基于MAX038的函数信号发生器的设计(1)
基于MAX038的信号发生器设计
基于MAX038的信号发生器设计
作者：胡俊罗健将
来源：《商情》2017年第23期
【摘要】MAX038是一个高集成度单片信号产生芯片。
具有外围电路简单，功能丰富等诸多优点。
本文基于MAX038和ATMEGA16单片机实现了一个多功能信号发生器。
可以产生正弦波、方波和三角波信号，且幅值频率可键盘输入。
【关键词】MAX038 ATMEGA16芯片
ATMEGA16芯片。
具有高性能、低功耗的8位AVR微处理器，通过DA芯片可方便控制输出频率。
采用BC7281A键盘控制芯片，只占用单片机的3个I/O接口，根据键值锁存功能，最多可以有64键，内含去抖功能，编程简便，性能更可靠。
采用X9C103P数字电位器。
数字电位器是固态非易失性电位器，是理想的数字控制的微调电阻器。
X9C103P是有99个电阻单元的电阻阵列，同时可在编制软件时要充分考虑X9C103P的各输入信号和输出信号的工作时序，根据计算符合本系统设计的控制要求。
一、系统框图
经过方案比较与论证，最后确定的系统组成框图如图1 所示：
二、测试结果
经过以上的电路搭建和单片机程序的编制，实现了信号发生器。
最终测试结果如下：
（一）基本波形的频率测量数据
（二）幅度（Vp-p值）步进测量（测试对象：单位：V，步进电压值）
三、总结
本设计基本完成了题目的基本部分和发挥部分的要求，并扩展了与PC机无线。
但是，系统也存在工作不稳定，输出波形有毛刺等问题。
基于MAX038的信号发生器的设计
信号发生器的设计[摘要] 本信号发生器,能产生1HZ—1MHZ的正弦波、方波和三角波信号，以单片机89S52构成的最小系统为控制核心,IC8038CCPD为核心的三种信号的振荡电路，以可编程键盘和大液晶构成显示模块,高精度数字电位器X9C103构成的精确调频调幅模块,设计采用了模块化的设计方法,实现了输出的信号在频率和幅值精确调整并在128*64的液晶上实现功能及参数的显示。
[关键词]数字电位器、单片机、调频、调幅一、引言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。
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。
在次以MAX038和*（S52单片机为核心元件设计并制作一台信号发生器，使之能产生正弦波、方波和三角波信号。
二、总体方案设计由频率控制模块、幅度控制模块、键盘模块和液晶显示模块组成整个系统。
用单片机控制键盘和液晶显示，用液晶显示四个参数：频率、幅值、类型和不同频率范围中频率的步进。
用单片机控制两个数字电位器中的抽头的位置来实现改变输出的频率和幅度的大小。
系统框图如图1所示。
一、单元模块设计1.函数发生器电路电路图如下：主芯片为压控振荡器ICL8038CCCPD，其中2号脚输出的是正弦波，3号脚输出三角波，9号脚输出方波，频率范围为0.05Hz至1MHz，占空比可以从2%至98%。
失真不大于1%，线性好(误差不大于0.1%)。
定时电容C1至C8决定了信号频率的十个倍频程，从500uF开始,依次减小十倍直到5500pF频率范围相应地0.05Hz~0.5Hz~5Hz~50Hz~500Hz~5KHz~500KHz，其中C8如果取250pF频率可以达1MHz。
通过改变R4电位器来调整相应范围里的频率，通过拨码开关改变电容来改变频率的分段。
通过用一个3线8相译码器74LS138继电器来选择电容。
如图所示函数发生器电路如图3.1所示图3.1X9c103是10K的单100抽头非易失性线性数字电位器,有100个阻值,包含有100个电阻单元的电阻阵列。
基于MAX038多功能信号发生器的设计
基于MAX038多功能信号发生器的设计【摘要】信号发生器广泛应用于电子领域，该设计以MAX038为核心，辅助外围电路，能输出正弦波、方波和三角波三种基本波形，并能进行波形选择和波段选择，并能较好地进行频率调节和幅度调节，该电路输出信号频率范围宽，有较好的实际应用价值。
【关键词】MAX038 波形选择频率调节1电路方案设定如图1所示，该电路设计的核心芯片是MAX038，它是美国马克西姆公司开发的新一代函数信号发生器，它可以产生准确的高频正弦波、方波、三角波信号，频率从0.1Hz～20MHz连续可调，最高振荡频率可达40 MHz。
