为了使用户用好MAX038,MAXIM给出了具备基本函数发生器功能的评估电路,即通用MAX038波形发生器电路,如下图所示。
在此电路上,可以实现MAX038的基本功能(函数发生、频率调节、占空比调节、波形选择等)。MAX038的输出电压幅度有限,需要在输出加一级缓冲放大电路;MAX038的最高工作频率为10MHz,常规的集成运算放大器的频带宽度已经不能适用,因此选择了MAXIM的视频放大器MAX442,将MAX038的输出电压放大并增强输出驱动能力。由于输出频率已经很高,故输出端子采用-BNC插座。
了方便地了解MAX038的各个功能,在评估板设置了电源端、输出端、电压基准端、同步端、频率调节端、占空比调节端、波形选择端、定时电流注入端、相位检测输入端和输出端。同时,为了方便调试,评估板提供了跳线JUl~JU8的位置,用以实现波形的选择(JU1、JU2)、频率调节的选择方式(JU3)、占空比调节方式的选择(JU4)、定时电路注入电流方式的选择( JUs),以及数字地接地方式(JU6)、MAX442输入端IN,的处理方式(JU7)、缓冲驱动电路MAX442的输入端选择方式(JU8)。其中,JU6、JU7和JU8在正常应用时是必须连接的。
(1)波形的选择(JU1、JU2)
由于MAX038的Ao、A1端均通过lOkΩ电阻接+5V,相当于逻辑“1”,所以可以通过选择跳线JU1、JU2将Ao或Ai是否接地(相当于逻辑“0”)来选择输出波形是正弦波、三角波还是方波,对应的逻辑关系见表8-2,这里不再赘述。
(2)频率调节的选择方式(JU3)
评估板的频率调节方式是通过改变FADJ端电压来实现的。当跳线2、3连接时,FADJ接地,不起作用;当跳线1、2连接时,频率调节可以通过可调电阻R2实现,控制电压范围是0~2. SV;当跳线JU3悬空时,FADJ端电压(频率调节)受外接电压控制,控制电压范围是0~2.5V。
(3)占空比调节方式的选择(JU4)
评估板的占空比调节方式是通过改变DADJ端电压来实现的。当跳线2、3连接时,DADJ接地,不起作用,占空比为固定值50%;当跳线1、2连接时,占空比调节可以通过可调电阻Ri实现,控制电压范围是0~2.5V;当跳线JU4悬空时,DADJ端电压(占空比调节)受外接电压控制。
(4)定时电路注入电流方式的选择(JUs)
定时电路的注入电流,IIN的方式可以通过改变跳线JUs的接线方式来实现。当跳线JU5连接时,频率调节可以通过可调电阻R3实现,频率取决于可调电阻R3的数值;当跳线JU5悬空时,IIN电压(频率调节)受外接电路控制。
由于评估电路中定时电容器是固定的,所以用可调电阻R3改变输出频率的范围约16倍(R3与R12的电阻值的比值)。
需要注意的是,MAX038的模拟正电源(V+)、负电源(V-)、数字正电源(DV+)、MAV038的内电源基准,以及输出端驱动器MAX442的正、负15V电源均需要对地接性能良好的旁路电容器。所谓性能良好的旁路电容器,是指不仅要频率特性良好(因为MAX038工作频率可以达20MHz),而且还要具有尽可能低的等效串联电阻,以尽可能地将电路产生的纹波电流旁路到旁路电容器中。随着陶瓷贴片电容器性能的提高和价格的降低,作者推荐评估板中所有的旁路电容器都选用陶瓷贴片电容器。
电容量的选择依据产生的负载电流和纹波电流,可以按图中所给的数值进行选择。
上图所示评估电路的电路板如下图所示。
从电路板图中可以看出,这是一个高频电路板的设计方法,元件面和焊接面均采用大平面地将各电路隔离起来,防止相互之间的有害的耦合。在这个评估电路板的基础上,可根据自己的需要加以适当的改进,以获得符合要求的电路板图设计。当然,不可否认的是,通过评估电路及评估电路板的制作、测试,可了解MAX038的基本性能,为设计符合要求的函数发生器电路打下良好的基础,这是作者推荐MAXIM评估电路及评估电路板的最主要的原因之一。还可以在评估电路板图的基础上,以附加电路及电路板的形式实现所需要的功能,这样可以减少电子设计竞赛中消耗的时间,这是作者推荐MAXIM的MAX038评估电路的第二个原因。
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