高频函数信号发生器MAX038及其应用
高频信号发生器及其应用
第四章 高频信号发生器及其应用高频信号发生器主要是用来向各种电子设备和电路供给高频能量，或是供给高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气工作特性。
它能提供在频率和幅度上都经过校准了的从1V 到几分之一微伏的信号电压，并能提供等幅波或调制波（调幅或调频），广泛应用于研制、调制和检修各种无线电收音机、通讯机、电视接收机以及测量电场强度等场合。
这类的信号发生器通常也称为标准信号发生器。
高频信号发生器按调制类型分为调幅和调频两种。
本章只介绍调幅高频信号发生器。
一、调幅高频信号发生器的工作原理调幅高频信号发生器工作原理方框图如图4-1所示。
由图可见，它由振荡电路、放大与调幅电路、音频调制信号发生电路、输出电路（包括细调衰减电路、步级衰减电路）、电压与调幅度指示电路和电源电路等部分组成。
电源电路外调制电压输入1000Hz)10.1图4-1 高频信号发生器原理功能方框图1．振荡电路振荡电路用于产生高频振荡信号。
信号发生器的主要工作特性由本级决定。
为保证此主振有较高的频率稳定度，都采用弱耦合馈至调幅电路，使主振负载较轻。
一般采用电感反馈或变压器反馈的单管振荡电路或双管推挽振荡电路。
通常采用LC 三点式振荡电路，一般能够输出等幅正弦波的频率范围为l00kHz ～30MHz （分若干个频段）。
这个信号被送到调幅电路作为幅度调制的载波。
2．放大与调幅电路通常既是缓冲放大电路（放大振荡电路输出的高频等幅振荡，减小负载对振荡电路的影响），又是调制电路（用音频电压对高频率等幅振荡进行调幅）。
3．音频调幅信号发生电路是一个音频振荡器，一般调幅高频信号发生器具有400Hz 、1000Hz 两档频率，改变音频振荡输出电压大小，可以改变调幅度。
在需要用400Hz 或1000Hz 以外频率的音频信号进行调制时，可以从外调制输入端引入幅度约几十伏的、所需频率的信号。
4．电压与指示电路是两个电子电压表电路。
电压指示电路用以测读高频等幅波的电压值。
什么是函数信号发生器,函数信号发生器的作用,函数信号发生器的工作原理
什么是函数信号发生器，函数信号发生器的作用，函数信号发生器的工作原理什么是函数信号发生器？函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。
在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。
函数信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
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。
函数信号发生器的工作原理：函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。
在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。
它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波，所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。
当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，一路完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。
该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出，输出端为可调电阻。
函数信号发生器产生的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，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。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频发射，这里的射频波就是载波，把音频、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
基于max038的信号发生器设计
一、课题名称：函数信号发生器二、主要技术指标（或基本要求）：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0.1Hz～20MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2V（P－P）。
3）占空比调节范围宽，占空比和频率均可单独调节，二者互不影响，占空比最大调节范围是15％～85％。
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0～70℃。
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。
7)低阻抗定压输出，输出电阻典型值0.1欧姆，具有输出过载/短路保护。
三、主要工作内容：方案设想，MAX038,OP07,电路原理等资料查询准备。
电路原理图设计绘制，面包板验证设计可行性。
之后进行PCB板设计调整，电路板定制，元件采购；裸板测试，焊接，整机测试。
实验设计进行报告反馈四、主要参考文献：[1]赵涛，辛灿华，姚西霞，陈晓娟，基于MAX038的多功能信号发生器的设计。
《机电产品与创新》2008.07[2]蒋金弟，朱永辉，毛培法。
MAX038高频精密函数信号发生器原理及应用。
《山西电子技术》2001[3]黄庆彩,祖静,裴东兴.基于MAX038的函数信号发生器的设计[J].仪器仪表学报,2004,S1.[4]陈一新.单片高频函数发生器MAX038及其应用[J].中国仪器仪表,2002,04.[5]赵立民.电子技术实验教程[M].北京:机械工业出版社,2004基于MAX038的多波形函数信号发生系统概述和方案设计·概述信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。