占空比最大从15%～85%连续可调。
由于在MAX038芯片内采用了多路选择器，所以可以输出三种信号。
本设计输出正弦波、方波和三角波三种基本波形，输出频率范围在10Hz～5MHz之间，并具有频段选择、频率粗调、频率细调、占空比在15%～85%之间可调、50%占空比精确调节以及输出0～10V峰峰值调节等基本功能。
2主要硬件电路设计（1）MAX038接口电路。
如图2所示，该电路为集成函数发生器MAX038与外围各单元电路的接口部分。
A0、A1为波形选择单元电路输入接口；REF为2.5V基准电压输出接口；COSC为频段选择单元电路输入接口；IIN为频率粗调单元电路输入接口；FADJ为频率细调单元电路输入接口；DADJ为占空比调节单元电路输入接口；OUT为输出幅值放大调节单元电路输出接口。
由于此电路设计不使用相位检测以及同步信号输出，故将SYCN、DV+、DGND、PDO悬空，PDI接地。
V+、V-分别接+5V和-5V，将5个GND端接地，为MAX038提供工作电源。
C1、C2、C3、C4和C5均为滤波电容。
（2）波形选择电路。
如图3所示，当A1=1，A0=X时，MAX038输出正弦波，当A1=0，A0=0是，MAX038输出方波，当A1=0，A0=1时，MAX038输出三角波。
该电路采用二输入四与非门74LS00构成双触发器来实现波形选择与指示功能。
基于MAX038的程控函数信号发生器的设计
基于MAX038的程控函数信号发生器的设计引言在现代电子技术的研究及应用领域。
常常需要高精度且频率可调的信号源。
MAX038是MAXIM公司开发的新一代专用函数信号发生芯片，它可以产生正弦波、方波和三角波等三种波形，而且频率和占空比独立可调。
本文设计了一种由LPC2114、MAX038、D／A 转换器以及八选一模拟开关CD4051等构成的程控函数信号发生器。
研究了LPC2114通过D／A转换器实现对MAX038频就绪和占空比的调控方法。
给出了在0.1Hz～20MHz内产生精确的正弦波、方波和三角波的方法。
此外，本函数信号发生器还具有可调范围大、精度高、信号稳定等特点，可以应用于各种电子测量和控制场合。
1 MAX038的主要特性MAX038是MAXIM公司生产的一种具有高频、高精度、低输出电阻而且驱动能力很强的函数信号发生器芯片。
它的内部电路主要由振荡器、振荡频率控制器、2.5 V基准电压源、正弦波形发生器、比较器、多路模拟开关、相位比较器组成。
MAX038主要性能特点如下：◇能精密地产生正弦波、矩形波(含方波)、三角波信号。
◇频率范围从0.1 Hz～20 MHz，最高可达40MHz，各种波形的输出幅度均为2 V(P-P)。
◇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为10％～90％。
◇波形失真小，正弦波失真度小于0.75％，占空比调节时的非线性度低于2％。
◇采用±5 V双电源供电，允许有5％变化范围，电源电流为80 mA，典型功耗400 mW，工作温度范围为0～70℃。
◇内设2.5 V电压基准，可利用该电压设定FADJ、DADJ的电压值，从而实现频率微调和占空比调节。
2系统构成与工作原理2.1系统整体构成一系统主要是由主控制器LPC2114、函数发生器MAX038、D／A转换器、LED显示、键盘、波段切换，波形处理和峰值检波等部分组成，其整体结构框图如图1所示。
基于MAX038的函数信号发生器设计
图1 系统框图吉林大学，教师，吉林工业职业技术学院，主要从事虚拟仪器测量技术研究。
Science and Technology Innovation Herald1.2.4 显示及键盘电路设计采用液晶对输出波形、频率、幅度进行键盘进行参数的设置[3]。
其键盘按键正弦波、方波、三角波输出选择键一个，输出频率范围选择按输出幅度设置键一个，步进加键一步进减键一个。
1.3 软件系统的设计的单片机主程序框图如图4所首先进行初始化，然后从片内RAM 中读取回车键按下标志位进行判断，如果没有X038输出初始频率和波形；按下则根据中断处理程序获得的有关数据进行处理时，首先根据输入的键值完成对输出波形、波段以及频率的选择，然后根计算输出频率f所需电压的编程数据送DAC0832，这样就在MAX038的输出相应波形和频率的信号。
