3.3. Микросхема функционального генератора МАХ038

3.3.1. Назначение и вид микросхемы МАХ038

Примером высококачественной микросхемы функционального генератора является микросхема МАХ038 фирмы MAXIM [58]. Вид на ее корпус сверху представлен на рис. 3.16. Микросхема выполнена в корпусе с 20 выводами и содержит все блоки типичного функционального генератора, включая преобразователь треугольного сигнала в синусоидальный.

Рис. 3.16. Микросхема МАХ038 фирмы MAXIM (вид сверху)

3.3.2. Функциональная схема микросхемы МАХ038

Функциональная схема микросхемы МАХ038 показана на рис. 3.17. 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 в широких пределах плавно 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 — более высокие частоты 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 компара-

тор 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.

Рис. 3.17. Функциональная схема микросхемы МАХ038

3.3.3. Основные схемы включения микросхемы МАХ038

На рис. 3.18 представлены рекомендованные разработчиком типовые схемы включения этой микросхемы: слева обычная и справа с несколько улучшенными характеристиками (показаны только изменения в основной схеме).

3.3.4. Осциллограммы и спектры сигналов микросхемы МАХ038

На рис. 3.19 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 вот 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.

Рис. 3.18. Обычная и улучшенная схемы включения микросхемы МАХ038 фирмы MAXIM

Рис. 3.19. Осциллограммы сигналов функционального генератора МАХ038 на частоте 50 Гц (слева) и 20 МГц (справа)

Осциллограммы рис. 3.20 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.

Рис. 3.20. Осциллограммы, иллюстрирующие возможности микросхемы МАХ038

Специалистам о качестве сигналов генераторов лучше всего говорят спектры сигналов. На рис. 3.21 представлены спектры 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).

ISBN 978-5-94074-493-1

Дьяконов В. П.

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

УДК 621.375.132 ББК 32.846.6 Д93