基于MAX038的信号发生器设计
中 南林业科技大学学报 Journa l of Cen tra l South Un iversity of Forestry & Technology
Vol. 30 No. 7 Jul. 2010
基于 MAX038的信号发生器设计
鲍祖尚
(长沙师范学校 , 湖南 长沙 410100)
×V4ref0·95K
。
式中 : I0 为输出电流 ; RS 为采样电阻值 ; V ref为 D /A
收稿日期 : 2010 - 04 - 03 基金项目 : 湖南省科技厅规划课题 (2009GK3101) 作者简介 : 鲍祖尚 (1963 - ) ,男 ,湖南长沙人 ,副教授 ,主要从事单片机与嵌入式系统等方面的科研和教学工作
1 信号发生器整体框图设计
因为 MAX038本身的失真低于 0. 75% ,输出频
率范围为 0. 1～20 000 000 Hz。故只需要考虑步进
方案 。要求输出频率范围为 10 ～1 000 000 Hz,其
步进间隔分段调节 。12位字长的 D /A 转换器具有
4 096种 状 态 , 完 全 能 够 能 满 足 要 求 。设 计 选 用
Hz;我们将频率范围分为 10 ～1 000 Hz与 1 000 ～ 输出频率调整方式取决于 IIN 引脚的输入电流 Iin,
1 000 000 Hz, 选 用 12 位 精 度 的 D /A 转 换 器 TLV5618产生 MAX038振荡频率所需的控制电压 ,
COSC 引脚的电容量 Cf (对地 ) 以及 FADJ 引脚上的 电压 。当 VFADJ = 0 V 时 , 输出的中心频率 f0 为 :
MAX038是一款美信公司产生多种函数信号的 专门器件 ,本文将讨论应用 MAX038 与单片机结合 构成多种信号发生器 ,并实现以下指标 :能产生正弦 波 、方波和三角波 3种周期性波形 ;输出信号频率范 围 10～1 000 000 Hz,输出信号频率可分段调节 :在 10 ～ 1 000 000 Hz 范 围 内 步 进 间 隔 为 10 Hz; 在 1 000～1 000 Hz范围内步进间隔为 1 000 Hz。输 出信号频率值可通过键盘进行设置 ;可实时显示输 出信号的类型 、幅度 、频率和频率步进值 。
MAX038及函数信号发生器
收稿日期:1999-11-26作者简介:张吉玲(1964-),女,工程师1 文章编号:1006-0464(2000)04-0350-06MAX038及函数信号发生器张吉玲1 张 晴2(11江西电子仪器厂,江西南昌 330006;21浙江大学控制系,浙江杭州 310027)摘 要:在介绍MAX038芯片特性的基础上,论述了采用MAX038芯片设计数字函数信号发生器的原理以及整机的结构设计。
对其振荡频率控制、信号输出幅度控制以及频率和幅度数显的实现作了较详细的论述。
该函数信号发生器可输出三角波,方波和正弦波。
输出频率范围为0.1Hz 至10MHz 。
输出幅度的峰峰值为Vp -p =5V ,正弦波非线性失真小于1%。
关键词:函数信号;单片机控制;数字显示中图分类号:O453,O4-9 文献标识码:A1 MAX038芯片的主要特性MAX038是美国MAXIM 公司生产的高频,高精度,低输出电阻,驱动能力强(20mA )的函数信号发生器芯片。
1.1 MAX 038主要电气性能工作频率范围:0.1Hz ～20MHz频率扫描范围:375:1输出电阻:0.1Ω非线性失真:小于0.75%温度系数:200ppm/℃输出波形:正弦波,三角波,锯齿波,方波,脉冲波,占空比可调输出幅度:Vp -p =2V1.2 MAX 038内部工作原理MAX038内部框图如图1所示。
该芯片工作电源采用±5V ,功耗为400mW 。
内部提供2.5V 基准电压,通过外接可调电阻R3,R1向振荡电流发生器的IIN 端和FADJ 端提供频率粗调电流和频率细调电压;通过R2向DADJ 端提供脉冲占空比调节电压。
这三种参数经振荡电流发生器处理后,向振荡器提供充电电流,该电流对外接电容C F 充电,形成振荡,产生三角波信号A ,B ,C 。
信号A 送正弦波形成电路,产生正弦波;信号B ,C 送入比较器1,产生方波。
此两路波形连同A 路输出的三角波同时送入混合器,由A0,A1控制端选择其中的一种波形输出,其逻辑关系如表1所示。
基于MAX038的信号源设计
４ 系 统 小 结 中主要 的难点之一 。因为输 出信号最 大基频为 ２ ＭＨ ， 三角波和 ０ ｚ其 该 波形发生器 以 ＭＡ ０ ８函数发生器 为核心 ， 用数字 、 Ｘ３ 采 模拟 矩形 波的高次谐波成 分很 高 ， 以要得 到不失 真的输 出波形 ， 所 首先 结 合 的方法 ，产 生正 弦波 、三 角波 和方 波信 号 ，频率 范 围可达 要求放大器具有很高的频宽 。其 次 ， 高频大信号 放大要求 放大器有 ０ ｚ １ Ｈｚ并 后 足够 的输 出 电压转换 速率 ， 正弦波 的情况下 ， 大器 所需要 的最 １ Ｈ 一 Ｍ ， 能进行七个频 率段的选择 ， 级采用集成 运放来提 在 放 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 ， 大摆率 Ｓ＝ ｔＡ ２ Ａ， 中 （ 为信号 的角频率 、 ｒ２１ ＝ Ⅱｆ 其 ） ｔ ） Ａ为信号 的幅值 、 ｆ 为频率 。另外 ， 要带动低阻负载 ， 放大器 的电流输 出能力 也是个 重 较好 的满足大多数实验与检测 的需求 。
＝
频 率调节
占空 比调节
｝ 按 键
萱
ｆ ｌ ｌ ｊ
频 率
波
形
测 量
～
输
片
频 率
Ｌ Ｄ
Ｍ ＡＸ ０ ８ ３
幅 出
智能化宽频带函数信号发生器(MAX038芯片介绍及应用)
智能化宽频带函数信号发生器DDFS摘要本文介绍了一种智能化宽频带函数信号发生器的研制，它通过单片机对MAX038芯片的控制来实现。
