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MAX038信号发生器
信号发生器该波形发生器以MAX038函数发生器为核心，采用数字、模拟结合的方法，产生正弦波、三角波和方波信号，频率范围可达10Hz~1MHz，并能进行七个频率段的选择，后级采用集成运放来提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，较好的满足大多数实验与检测的需求。
一、方案设计与论证1、波形发生及频率合成部分方案一：采用555集成芯片函数发生器，555可以产生可变的正弦波、方波、三角波及实现频率控制。
方案二：采用低温漂、低失真、高线性单片压控函数发生器ICL8038，产生频率（0.001~300KHZ）可变的正弦波、三角波、方波及数控频率调整。
但是，由于ICL8038自身的限制，输出频率稳定度只有10-3（RC振荡器）。
而且，由于压控的非线性，频率步进的步长控制比较困难。
方案三：采用MAX038函数发生器，MAX038是一个精密高频波形产生器。
能精密地产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波信号。
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）。
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10％～90％。
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％。
方案四：采用DDS波形发生技术，采用FPGA和单片机相结合的方式实现对频率的控制。
将比例乘法器（CC14527）以及相应的大量控制逻辑集成在FPGA 中，既减少了大量硬件连线，又降低了干扰，系统实现方便，性能稳定。
但是，DDS成本高，资金需要量大，并且DDS器件很难买到。
经比较，在本设计中采用方案三。
2、模拟部分方案一：由于MAX038输出幅度为2V，根据设计要求，在1KΩ负载条件下，输出正弦波信号的电压峰—峰值V opp在0~5V范围内可调，为了增加系统的带负载能力，考虑加入高精度、高速度的运放OPA604，为保持信号稳定减小波形的失真度加入一级缓冲BUF634，以提高输出电压，使输出频率可调并稳定。
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。
MAX038中文
MAX038芯片中文资料及在波形发生器中的应用(1)简介：波形发生器的应用范围很广。
在分析检测设备、超声设备、医疗设备及通讯设备中广泛应用。
函数发生器作为信号激励源，其参数精度是设计时应考虑的重要因素 ...波形发生器的应用范围很广。
在分析检测设备、超声设备、医疗设备及通讯设备中广泛应用。
函数发生器作为信号激励源，其参数精度是设计时应考虑的重要因素。
常用的波形产生电路有RC震荡电路、LC震荡电路、文氏震荡电路以及由555芯片构成的震荡电路等，但这些震荡电路由于核心芯片、选频及限幅元件特性的限制，在幅频精度方面或多或少的存在着不稳定或实现电路复杂等情况。
如果需要实现波形变换、幅频大小调整以及提高幅频的稳定度，设计的外围电路将会变得更为复杂。
由MAX038设计组成的波形产生电路能够输出幅频精度很高且易于调整的波形信号，在电路参数要求苛刻的工作场合能够得到较好的应用。
1 芯片功能介绍1．1 MAX038芯片的性能特点MAX038CPP芯片采用20引脚DIP封装，引脚图如图1所示。
各引脚功能简述如下：REF：芯片内部2．5 V参考电压输出；GND：模拟地；A1，A0：输出波形选择，TTL／CMOS兼容；COSC：内部震荡器外接电容；FADJ，DADJ：输出频率、占空比调节；IIN：震荡频率控制器电流输入；PDI，PDO：内部鉴相器输入、输出；SYNC：同步信号输出，允许内部震荡器与外电路同步；DGND，DV+：内部数字电路电源；V+，V-：MAX038电源(+5 V，-5 V)；OUT：波形输出端。
MAX038芯片附加少许外围电路就能够产生三角波、锯齿波、正弦波、方波、矩形脉冲波形。
该芯片具有如下的功能特点：(1)输出频率范围：0．1～20 MHz，最高可达40 MHz：(2)输出波形占空比(15％～85％)独立可调，占空比可由DADJ端调整，如果DADJ 端接地，则输出占空比为50％；(3)具有低输出阻抗的输出缓冲器，输出阻抗的典型值为0．1 Ω；(4)备有TTL兼容的独立同步信号SYNC(方波输出，固定占空比为50％)，方便组建频率合成器系统；(5)低温度漂移。
