3.2. Микросхема функционального генератора XR-2206

3.2.1. Назначение и вид микросхемы XR-2206

Широкому распространению функциональных генераторов в последние 10—15 лет способствовала разработка специализированных 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.

К таким микросхемам относится монолитная интегральная микросхема функционального генератора XR-2206. Она служит для построения следующих устройств:

•    функциональных генераторов;

•    генераторов качающейся частоты;

•    генераторов с амплитудной (AM) и частотной (FM) модуляцией;

•    преобразователей напряжения в частоту;

•    генераторов с FSK модуляцией и др. Основные особенности и параметры микросхемы:

•    малый (до 0,5%) коэффициент нелинейных искажений синусоидального напряжения;

•    высокая температурная стабильность частоты до 20 ррт/°С (или 0,02%/°С);

•    широкий диапазон качания частоты до 2000/1;

•    малая чувствительность к изменению напряжения питания;

•    линейная амплитудная модуляция;

•    ТТL уровни управляющего напряжения при фазовой манипуляции (FSК);

•    изменение несимметрии полуволн в широких пределах (от 1 до 99%);

•    широкий диапазон возможных рабочих напряжений (от 10 до 26 В);

•    умеренная потребляемая мощность (не более 750 мВт).

Вид корпуса микросхемы с обозначением номеров выводов показан на рис. 3.8. Микросхема выпускается в нескольких вариантах в зависимости от типа корпуса и рабочего диапазона температур окружающей среды.

Рис. 3.8. Вид корпуса микросхемы XR-2206 (слева корпус PDIP, CDIP, справа SOIC)

3.2.2. Блок-схема и принципиальная схема микросхемы XR-2206

Упрощенная блок-схема микросхемы XR-2206 представлена на рис. 3.9. Микросхема содержит управляемый напряжением генератор импульсов VCO, переключатель тока Current Switches и блок множителей и формирования синусоидального или треугольного напряжения Multiplier And Sine Schaper.

Рис. 3.9. Упрощенная блок-схема микросхемы XR-2206

Принципиальная схема микросхемы XR-2206 представлена на рис. 3.10. Как нетрудно заметить, большинство узлов микросхемы, которые нужны для создания функционального генератора среднего класса, построено на основе применения согласованных дифференциальных пар. Это позволяет добиться высокой температурной стабильности их работы без применения микроминиатюрных термостатов.

Рис. 3.10. Принципиальная схема микросхемы XR-2206

3.2.3. Назначение выводов микросхемы XR-2206

Ниже в таблице представлены номера выводов микросхемы, их обозначения и назначение каждого вывода.

3.2.4. Типовая схема применения микросхемы XR-2206

На рис. 3.11 представлена рекомендуемая разработчиком типовая схема применения микросхемы XR-2206.

С помощью резистора R3, подключенного к выводу 3 микросхемы, можно осуществлять плавную регулировку амплитуды треугольных импульсов или синусоидального напряжения. Их зависимость от значения R3 представлена на рис. 3.12.

На рис. 3.13 показана зависимость потребляемого микросхемой тока от напряжения питания при различных значениях сопротивления R. Нетрудно заметить, что минимальное R определяется ростом потребляемой микросхемой мощности при уменьшении R. Типичное минимальное значение R около 1 кОм. Максимальное значение R может достигать 2 МОм, так что пределы изменения R (и временных параметров) могут достигать 2000 раз.

Микросхема XR-2206 позволяет получать довольно малые нелинейные искажения синусоидального сигнала вплоть до частот около 100 кГц (рис. 3.14). Наименьший коэффициент гармоник (около 0,5%) реализуется при R около 30 кОм. С ростом и уменьшением значения R коэффициент гармоник возрастает.

Рис. 3.11. Типовая схема применения микросхемы XR-2206

Рис. 3.12. Зависимость амплитуды треугольных импульсов и синусоидального напряжения от величины резистора R3

Важное значение имеет температурная стабильность параметров функциональных генераторов. Изменение частоты генераторов на основе микросхемы XR-2206 с изменением температуры окружающей среды показано на рис. 3.15 для разных значений R.

Рис. 3.13. Зависимость потребляемого микросхемой XR-2206 тока от напряжения питания при разных значениях R

Рис. 3.14. Зависимость

коэффициента гармоник синусоидального напряжения от частоты

Рис. 3.15. Изменение частоты при изменении температуры для схемы генератора с рис. 3.11 при различных R

Дьяконов В. П.Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 с, ил.