重点从电路原理设计和具体制作中的注意点两个方面加以介绍。
关键词函数信号发生器、MAX038、单片机１概述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。
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。
函数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）用集成芯片的函数发生器：可达到较高的频率和产生多种波形信号，但电路较为复杂且不易调试。
（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。
（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。
本文研制的信号发生器是用作频响法测试变压器绕组变形的信号源，综合分析以上四种实现方法的性价比，采用单片集成芯片MAX038来设计函数发生器。
该信号发生器的主要技术指标如下：频率范围：2~20MHz；输出波形：正弦波、三角波和矩形波；占空比调节范围：各输出波形均可在25%～75%范围内调节；输出信号幅度：12Ｖ（p-p）；输出直流电平调节：-6～+6V；输出阻抗：50Ω。
由于该发生器电路信号频率较高，且模拟电路和数字电路混合，因此在外围电路设计和制作中具有一定的难度。
以下从电路原理设计和具体制作两个方面加以介绍。
２整机原理图信号发生器的整机原理图如图１所示：图1 信号发生器的原理图信号发生器主振采用MAX038型高频精密函数信号发生器专用集成块，可编程恒流源是由键盘、单片机、数字／模拟转换器、电压／电流转换器组成，通过键盘改变振荡器输出频率，单片机、计数器、ＬＥＤ显示等组成精度频率计，显示信号源的输出频率。
高频函数信号发生器MAX038及其应用
高频函数信号发生器MAX038及其应用作者：李琳来源：网络目前广泛应用的函数发生器芯片是ICL8038(国产5G8038)，他的主要技术指标是最高振荡频率仅为100 kHz，而且三种输出波形从不同的引脚输出，使用很不方便。
MAX038是ICL8038的升级产品，他的最高振荡频率可达40 MHz，而且由于在芯片内采用了多路选择器，使得三种输出波形可通过编程从同一个引脚输出，输出波形的切换时间可在0.3μs内完成，使用更加方便。
1 MAX038芯片介绍MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，在适当调整其外部控制条件时，它可以产生准确的高频方波、正弦波、三角波、锯齿波等信号，这些信号的峰峰值精确地固定在2V，频率从0.1Hz~20MHz连续可调，方波的占空比从10%~90%连续可调。
通过MAX038的A0、A1引脚上电平的不同组合，可以选择不同的输出波形类型。
其性能特点如下：(1) 0.1 Hz～20 MHz工作频率范围；(2) 15％～85％可变的占空比；(3) 低阻抗输出缓冲器：0.1；(4) 低失真正弦波：0.75％；(5) 低温度漂移：200 ppm／℃。
MAX038引脚排列如图所示各引脚功能如图所示：Max038内部电路，如图：2 MAX038芯片使用方法2.1 波形选择MAX038可以产生正弦波、方波或三角波。
具体的输出波形由地址A0和A1的输入数据进行设置，如表1所示。
波形切换可通过程序控制在任意时刻进行，而不必考虑输出信号当时的相位。
2.2 波形调整2.2.1 输出频率的调整输出频率调整方式分为粗调和细调两种方法：粗调取决于IIN引脚的输入电流IIN，COSC引脚的电容量CF(对地)以及FADJ引脚上的电压。
当VFADJ=0 V时，输出的中心频率f0为：fo(MHz)=Iin(μA)÷COSC (pF) 。
当IIN在10～400μA 这个范围变化时，电路可以获得最佳的工作性能。
MAX038信号发生器
目录摘要关键字第一章高频信号发生器1.1电路结构和原理1.2控制和管理方框图1.3小结第二章MAX038函数信号发生器2.1MAX038的性能特点2.2MAX038的工作原理2.2.1管脚功能2.2.2内部结构及原理2.3MAX038构成的高频精密函数波形发生器2.3.1正弦波发生器2.3.2高频函数发生器2.4小结第三章频率合成器MC1451513.1频率合成器3.1.1频率和成器的原理3.1.2锁相合成器3.1.3锁相环的基本原理3.1.4环路滤波器3.2小结第四章MAX7541及跟随器4.1概述4.2引脚和内部结构4.3MAX7541的输入与输出4.4跟随器第五章频率计5.1频率计定义5.2系统组成5.2.1方框图和工作原理5.2.2处理方法5.3 1611功能介绍5.4小结第六章直流稳压电源6.1概述6.2电路图第七章放大电路和衰减电路7.1MAX442的管脚7.2放大电路7.3衰减电路7.4小结总结附图前言信号发生器是电子实验室的基本设备之一，目前各类学校广泛使用的是标准产品，虽然功能齐全、性能指标较高，但是价格较贵，且许多功能用不上。
本文介绍一种由单片集成电路MAX038设计的简易信号发生器，该仪器电路结构简单，虽然功能及性能指标赶不上标准信号发生器，但满足一般的实验要求是不成问题的。
函数信号发生器能产生多种波形的装置.MAX038是美国马克希姆(MAXIN)公司新研制的单片高频精密函数波形发生器与ICL8038想比,它具有高频特性好,频率范围很宽,频率与占空比能单独调节,功能全,调节方式更加灵活等优点.可广泛用于高频精密函数波形发生器,频率市制器,脉宽调制器,.锁相环,.频率合成器,调频发生器等领域.其成本低、体积小、便于携带等特点，亦可作为电子产品维修人员的重要随身设备之一。
第一章MAX038的高频信号发生器一.概述信号发生器是电子实验室的基本设备之一，目前各类学校广泛使用的是标准产品，虽然功能齐全、性能指标较高，但是价格较贵，且许多功能用不上。
FPGA毕设