max038芯片介绍
max038芯片介绍MAX038是MAXIM公司生产的一通用波形发生芯片，它比起以前比较常用的函数发生器件如8038系列，从频率范围，频率精确度，对芯片及波形的控制性能，用户使用的方便性等方面都有了很大的提高，因此可广泛应用于波形的产生，压控振荡器，脉宽调制器，频率合成器，及FSK发生器等。
MAX038的性能特点：(1)能精密地产生三角波、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)。
节，互不影响，占空比最大调节范围10％～90％。
(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0～70V。
(6)内设2．5V电压基准，利用控制端FADJ、DADJ实现频率微调和占空比调节。
采用单片压控函数发生器MAX038 ,可以产生正弦波,方波,三角波,通过调整输入电压可以改变输出频率,但是外接的电阻电容参数难以确定,对软件要求高。
MAX038CPP芯片采用20引脚DIP封装，引脚图如图1所示。
各引脚功能简述如下：REF：芯片内部2．5 V参考电压输出；GND：模拟地；A1，A0：输出波形选择，TTL／CMOS兼容；COSC：内部震荡器外接电容；FADJ，DADJ：输出频率、占空比调节；IIN：震荡频率控制器电流输入；PDI，PDO：内部鉴相器输入、输出；SYNC：同步信号输出，允许内部震荡器与外电路同步；DGND，DV+：内部数字电路电源；V+，V-：MAX038电源(+5 V，-5 V)；OUT：波形输出端。
MAX038芯片附加少许外围电路就能够产生三角波、锯齿波、正弦波、方波、形脉冲波形。
该芯片具有如下的功能特点：(1)输出频率范围：0．1～20 MHz，最高可达40 MHz：(2)输出波形占空比(15％～85％)独立可调，占空比可由DADJ端调整，如果DA DJ端接地，则输出占空比为50％；(3)具有低输出阻抗的输出缓冲器，输出阻抗的典型值为0．1 Ω；(4)备有TTL兼容的独立同步信号SYNC(方波输出，固定占空比为50％)，方便组建频率合成器系统；(5)低温度漂移。
毕业设计基于max038的多波形函数信号发生器设计[管理资料]
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波形发生器是电子设计以及教学、科研中应用最广泛的仪器之一。
如果能用相对简单的实现方式和较少的成本产生具有优秀稳定度和精确度的常用波形，无疑将在这些领域中得到广泛的应用。
本文在介绍马克西姆公司MAX038芯片基本特性的基础上，论述了采用MAX038芯片来设计多波形函数信号发生器的原理以及整体的结构设计。
辅以控制软件和特别的外围电路设计，就能实现一个低成本、多功能、高精度、输出频率连续可调的频率合成式波形发生器。
并对其振荡频率控制、信号输出幅度控制、频率和幅度的控制作了比较详细的论述。
最后根据MAX038的特点，设计了控制程序和外围电路。
该函数信号发生器可输出三角波、方波、正弦波。
关键词： MAX038 函数信号单片机A waveform generator is one of the instruments most in use in electronic design, teaching and scientific research. If a low cost waveform generating circuit provides excellent stabilization and precision, it will be obviously wide used in the as-pacts above. Based on the introduction of MAX038, I discussed the principle and the whole frame of the digital function signal generator and some particular hardware environment can produce a low cost , multifunction, precision frequency synthesized waveform generator which will provide a frequency output