基于MAX038的程控函数信号发生器的设计

示占空比，那么，当VDADJ为0 V时，Dc为50％；当VDADJ不等于0 v时，VDSDJ=(50-Dc)×0.0575。控制TLC5618的OUTB端的输出(1.35 V(451H)～3.65 V(OBAEH))，再经过高输入电阻差分比例运算电路后，即可得到-2.3-+2.3 V的电压。从而实现占空比在10％～90％范围内的变化。

2.3波形输出与驱动电路

MAX038输出波形的幅值为2 V(P-P)，最大输出电流为+20 mA，输出阻抗的典型值为0.1 Ω。可直接驱动100 Ω的负载。为了得到更大的输出幅度和驱动能力，就需要对波形信号作进一步处理，图3给出了一个波形输出与驱动电路。为了滤除高频干扰，波形信号从MAX038的OUT端输出后，可使其通过一个50 MHz的LC低通滤波电路，并经过AD8021进行电压放大。AD8021是解决增益与带宽性能之间的匹配问题的一种定制补偿放大器。当增益为-1时，带宽200 MHz。增益为-10时带宽190 MHz。本电路中，AD8021的闭环电压增益G=(750+82.5)／82.5≈10，输出电压的幅度增至20 V(P-P)，有效值为7 V左右。直流分量由OP07高精度运放构成。偏移量在-5～+5 V之间。功率放大级由AD811来担任，AD811是一个宽带高速电流反馈型运算放大器，其小信号带宽(G=+2时)达120 MHz，输出电流达100 mA，短路输出电流可达150 mA。在本电路中，AD811的电压放大增益为1，主要起功率放大的作用。

图3中，通过电位器RW1可以对波形的幅度进行调节。通过LPC2114控制继电器的开通与关断，可以对信号幅度进行0 dB、20 dB、40 dB三个档次的衰减。为了实时测量波形的峰峰值，可使信号经过峰值检波电路后，再经过分压，使其电压保持在0～3.3 V之间，然后送人LPC2114自带的10位A／D转换器进行测量。峰值检波电路可由一级精密二极管电路和一级电压跟随器组成。这里的电压跟随器仍选用AD8021，当信号为正且大于二极管的阈值电压时，可以对电容充电，以锁存峰值，并可通过旁边的电阻为其放电。因为放电是一个相对缓慢的过程，因此，当信号频率很高时，电容两端的电压就近似于正峰值，这样，根据波形，就可以通过编程对其进行处理，从而得到信号的峰峰值。

3软件设计

本设计的所有程序均用C语言编写。软件主要包括主程序、峰值检波子程序和显示子程序。主程序主要完成程序初始化，比如PLC2114的初始化，输出波形、频率占空比的初始化等(默认为1 kHz的正弦波信号)，然后不断的检查是否有有效键按下，并根据不同的情况对其进行处理，其中频率的调节相对比较复杂，首先要根据键入的键值来确定输出波形的基频，从而确定所对应的IIN和Cf，再求出微调电压VFADJ，最后把计算的值送到DAC和CD4051。峰值检波子程序则通过定时中断的方式来测量波形的峰值，并送LED显示。其主程序流程图如图4所示。

4结束语

通过LPC2114对MAX038进行实时程序控制可产生高频高精度的输出波形，而且系统运行稳定，输出波形失真小、频率范围宽。通过本文所设计的程控函数信号发生器可以输出0.1 Hz～20MHz范围内的正弦波、方波和三角波，输出幅度为0～20V(P-P)，电流可以达到100mA，因而是一个理想的精密信号源。