摘要本设计介绍了用FPGA对信号发生器进行控制的函数发生器，然后经功率放大器使之产生固定要求的电磁场来清除水垢。
水垢分解的常用方法是利用电磁场，电磁场吸附正负离子，使之分解。
水垢处理的频率在2MHZ到20MHZ范围内。
MAX038具有可调频率特性，其频率范围为1HZ到20MHZ。
满足要求，其还具有占空比可调等优点。
MAX038与FPGA的连接用X9313数控电位器。
实现了数字与模拟的转换。
因功放电路带宽等要求，功率放大器不能用集成来实现，所以用分立元器件搭建的电路。
主要的电路部分是MAX038与FPGA连接的模块。
其全部电路图均用DXP软件来做。
功率放大部分，因为其没有专门的高频率高瓦数的集成元件，抗干扰差和其他不利因素等影响，就会使功率放大器失真。
关键词：MAX038 ；X9313 ；DXPAbstractThis subject introduces signal Generator, function generator,The subject describes the function generator with the control of Signal Generator at FPGA. Through the Generated of the power amplifier ,we need a fixed magnetic field to Clear scale. There are several common methods of the Scale decomposition：The first is the use of electric field. The scale cans decomposition in Adsorption of positive and negative electromagnetic fields. the frequency of the scale cleaning 2MHZ to 20MHZ. MAX038 owes the features of adjustable frequency. The frequency‗s range is between 1HZ and 20MHZ. In order to meet the requirements, he has the advantage of adjustable duty cycle. Connect Digital power controller named X9313 with MAX038 and FPGA. It achieves the digital and analog conversion. Bandwidth requirements for power amplifier, power amplifier cannot be used to achieve integration, so the circuit built using discrete components. The major part of the circuit is connected with the FPGA module. All of its circuits are to do with the DXP software. There is no specific integration of high frequency high wattage components, so interference and other adverse factors such as poor impact; it will make power amplifier distortion.Key words: MAX038; X9511; DXP目录1 引言 (1)1.1 科学意义和社会应用前景 (1)1.2 国内外研究概况、水平和发展趋势 (1)1.3 高频的基本原理 (2)2 总体设计原理 (4)2.1水垢生产的机理 (4)2.2 清除水垢方法 (4)2.3 设计原理 (5)3 高频信号发生器设计 (6)3.1 DXP软件介绍 (6)3.2 设计指标 (6)3.3 方案论证与比较 (7)3.4 MAX038芯片介绍 (8)3.4.1 MAX038简介 (8)3.4.2 芯片引脚 (8)3.4.3 MAX038 内部电路图 (9)3.5 频率、幅值及占空比控制 (10)3.6 芯片X9511介绍 (11)3.7 正弦波发生器设计 (13)3.8 正弦波电路PCB和示波器波形 (14)4 功率放大器设计 (17)4.1 常见功放种类 (17)4.2 功放的输出 (18)4.2.1 定阻式输出 (18)4.2.2 定压式输出 (18)4.3 功率放大器的组成 (18)4.4 功率放大器原理 (18)4.5 功率放大器电流的特点 (20)4.6 功率放大器术语 (21)4.6.1 工作范围 (21)4.6.2 传输增益 (21)4.6.3 输出功率 (21)4.7 功放设计 (21)4.7 功放电路及PCB (22)4.8 功放仿真 (23)5 控制电路设计 (24)5.1 电路功能 (24)5.2 HDL仿真 (24)5.3.1 FPGA介绍 (24)5.3.2、设计流程 (25)总结 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录A 英文原文 (29)附录B 英文翻译 (38)附录C 电路图 (46)1 引言1.1 科学意义和社会应用前景随着高科技工业的发展和生活水准的提高，各类水系统越来越广泛应用于工业生产及民用生活方面，如锅炉，热交换器，中央空调，循环冷却水系统等。
基于MAX038的单片机控制的信号发生器的设计