adjusted continuously. I described the control of the oscillatory frequent, amplitude and the digital display in detail. According to the functions and structure feat hers of MAX038 , additional control software , DAC circuit and digital auto frequency range switch circuit are designed to avoid trouble some manual switches and imprecise output frequency of most other generators. The generator can output three kinds of waves: sine wave, square wave, triangle wave.Key words: MAX038; Function Signal; Single-chip microprocessor目录摘要 (I)Abstract (II)论 (1)概述 (2)设计指标 (2)方案论证与比较 (2)MAX038芯片介绍 (3)芯片引脚 (4)系统框图及原理 (5)频段调节控制 (6)频率、幅值、占空比控制 (8)输出信号的放大处理 (9)本章小结 (9)3．系统硬件的设计 (10)系统总体设计 (10)单片机介绍及外围电路 (10)频率、占空比调节 (13)输出信号的放大处理 (14)电源电路 (15)键盘设计 (17)本章小结 (17)4．系统软件设计流程图 (18)主程序流程图 (18)5. 系统分析总结与展望 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)1 单片机程序 (22)2 系统完整电路图 (25)代做本论文毕业设计实物。
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。
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。
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输出振荡频率控制
一旦由IIN设置F0后，输出频率还可以由VFADJ 调节，FADJ上的电压变化范围从-2.4V到+2.4V， 由FADJ调节的频率输出范围是FADJ=0时的0.3 倍到1.7倍。如果超出了+/-2.4v会导致输出频 率的不稳定 。当已知V FADJ时, 频率为 FX= FO × (1- 0.12915×V FADJ ) , 而输出信 号周期为tX= to/(1- 0.12915×V FADJ ) , 其中, to 为V FADJ= 0V 时的输出信号周期。 接在REF (+ 2.5V ) 和FADJ 之间的可变电阻RF 可调整频率。R F 阻值按R F= (V REF - V FADJ )/250 (uA ) 计算。
波形产生集成电路MAX038
概述
MAX038是美国马克西姆公司开发的新 一代函数信号发生器。MAX038设计的简易 信号发生器电路结构简单，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。
MAX038的性能特点
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。 8)内部功能齐全，外围电路简单，使用方便。
SYNC输出
SYNC 可输出方波来同步外部电路, 其上升沿与正 弦波或三角波上升通过0V 时的点重合。当选用方 波时, SYNC 上升沿发生在输出方波正半周的中点, 即超前输出信号90°。SYNC 的占空比固定为 50%。SYNC 在DGND 和DV + 上产生的高速瞬变 电流会辐射能量至输出信号中, 产生窄的尖脉冲。 集成电路插座的电感和电容会增大这种效应。 SYNC 由单独的地和电源引脚(DGND 和DV + ) 供 电。如果不需和外部电路同步, 将DV + 开路以断 开SYNC 电源而抑制尖峰。
相位检测器