最后调用显示子程序，在液晶显示屏上前波形发生器的工作参数，即振荡频率、出波形。
2 结语采用89C52完成对函数发生器MAX038的控制，很好实现程控函数发作，这种程控函数发生器的三一个引脚输出，具有输出频率范围宽、稳定，失真小的特点。
参考文献[1] 李琳.单片高频函数发生器M其应用[J].现代电子技术，2007[2] 蒋金弟，朱永辉，毛培法.MAX038高频精密函数发生器原理及应用[J].山西电子技术，2001（2）：39-43.[3] 谢自美.电子线路设计.实验.测试[M].武汉：华中科技大学出版社，图3 频率步进值选择电路图4 主程序流程科技创新导报Science and Technology Innovation Herald。
基于MAX038的多功能信号发生器的设计
信号发生器作为一种常见的应用电子仪器设备，传统的可以完全由硬件电路搭接而成，如采用555振荡电路发生正弦波、三角波和方波的电路便是可取的路径之一．但是这种电路存在波形质量差，控制难，可调范围小，电路复杂和体积大等缺点．在科学研究和生产实践中，如工业过程控制，生物医学，地震模拟机械振动等领域常常要用到低频信号源．而由硬件电路构成的低频信号其性能难以令人满意，而且由于低频信号源所需的RC很大；大电阻，大电容在制作上有困难，参数的精度亦难以保证；体积大，漏电，损耗显著更是其致命的弱点．一旦工作需求功能有增加，则电路复杂程度会大大增加．在70年代后，微处理器的出现，可以利用处理器、A/D/和D/A，硬件和软件使波形发生器的功能扩大，产生更加复杂的波形．这时期的波形发生器多以软件为主，实质是采用微处理器对DAC的程序控制，就可以得到各种简单的波形．90年代末，出现几种真正高性能、高价格的函数发生器．而近几年来，国际上波形发生器技术发展主要体现在以下几个方面：（1）过去由于频率很低应用的范围比较狭小，输出波形频率的提高，使得波形发生器能应用于越来越广的领域．波形发生器软件的开发正使波形数据的输入变得更加方便和容易．（2）由于VXI总线的逐渐成熟和对测量仪器的高要求，在很多领域需要使用VXI系统测量产生复杂的波形，VXI的系统资源提供了明显的优越性，但由于开发VXI模块的周期长，而且需要专门的VXI机箱的配套使用，使得波形发生器VXI模块仅限于航空、军事及国防等大型领域．在民用方面，VXI模块远远不如台式仪器更为方便．（3）随着信息技术蓬勃发展，台式仪器在走了一段下坡路之后，又重新繁荣起来．不过现在新的台式仪器的形态，和几年前的己有很大的不同．这些新一代台式仪器具有多种特性，可以执行多种功能．而且外形尺寸与价格，都比过去的类似产品减少了一半．二十一世纪，随着集成电路技术的高速发展，出现了多种工作频率可过GHz的DDS芯片，同时也推动了信号发生器的发展．相信在接下来的一段时间里，信号发生器的发展仍将取得跨越式的发展！
基于MAX038的信号发生器设计
Ｄ Ｃ ８２和 １ Ａ ０３ ２位数模转换 芯片 Ｔ Ｖ ６ ８ 分别 实现 了不 同函数信 号的产 生 ， Ｌ ５ １， 以及对 电压 、 率变化 的步进调 节。通 频 过实验分 析 ， 系统具有频率范 围宽 、 步进较 小 、 幅度和频率范 围宽 的特点 。 关键词 ：Ｍ Ｘ ３ ； Ｕ；频率 ； Ａ ０ ８ ＭＣ 幅度
中 图 分 类 号 ： Ｐ１ Ｔ ３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１７ —２ Ｘ（ ００ ０ — １ １０ ６３ ９ ３ ２ １ ）７ ０ ８ —４
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｎａ ｅ ｒ ｔ ｒ ｂａ ｅ ｎ Ｍ ＡＸ０ ８ ｓｇ ｆ ｓｇ ｌｇ ｎｅ ａ ｏ ｓ ｄ ｏ ３
则 Ｔ Ｖ ６８的数 据算 法为 Ｌ ５１
１ 信 号 发 生 器 整体 框 图 设 计
因为 ＭＡ ０ ８本 身 的失真 低 于 ０ ７ ％ ， 出频 Ｘ３ ．５ 输
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式中：０ ， 为输 出 电流 ； 为 采样 电阻值 ； ｒ为 Ｄ Ａ Ｒ Ｖｅ ｆ ／