中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名：王钰春学号：学生姓名：藏苑琪学号：学院：中北大学信息商务学院专业：电子信息工程题目：专业综合实践之单片机部分：基于MAX038的单片机控制的信号发生器的设计指导教师：王浩全职称: 教授2014 年 1 月 10 日中北大学信息商务学院课程设计任务书2013/2014 学年第 1 学期学院：中北大学信息商务学院专业：电子信息工程学生姓名：王钰春学号：学生姓名：藏苑琪学号：课程设计题目：基于MAX038的单片机控制的信号发生器的设计起迄日期： 2013年12 月30 日～2014年1月 10 日课程设计地点： 5院楼 201，510 实验室指导教师：王浩全下达任务书日期: 2013 年 12 月30日课程设计任务书课程设计任务书要求按国标GB 7714—87《文后参考文献着录规则》书写，例：1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985（15篇以上）目录1 绪论 (1)2 设计目的 (1)3 设计内容和要求 (2)4 设计工作任务及工作量要求 (2)5 方案选择及论证 (2)设计分析 (2)单片机选择 (2)系统电路设计方案 (3)6 设计条件及主要参数计算 (4)频段调节控制 (4)频率、占空比调节 (5)7 系统设计 (6)8 程序设计 (9)9 系统软件仿真结果 (17)10 设计评述 (18)11 参考文献 (18)12 附录 (19)1 绪论随着电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类增多，性能提高。
尤其随着70年代微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。
现在，许多信号发生器带有微处理器，因而具备了自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能，可以和控制计算机及其他测量仪器一起方便的构成自动测试系统。
当前信号发生器总的趋势是向着宽频率覆盖、低功耗、高频率精度、多功能、自动化和智能化方向发展．在科学研究、工程教育及生产实践中，如工业过程控制、教学实验、机械振动试验、动态分析、材料试验、生物医学等领域，常常需要用到低频信号发生器。
基于MAX038和单片机的函数信号发生器设计(good)
２系统 总体 设计
系 统 由单 片 机 控 制 模 块 ， Ｘ ３ ＭＡ ０ ８信号 产 生 模 块 ，Ｃ Ｌ Ｄ显 示 模 块 ， 占空 比调 节 模 块 ， Ｄ Ｃ模 块 ， Ａ 电压 放 大 模 块 组 成 ， １ 系 统 框 图 。 图 为
单 片机 小 系 统 由键 盘 ，Ｃ 显 示 屏 ， 单 片 机 Ａ ８Ｃ ２构 成 。 责 用 户 的 交 互 和 整 ＬＤ 和 Ｔ９５ 负 个 系统 的控 制 ，键 盘 用 于 对 波 形 输 出 的 选 择 和 频 率 输 出 的调 节 ， Ｃ Ｌ Ｄ则 显 示 当 前 输 出 的 波形 及 频 率 的 调 节 值 。 信 号 发 生 器 的主 振 采 用 ＭＡ ０ ８型 高 频 精 密 函数 信 号发 生 器 专用 集 成 块 ， 够 产 Ｘ３ 能
max038
授课计划：基于max038的函数信号发生器１．ＭＡＸ０３８简介ＭＡＸ０３８是美国马克希姆公司研制的单片高频精密函数波形发生器。
（１）它能产生精确的高频正弦波、矩形波（含方波）、三角波和锯齿波。
（２）频率范围宽，从０．１Ｈｚ直到２０ＭＨｚ，最高可达４０ＭＨｚ。
（３）占空比调节范围宽，且占空比与频率均可单独调节，相互影响小。
（４）波形失真小。
正弦波总谐波失真度仅为０．７５％，占空比调节的非线性度只有２％。
（５）可由内部提供２．５０Ｖ±０．０２Ｖ的基准电压去设定频率、占空比等。
（６）采用±５Ｖ双供电，电源电压是±４．７５～±５．２５Ｖ，允许变化±５％，电流约８０ｍＡ。
２．７４ＬＳ１３８简介７４ＬＳ１３８是数字电路中的译码器件，在一定的控制条件下能将输入的３种不同状态译成８种不同的输出状态来作为控制信号调节ＭＡＸ０３８的工作状态。
３．ＰＳ９５１８简介由武汉力源公司生产的ＰＳ９５１８是一个可取代机械电位器的８位非易失性器件，它内含一个单位增益放大器来缓冲输出并使ＶＯＵＴ的摆幅能达到电源幅度，该器件电源电压为２．７Ｖ～５．５Ｖ。
其简单按钮输入为操作者调整设备提供理想的接口。
其/ＵＰ和/ＤＷＮ的内部有５０ｋΩ上拉电阻省去了按键控制所需要的外部电阻。
当/ＳＴＲ保持低电平时，只要芯片检测到ＶＤＤ掉电，计数器的值（当前电阻值）便会自动存储到内部ＥＥＰＲＯＭ中，在下次上电时，可以回到掉电前的状态。
４．Ｕ７及ＬＭ３２４Ｕ７要求是一个能从ＤＣ至４０ＭＨｚ都能正常工作的＋５Ｖ单电源运算放大器。
由于ＭＡＸ０３８的输出信号幅度为２Ｖ的峰值，放大器的放大倍数设为２２０倍，所以Ｕ７输出为ＴＴＬ电平的方波信号。
在这里将其接为闭环工作状态，其目的是利用负反馈来减小放大电路对外界干扰的敏感程度。
ＬＭ３２４为常见的双电压运算放大器。
５．电路整体说明电路由图１和图２将相应相同名字的端口连接构成。
MAX038资料中文
高频信号发生器_______________概述MAX038是一种只需极少外围电路就能实现高 频、高精度输出三角波、锯齿波、正弦波、方波 和脉冲波的精密高频函数发生器芯片。
内部提供 的2.5V 基准电压和一个外接电阻和电容可以控制 输出频率范围在0.1Hz 到20MHz 。
占空比可在较大 的范围内由一个±2.3V的线性信号控制变化，便 于进行脉冲宽度调制和产生锯齿波。
频率调整和 频率扫描可以用同样的方式实现。
占空比和频率 控制是独立的。
通过设置2个TTL 逻辑地址引脚合适的逻辑电 平，能设定正弦波，方波或三角波的输出。
所有 波形的输出都是峰-峰值为±2VP -P 的信号。
低阻 抗输出能力可以达到±20mA。
____________________________性能o 频率调节范围：0.1Hz 到20MHzo 三角波, 锯齿波, 正弦波, 方波和脉冲波 o 频率和占空比独立可调 o 频率扫描范围：350：1 o 可控占空比：15%到85% o 低阻抗输出缓冲器： 0.1Ω o 低失真正弦波： 0.75% o 低温度漂移： 200ppm/°C______________型号信息TTL 逻辑地址引脚SYNC 从内部振荡器输出占 空比固定为50%的信号，不受其它波占空比的影 响，从而同步系统中其它振荡器。
内部振荡器 允许被连接着相位检波器输入端（PDI ）的外部 TTL 时钟同步。
