导言
信号源发生电路能够由RC 震动电路、LC 震动电路以及由555 定时器构成的震动电路制成，更多的则是用专门的函数信号发生器IC 发生，但它们的功用较少， 精度不高， 频率上限只要300 kHz, 无法发生更高频率的信号， 别的调理方法也不行灵敏， 频率和占空比不能独立调理， 二者相互影响。也有选用专门DDS 芯片的信号发生器， 但电路结构杂乱， 本钱较高 。而专门针对极低频率的信号源其规划频率规模又较窄 , 运用规模小。为此， 本文研讨并规划出了一种根据单片机C8051F130 和MAX038 的信号源发生器， 能在15 MHz 内发生三角波、正弦波、方波， 精度高、失真度小、能有用补偿上述规划的缺乏， 满意大部分测验对信号源的要求。
1 信号源发生器的总体规划
该信号源发生器主要以单片机C8051F130 为操控中心， 经过对Maxim 公司波形发生器芯片MAX038 及其外部电路操控完成其不同起伏和频率， 不同类型信号的输出， 其间C8051F130 是Silicon Laborat or ies 公司推出的一种具有8051 内核及指令集彻底兼容的集成混合信号片上体系， 履行指令最快速度可达100 MIPS, 内部具有8448( 8K+ 256) 字节片内RAM 和128 K 字节的flash 存储器，具有多达64 个输入输出口， 能够彻底满意本规划的操控需求， MAX038 是1 个只需要少数外部元件便能发生精确正弦波、三角波和方波的波形发生器， 输出频率和占空比能够经过外围电路的电流、电压和电阻进行调理。整个信号源发生器由频率操控部分、波形挑选部分、占空比调理部分、键盘输入操控部分、信号状况显现部分、电源部分等构成， 电路框图如图1 所示。
图1 信号源发生器
2 信号源发生器各部分硬件电路规划
2. 1 波形挑选部分
直接运用C8051F130 上I/ O 口P0. 0、P0. 1 衔接MAX038 上A0 和A1 管脚， 对输入进行设置即能发生正弦波、方波和三角波， 管脚电平缓波形之间的联系如表1所示。
表1 A0 和A1 管脚电平对应波形联系
波形切换能够在恣意时分进行， 而不论输出信号的相位， 切换时刻小于0. 3 us。
2. 2 频率操控部分
MAX038 输出信号的频率由注入引脚IIN 的电流IIN 、COSC 引脚端接的电容CF 以及引脚FADJ 上的电压V FADJ 决议。当VFADJ = 0 V 时， 根本输出频率Fo 由下式给出：
式中： IIN 为流入IIN 引脚的电流( 为取得最佳性能取10 A到400 A ) , CF 为衔接COSC 引脚和地的%&&&&&%( 在20 pF~ 100 F 中选取) , 假如VFADJ 是已知， 则恣意输出频率Fx = Fo [ 1- (0. 2915 VFADJ ) ] , 在本规划中经过10位D/A 转换器A D7533 输出不同电压， 衔接1 个30 k 的电阻操控流入MAX038 IIN 管脚的电流与C8051F130 操控CD4051 挑选不同的CF 一起决议信号的输出频率值， 整个输出信号的频率分为7 个频段， 频段区分与CF 值和流入IIN 电流值对应联系如表2 所示。
表2 频段区分与CF 值和流入IIN 电流值对应联系
2. 3 占空比调理部分
DADJ 引脚端上的电压操控输出波形的占空比， 当VDADJ = 0 时占空比为50%, 当电压从+ 2. 3 V 到- 2. 3 V将引起输出占空比从15%~ 85%改变， 电压改变1 V 可使占空比改变15%, 占空比调理部分选用串行输入、双电压输出的8 位D/ A 转换器AD7303, 经过C8051F130 操控AD7303 输出- 2. 3~ + 2. 3 V, 接入DADJ 引脚调理占空比。
