Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
конспект лекций ІЗВ.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
4.6 Mб
Скачать

5.3 Микросхема функционального генератора мах

Широкому распространению функциональных генераторов способствовала разработка ориентированных на их построение больших интегральных микросхем (БИС). Их применение не только удешевляет эти полезные приборы, но и позво­ляет достигнуть при их построении высоких технических характеристик. В част­ности, благодаря хорошо согласованным свойствам входящих в их состав полу­проводниковых приборов и операционных усилителей.

Примером высококачественной микросхемы функционального генератора яв­ляется микросхема МАХ038 фирмы MAXIM . Вид на ее корпус сверху представлен на рисунке 4. Микросхема выполнена в корпусе с 20 выводами и содержит все блоки ти­пичного функционального генератора, включая преобразователь треугольного сигнала в синусо­идальный.

Функциональная схема микросхемы МАХ038 показана на рисунке 5. Центральное место зани­мает собственно генератор OSCILLATOR, рабо­та которого основана на заряде и разряде внеш­ней емкости С регулируемым постоянным то­ком. Для этого служит источник регулируемого тока OSCILLATOR CURENT GENERATOR. Та­кое решение обеспечивает заземление одной из обкладок обычно переключаемого конденсатора и позволяет менять частоту генератора измене­нием управляющего напряжения. Кроме того, при этом обеспечена возможность регулировки симметрии (скважности) импуль­сов и манипуляции.

Применение интегратора на основе управляемых источников тока имеет неко­торые преимущества перед интегратором с емкостной отрицательной обратной связью — большая высокочастотность и меньшие искажения верхушек треуголь­ных колебаний. Правда, получение высокой линейности треугольного напряже­ния оказывается более сложной задачей.

Для получения синусоидального напряжения применен преобразователь SINE SHAPER, а для получения прямоугольного напряжения — дополнительный ком-

Рисунок 4 - Микросхема МАХ038 фирмы MAXIM

(Вид сверху)

Pucунок 5- Функциональная схема микросхемы МАХ038

паратор COMPARATOR. Коммутатор MUX служит для выбора формы сигнала (синусоидальной, треугольной или прямоугольной), а буферный усилитель для подключения нагрузки RLCL. Второй компаратор и фазовый детектор PHASE DE­TECTOR служат для создания сигналов синхронизации, которые используются осциллографом при работе с функциональным генератором.

На рисунок 6 представлены рекомендованные разработчиком типовые схемы включения этой микросхемы — слева обычная, а справа с несколько улучшенны­ми характеристиками.

ADJUST R6 FOR MINIMUM SINE-WAVE DISTORTION

Рисунок 6- Обычная и улучшенная схемы включения микросхемы МАХ038

фирмы MAXIM

На рисунке 7 представлены полученные широкополосным осциллографом осциллограммы сигналов функционального генератора на данной микросхеме — слева на частоте 50 Гц, а справа на предельной частоте 20 МГц. Нетрудно заме­тить, что на низкой частоте форма сигналов безупречна, а на частоте 20 МГц ис­кажения сигнала заметны даже на глаз. Тут, однако, уместно отметить, что функ­циональные генераторы со столь высокой частотой довольно редкие приборы. Так что микросхема МАХ038 пригодна практически для всех массовых моделей функ­циональных генераторов.

Осциллограммы рисунок 8 дают представление и о других возможностях мик­росхемы, в частности о влиянии емкости нагрузки на форму импульсов прямо­угольной формы, о возможности манипуляции и частотной модуляции выходного сигнала.

Специалистам о качестве сигналов генераторов лучше всего говорят спектро­граммы сигналов. На рисунке 9 представлены спектрограммы двух сигналов — прямоугольного (слева) и синусоидального (справа). К примеру, из них видно, что уровень второй гармоники синусоидального сигнала с частотой 5.9 кГц на 50 дБ (почти в 300 раз) ниже уровня первой гармоники. Напротив, прямоугольный сиг­нал дает четко выраженные гармоники (особенно нечетные).

Pucунок 7- Осциллограммы сигналов функционального генератора МАХ038 на

частоте 50 Гц (слева) и 20 МГц (справа)

Pucунок 8- Осциллограммы, иллюстрирующие возможности микросхемы

MАХО38

Рисунок 9- Спектрограммы прямоугольного (слева)

и синусоидального (справа) сигналов

функционального генератора МАХ038