型号 MAX038CPP MAX038CWP MAX038C/D MAX038EPP MAX038EWP工作温度 0°C 到 +70°C 0°C 到 +70°C 0°C 到 +70°C -40°C 到 +85°C -40°C 到 +85°C引脚--封装 20 Plastic DIP 20 SO Dice* 20 Plastic DIP 20 SO.__________________应用精密函数信号发生器 压控振荡器 频率调制器*Contact factory for dice specifications.__________________引脚图脉宽调制器 锁相环 频率合成器FSK 发生器（正弦波和方波）________________________________________________________________ Maxim Integrated Products1For free samples & the latest literature: , or phone 1-800-998-8800. For small orders, phone 408-737-7600 ext. 3468MAX038高频信号发生器图1. 内部结构及基本工作电路_______________ 详细说明MAX038是一种高频函数信号发生器，它可以使 用最少的外部元件而产生低失真正弦波，三角波， 锯齿波，方波（脉冲波）。
基于MAX038CPP信号发生器制作
a)使用一低阻抗地层，并将所有GND以最小路径连接至一起。
b)旁路电容的使用：在V+、V-输入端接1µF瓷片旁路电容或1µF钽电容并联上1nF瓷片电容。电容引脚的焊接要尽可能短，特别是1nf的电容。
c)若使用SYNC，则必须将DV+接V+（没必要连接另外的稳压电源），DGND连接至地层，并且1nF瓷片电容放置在DV+与DGND间。如果不使用SYNC，将DV+开路，但DGND仍需连接地层。
GND
芯片的模拟地，所有的地引脚以最短路径连接。
内部原理图：
(图2.2.1.b)
相关计算公式：
中心频率计算公式：
或 (1)
输出频率计算公式：
。(2)
占空比计算公式：
. (3)
电阻电容的选择:电阻选用精度为1%的金属膜电阻或更好。电容选择低温度系数无极性电容（建议使用NPO电容）。尽量不要使用有极性电容，但如果使用了这种电容，将电容的负极接COSC引脚，正极接地。尽量不要使用大电容去获得低频信号，可以配置合适大电容（100µF），并流入IIN电流调至最小（2µA）可获得低频信号。
extern unsigned long intfrequence;
/*----------------------------Code---------------------------------------*/
void main()
{
Cymomet_Init();
while(1)
{
Dis_Tube(frequence,0);
_nop_();_nop_();_nop_();
MR_161 = 1;
TR0 = 1;
频率(IIN)调节电阻选取(图R5、R10)：
MAX038波形发生器
梧州学院毕业设计（论文）基于单片机的函数信号发生器的设计与实现系部：计算机与电子信息工程系专业：电子信息工程__________班别：05电本1班____________姓名： ______________________学号：0500604135____________指导老师(签名)：日期：年月摘要信号发生器又称为信号源和振荡器，在生产实际中有着广泛的应用。
本设计由单片机控制函数信号发生芯,以及外围器件来完成，系统能够产生正弦波、方波、三角波。
在设计中利用数/模(D/A)转换芯片MAX531输出模拟电压信号来进行频率的调节,还有占空比的调节,由于MAX038函数信号发生芯片产生的频率是通过选段来实现的,选段范围kHz~MHz的范围，芯片通过外部的电容充放电的时间长短来决定频率的范围，经典的选段是通过手动开关来选择，本设计通过单片机接通继电器选择不同的电容值而产生不一样的振荡频率，选定基频以后是对频率的调节。
调节MAX038的FADJ端的电压来实现频率的细微调节。
关键词：函数信号发生单片机控制Abstractsignal generator have another name is source of signal and oscillator,The signal generator is widely use in the life and produce.This design base on the singal chip (AT89S52) to control signal generator chip and suburbs device .This system can generator sine ,square ,triangle ,etc waveforms. In this design use the digital/analog device MAX531 output the analog voltage to adjust frequency, and duty.The frequency of the signal generator chip MAX038 be control of capacitance according to the time of electrily .divide kHz MHz .Typic of the choose frequency section use the botton .In this design,use Relay switch to choose .After choose frequency