能試驗或參數(shù)測量。另外，在許多測試儀器中也需要用標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號檢測一些物理量。根據(jù)上述使用原則，給出正弦波輸出的工作電路。

實驗證明該電路具有輸出頻率范圍寬、波形穩(wěn)定、失真小、使用方便等特點。

MAX038與其他集成芯片和阻容元件還可以構(gòu)成電壓控制振蕩器、頻率調(diào)制器、脈沖調(diào)制器、頻率合成器等。在生產(chǎn)和科研中得到廣泛的應(yīng)用。