MAX038 中的相位检测器 可用在使其输出与外部信 号同步的锁相环中。外部 信号源接到相位检测器输 入(PD I) , 由PDO 得到相 位检测输出。PDO 通常接 到FADJ 引脚以及一个电阻 RPD和一个电容CPD 至地。 RPD 控制相位检测器增益。 PDO 输出在0uA 至500uA 之间变化的矩形电流脉冲 串。当其与PD I 相位正交 (相位差90°) 时有50% 的 占空比。当相位差为180° 时, 占空比为100%; 相反, 当相位差为0°时, 占空比 为0%。
引脚功能
10．IIN 振荡频率参考电流输入； 12．PDO 相位检测器输出，如果不使用相 位检测器则接地； 13．PDI 相位检测器同步信号输入，如果 不用相位检测器则接地； 14．SYNC同步脉冲输出，由DGND至DV+ 间的电压作基准，允许用外部信号同步 内部振荡器，兼容TTL/COMS电平如果 不用则悬空； 15．DGND 数字电路部分接地开路时则禁 止SYNC或未使用SYNC； 16．DV+ 数字电路+5V电源输入端，如果 不用SYNC可悬空； 17．V+ 电源+5V输入端； 19．OUT 信号输出端； 20．V-电源-5V输入端。
工作原理
MAX038的内部框图如下图所示。主要包括主振器，主振 控制器，2.50V基准电压源，正弦波形成器，方波形器， 比较器，多路选择器，输出级和相位检测器。在COSC与 COM之间接上振荡电容Cr，利用恒定电流IIN向Cr充电和 放电，即可形成振荡，产生一个三角波和两个矩形波。图 中，振荡器输出的 三角波经正弦波形成器变换成等幅， 低失真的正弦波。多路模拟开关则从输入的正弦波，三角 波和矩形波中选择一种，作为输出。波形种类由地址A0， A1的逻辑电平来设定。与此同时，三角波还经过比较器从 SYNC端输出，可作为外部振荡器的同步信号。
引脚排列
MAX038采用20脚双列直插式封装。各管脚 排列如图所示。
引脚功能
引脚功能说明如下： 1．REF 基准电源2.50V输出； 2、6、9、11、18．GND接地；(5个地 内部不相连，需外部连接 ) 3．A0波形选择输入，兼容TTL/COMS 电平； 4．A1波形选择输入，兼容TTL/COMS 电平； 5．COSC外接振荡电容器COSC； 7．DADJ 脉冲波占空比调节输入； 8．FADJ 振荡频率调节(电压输入)；
相位检测器
相位检测器的增益K D由下式表 达: KD = 0.1318×R PD , 其中 RPD为相位检测器增益设置电阻。 当环锁住时, 输出信号与相位检 测器接近相位正交, 占空比为 50% , PDO 的平均电流为250uA (FADJ 的吸入电流)。该电流由 FADJ 和RPD 分离, 但总有250uA 进入FADJ , 其余电流则在RPD 上 分流以产生V FADJ。RPD 越大, 则一定的相位差时V FADJ 越大, 锁相环增益越大, 同步范围就越 小。因为PDO 输出的电流给CPD 充电, 所以V FADJ的变化率(锁相 环带宽) 和CPD成反比。
输出波形的Байду номын сангаас择
输出波形由波形选择输入端A0 、A1的状态确定： A1=1、A0=X 输出正弦波； A1=0、A0=0 输出方波（脉冲波）； A1=0、A0=1 输出三角波（锯齿波）。 另外，如果将13 （PDI）脚输入的外同步信号经 内部相位检测器与振荡频率进行相位比较，相差 信号从12脚输出再反馈到8脚可构成锁相环，实现 外同步。
内部框图
基本工作电路
输出振荡频率控制
输出频率与外接振荡电容器COSC的容量、参考电流IIN及 频率调节电压VFADJ有关。 当VFADJ=0V时，输出振荡频率由下式决定： F0（MHZ）=IIN（ｕA）÷CF（PF） 式中：IIN为当前输入到IIN的电流（ 2uA≤IIN≤750uA)， IIN可由电流源IIN或电压源VIN与电阻RIN串联来驱动 （接在 REF和IIN之间的电阻就可产生IIN）。使用电 压源与电阻串联的振荡器振荡频率按F0（MHz） =Vin/[Rin*Cf(pF) ]计算。推荐的参考电流IIN范围： 10uA到400uA。 CF=外接振荡电容器COSC的容量 (20pf≤COSC≤100uf) ；
占空比调节
改变DADJ端的电压，能控制波形的占空比D。当 VDADJ=0V时，D=50%；VDADJ=+2.3~-2.3v时，D从 15%变化到85%。欲获得完全对称的正弦波，需加一个校 准电压VDADJ，允许范围是-100~+100mV,经校准后可使 D严格等于50%。占空比的计算公式为： D=（50+17.4VDADJ）% 需要指出的是，在调节占空比时应尽量避免输出频率改变。 仅当D=15%~85%且25uA<IIN<250uA时，对F0的影响最 小，△F0<2%。