section adjust the MAX038 FADJ pin’s voltage to accurate frequnency adjust . Key words :signal generator singal chip control目录第一章绪论1.1 单片机发展概述 (6)1.2 单片机的性能特点 (6)1.3 单片机应用系统的结构及构成方式 (6)1.4 信号发生器综述 (7)1.5 论文的主要研究内容 (8)第二章系统的总体方案选取2.1系统问题定义 (10)2.2 系统可行性研究 (10)2.2.1 元器件的选择及其可行性讨论 (10)2.3 系统需求分析 (11)2.3.1 系统功能要求 (11)2.3.2 系统性能要求 (11)2.4系统总体结构框图设计 (11)第三章系统的硬件设计3.1 硬件总体设计 (12)3.2 系统部件设计 (13)3.2.1 电源设计 (13)3.2.2 显示器接口设计 (14)3.2.3 键盘接口设计 (16)3.2.4 数模转换电路的连接 (17)3.2.5 电容频段的选择设计 (18)3.2.6 函数信号发生芯片 (18)第四章系统软件的设计4.1 软件的总体设计 (23)4.2 软件的功能简介与设计 (24)第五章系统测试报告5.1 测试数据 (26)5.2 测试总结 (26)第六章结束语致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)第一章绪论1.1 单片机发展概述近十几年来，单片机在生产过程控制、自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化等方面获得了广泛的应用。
信号与系统实验
8
FADJ
频率调节端
10
IIN
振荡频率控制器的电流输入端
12
PDO
相位比较器输出端（如果不用，应接地）
13
PDI
相位比较器输入端（如果不用，应接地）
14
SYNC
同步输出端（TTL/CMOS兼容输出，允许内部和外部振荡器同步。如
D
数字电压 ＋5V电源端，如果没有用到SYNC应悬空
实验一函数信号发生器
一、实验目的
1、了解函数信号发生器的操作方法。
2、了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。
3、熟悉信号与系统实验箱信号产生的方法。
二、实验内容
1、用示波器观察输出的三种波形。
2、改变波形的频率、幅值、占空比、观察三种波形的变化,了解其中的一些极限值。
三、预备知识
阅读原理说明部分有关MAX038的资料，熟悉管脚的排列及其功能。
六、实验思考题
比较测量的值和真实值（一般可用万用表作为它的检测工具），分析电压表各档的最大误差。并思考哪些因素影响了其精度？
七、实验测试点说明
1、测试点分别为：
“输入”(孔和测试钩)：用于待测信号的输入。
“GND”：与实验箱的地相连。
2、调节点分别为：
“S1”：此模块的电源开关。
“200mV”：用于测试有效值为200mV内的信号。
四、实验仪器
1、20M双踪示波器一台。
2、信号与系统实验箱一台。
嗡嗡嗡
五、实验原理
1、MAX038的原理
MAX038是单片精密函数信号产生器,它用±5V电源工作，基本的振荡器是一个交变地以恒流向电容器充电和放电的驰张振荡器,同时产生一个三角波和矩形波。通过改变COSC引脚的外接电容和流入IIN引脚的充放电电流的大小来控制输出信号频率,频率范围为0.1Hz～20MHz。流入IIN的电流由加到FADJ和DADJ引脚上的电压来调制,通过此两引脚可用外接电压信号调整频率和占空比。MAX038内部有一个正弦波形成电路把振荡器的三角波转变成一个具有等幅的低失真的正弦波。三角波、正弦波和矩形波输入一个多路器。两根地址线A0和A1从这三个波形中选出一个,从OUT引脚输出2V(峰锋值)振幅的信号。三角波又被送到产生高速矩形波的比较器(由SYNC引脚输出)，它可以用于其它振荡器, SYNC电路具有单独的电源引线因而可被禁止。另外, PDI、PDO引脚分别是相位检波器的输入和输出端,本信号源没有使用。
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高频函数信号发生器MAX038及其应用
作者：李琳来源：网络
目前广泛应用的函数发生器芯片是ICL8038(国产5G8038)，他的主要技术指标是最高振荡频率仅为100 kHz，而且三种输出波形从不同的引脚输出，使用很不方便。
MAX038是ICL8038的升级产品，他的最高振荡频率可达40 MHz，而且由于在芯片内采用了多路选择器，使得三种输出波形可通过编程从同一个引脚输出，输出波形的切换时间可在0.3μs内完成，使用更加方便。
1 MAX038芯片介绍
MAX038是MAXIM公司生产的一个只需要很少外部元件的精密高频波形产生器，在适当调整其外部控制条件时，它可以产生准确的高频方波、正弦波、三角波、锯齿波等信号，这些信号的峰峰值精确地固定在2V，频率从0.1Hz~20MHz连续可调，方波的占空比从10%~90%连续可调。
通过MAX038的A0、A1引脚上电平的不同组合，可以选择不同的输出波形类型。
其性能特点如下：
(1) 0.1 Hz～20 MHz工作频率范围；
(2) 15％～85％可变的占空比；
(3) 低阻抗输出缓冲器：0.1；
(4) 低失真正弦波：0.75％；
(5) 低温度漂移：200 ppm／℃。
MAX038引脚排列如图所示
各引脚功能如图所示：
Max038内部电路，如图：
2 MAX038芯片使用方法
2.1 波形选择
MAX038可以产生正弦波、方波或三角波。
具体的输出波形由地址A0和A1的输入数据进行设置，如表1所示。
波形切换可通过程序控制在任意时刻进行，而不必考虑输出信号当时的相位。
2.2 波形调整
2.2.1 输出频率的调整
输出频率调整方式分为粗调和细调两种方法：
粗调取决于IIN引脚的输入电流IIN，COSC引脚的电容量CF(对地)以及FADJ引脚上的电压。