收稿 日期 ： ０ ０—０ ０ ２１ ４— ３
基金 项 目 ：湖 南 省科 技 厅规 划 课 题 （０ ９ Ｋ １ １ ２０ Ｇ ３０ ）
作者简介 ： 鲍祖 尚（ ９ ３一）男 ， １６ ， 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
ＭＡ ０ ８是一 款美信 公 司产 生 多种 函数 信 号 的 Ｘ３ 专 门器件 ， 文将 讨 论 应 用 ＭＡ ０ ８与单 片机 结 合 本 Ｘ３
构 成多种 信号 发生 器 ， 实现 以下 指标 ： 并 能产 生 正弦
率 范 围为 ０ １～ ００ ００ ０ Ｈ 。故 只需 要考 虑 步 进 ． ２ ０ ０ ｚ 方 案 。要求 输 出频 率 范 围 为 １ ０～１ ０ ０ ， ００ ０Ｈｚ 其 ０ 步进 间隔分段 调节 。１ 字 长 的 Ｄ Ａ转 换 器 具 有 ２位 ／ ４０ ６种 状 态 ， 全 能 够 能 满 足 要 求 。设 计 选 用 ９ 完
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的函数发生器的设计
基于MAX038的函数发生器的设计摘要在介绍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; 数字显示一．概述信号发生器又称信号源或振荡器，是最重要的测量仪器之一，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
尤其是在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器，而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。
它能满足测试系统的多种要求，成为了系统综合测试中不可缺少的组成部分。
早期的函数信号发生器集成电路，如L8038，BA205，XR2207／2209，它们的功能较少，精度不高，频率上限只有3000KHz，无法产生更高频率的信号，套接方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者相互影响。
而目前广泛使用的是一些标准产品，虽然功能齐全，性能制表较高，但是价格较贵，而且许多功能却用不上。
本文提出一种采用专用信号发生器芯片MAX038设计的简易信号发生器。
MAX038是Maxim公司生产的精密高频单片信号发生器集成电路，内部电路完善。
使用该芯片，设计简单，可以生成同一频率信号的各种波形信号，能以最少的外部元件构成多波形高频函数信号发生器，也可以应用于压控振荡器(PLL)、脉宽调制器、锁相器环、频率调制器、频率合成器及FSK信号发生器，是目前较为理想的信号产生集成芯片。
因此，相比之下，该仪器具有结构简单，成本低，体积小，便于携带等特点，足以满足一般的实验要求。
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 。
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基于MAX038的函数信号发生器的设计
作者：黄庆彩， 祖静， 裴东兴
作者单位：华北工学院,太原,030051
刊名：
仪器仪表学报
英文刊名：CHINESE JOURNAL OF SCIENTIFIC INSTRUMENT
年，卷(期)：2004,25(z1)
被引用次数：4次
1.王远模拟电子技术 1993
2.聂汉平高频精密函数波形发生器设计[期刊论文]-国外电子元器件 2001(01)
1.梅领亮基于MAX038和单片机的函数信号发生器设计[期刊论文]-电脑知识与技术 2010(3)
2.张文军基于单片机的智能信号发生器设计[期刊论文]-机电工程技术 2010(9)
3.周娟.陈秉岩ADSL话音分离器测试仪的设计[期刊论文]-河海大学常州分校学报 2007(4)
4.刘建设.田太明疲劳试验台激振信号源的研制[期刊论文]-西安工业学院学报 2005(6)
本文链接：/Periodical_yqyb2004z1140.aspx。