当VFADJ=0 V时，输出的中心频率f0为：fo(MHz)=Iin(μA)÷COSC (pF) 。
当IIN在10～400μA 这个范围变化时，电路可以获得最佳的工作性能。
对于固定频率工作，可设置IIN接近于100μA 并选择一个适当的电容值。
电容的取值范围可以在100μF～20 pF，但必须用短的引线使电路的分布电容减到最小。
在COSC引脚以及他的引线的周围用一个接地平面以减小其他杂散信号对这个支路的耦合。
频率的细调是在FADJ引脚施加一个±2.4 V范围的电压，可使输出频率的调节范围为
f=(0.3～1.7)f0(即f0±70％f0)。
MAX038的输出频率还可以由一个电压源VIN与一个固定的电阻RIN串联来控制，输出频率f0为：f0(MHz)=VIN／RINCF(pF)。
改变VIN就可调整输出频率f0，例如当RIN为25 kΩ并且VIN在0.5～5 V变化时，f0可在0.1 Hz～20 MHz范围内调整。
接在REF(+2.5 V)和FADJ之间的可变电阻RF还提供了一个方便的人工调整频率的方法。
RF 的取值如下：RF=(VREF-VFADJ)／250μA。
例如，如果VREF取-2.0 V(+58.3％偏移)，则
RF=[+2.5-(-2.0)]／250μA=18 kΩ。
2.2.2 占空比的调整
DADJ引脚上的电压值的变化控制波形的占空比。
通常VDADJ=0 V时，则占空比为50％。
若VDADJ在±2.3 V范围变化将引起输出波形占空比在15％～85％的变化(在15％～85％范围内改变占空比，对输出频率的影响最小)。
接在REF(+2.5 V)和DADJ之间的可变电阻RD提供了一个方便的人工调整占空比的方法。
RD 的取值如下：RD=(VREF-VDADJ)／250 μA。
例如，如果VDADJ取-1.5 V(23％占空比)，则
RD=[+2.5-(-1.5)]／250μA=16 kΩ。
DADJ引脚还可以用来减小正弦波的失真。
未调整(VDADJ=0 V)的占空比是50％±2％，而偏
离准确的50％时将产生偶次谐波，这时加一个调整电压(典型值为小于±100 mV)到DADJ，就可以减小失真，如图2所示，调整R6可以使正弦波失真最小，从而得到理想的波形。
2.2.3 带负载能力
MAX038使用±5 V的工作电源。
所有输出波形的幅值为2Vpp(峰-峰值)，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。
还可以连接电压放大器或功率放大器，以提高其输出驱动能力。
2.3 稳定性问题
欲使MAX038长时间地在正常温度范围内产生一个频率稳定的输出电压，必须采取以下措施：
(1) 决定频率的外接电阻和电容器的温度特性要好，否则将会降低器件的性能；
(2) 外部电源应稳定；
(3) 应选用高精度的金属膜电阻，误差在1％或更好的；
(4) 电容器必须选用温度系数低的NPO陶瓷电容器。
在COSC引脚上的电压是一个在0～-1 V之间变化的三角波，不宜使用电解电容，但如果使用了这种电容，则负端必须接COSC，而正端接GND。
3 MAX038的典型应用
正弦交流信号是一种应用极为广泛的信号。
他通常作为标准信号，用于电子电路的性能试验或参数测量。
另外，在许多测试仪器中也需要用标准的正弦信号检测一些物理量。
根据上述使用原则，给出正弦波输出的工作电路，如图3所示。
实验证明该电路具有输出频率范围宽、波形稳定、失真小、使用方便等特点。
MAX038与其他集成芯片和阻容元件还可以构成：精密函数发生器、压控振荡器、频率调制器、脉冲调制器、频率合成器、FSK发生器—正弦波与方波、锁相环(PLL)、脉冲宽度调制器等。
在生产和科研中得到广泛的应用。
为简化电路，引脚DADJ接地，使该信号发生器各种波形的占空比固定为50%。
MAX038的输出频率由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f=f0(1-0.2915UFADJ)。
MAX038产生波形的基本电路，如图1所示:
图1 MAX038的波形产生电路
为了确保输出信号的起始电压在0V附近，此电路需加信号上升沿起始控制电路，如图2所示。
对于该信号发生器的阶跃信号，则不经过上升沿起始电路，阶跃信号可用电压跟随器产生。
图2 上升沿起始电路
3.2 信号放大及电压电荷输出电路
MAX038的各种输出波形的幅值均为2V(P-P)，阶跃信号的幅值为1V。
为了使信号的幅值范围更大，可以先把信号衰减，再经过输出放大器AD822以适当比例同相放大输出。
为了输出不同的电压，可在运放AD822的反相端和输出端串联不同的电阻来调节电压的幅值。
为了滤除噪声，可在每个电阻上并上电容，并且要使输入输出端的电阻电容匹配。
在实际调试中，MAX038的各种输出波形的幅值不相等，经过对10套电路的调试得出:方波的幅值最大，其次是阶跃波，三角波幅值最小，而且依次相差0.08V。
在电路中由于MAX038输出的波形需要经过放大电路来输出，因此为了更准确的输出波形，可以再加一波形幅值控制电路，使三种波形的幅值均一样。
这里采用四通道模拟开关MAX4663经过电阻分压来使方波、阶跃波的波形幅值都等于三角波的幅值，以满足电路需要。
幅值控制电路如图3所示:
图3 幅值控制电路
对于该信号发生器电荷量的输出，可采用在电压输出端串联绝缘阻抗高的电容(如聚苯乙烯电容)来实现，聚苯乙烯电容具有漏电小、损耗小、吸附效应小等特点。
3.3 电源模块
电源模块比较简单，采用可充电的锂电池供电。
可用4节3.6V的电池串成正负7.2V的电压，再分别经过LP2985、LT1964输出+5V和-5V的稳压电源即可供给电路工作。
4 结束语
MAX038较早期的函数发生器集成电路在整体性能上有了很大的提高，外围电路也更加简洁。
主要指标:频率范围0.3Hz～10MHz;总波形失真率小于1%。
用MAX038设计的信号发生器外围电路简单、体积小、性能稳定可靠，不足之处是缺少频率显示。
如果该电路增加频率显示功能模块便成为一台标准的信号发生器，使用将更加方便。