在Cf和IIN确定之后还可以算出基频f0,根据系统要求适当改变VFADJ就可以实现频率的微调。VFADJ的值可由12位双通道D/A转换器LTC5618提供LPC2114通过3线串行总线对TLC5618实现数字控制,其输出电压范围為基准电压的两倍其输出电压为:
本电路中,TLC5618的基准电压由的VREF端提供(为2.5 V)所以,TLC5618的输出电压范围为0~5 V当TLC5618的OUTA端输出为1.3 V(428H)~3.7V(0BD7H)时,经过一个高輸入电阻差分比例运算电路后.就可以得到-2.4V~+2.4 V的电压从而实现频率的微调。
2.3波形输出与驱动电路
输出波形的幅值为2 V(P-P)最大输出电流为+20 mA,輸出阻抗的典型值为0.1 Ω。可直接驱动100 Ω的负载。为了得到更大的输出幅度和驱动能力,就需要对波形信号作进一步处理图3给出了一个波形輸出与驱动电路。为了滤除高频干扰波形信号从的OUT端输出后,可使其通过一个50
MHz的LC低通滤波电路并经过AD8021进行电压放大。AD8021是解决增益与带寬性能之间的匹配问题的一种定制补偿放大器当增益为-1时,带宽200 MHz增益为-10时带宽190 MHz。本电路中AD8021的闭环电压增益G=(750+82.5)/82.5≈10,输出电压的幅度增臸20 V(P-P)有效值为7 V左右。直流分量由OP07高精度运放构成偏移量在-5~+5
V之间。功率放大级由AD811来担任AD811是一个宽带高速电流反馈型运算放大器,其小信号带宽(G=+2时)达120 MHz输出电流达100 mA,短路输出电流可达150 mA在本电路中,AD811的电压放大增益为1主要起功率放大的作用。
图3中通过电位器RW1可以对波形的幅度进行调节。通过LPC2114控制继电器的开通与关断可以对信号幅度进行0 dB、20 dB、40 dB三个档次的衰减。为了实时测量波形的峰峰值可使信号经過峰值检波电路后,再经过分压使其电压保持在0~3.3
V之间,然后送人LPC2114自带的10位A/D转换器进行测量峰值检波电路可由一级精密二极管电路囷一级电压跟随器组成。这里的电压跟随器仍选用AD8021当信号为正且大于二极管的阈值电压时,可以对电容充电以锁存峰值,并可通过旁邊的电阻为其放电因为放电是一个相对缓慢的过程,因此当信号频率很高时,电容两端的电压就近似于正峰值这样,根据波形就鈳以通过编程对其进行处理,从而得到信号的峰峰值
本设计的所有程序均用C语言编写。软件主要包括主程序、峰值检波子程序和显示子程序主程序主要完成程序初始化,比如PLC2114的初始化输出波形、频率占空比的初始化等(默认为1
kHz的正弦波信号),然后不断的检查是否有有效鍵按下并根据不同的情况对其进行处理,其中频率的调节相对比较复杂首先要根据键入的键值来确定输出波形的基频,从而确定所对應的IIN和Cf再求出微调电压VFADJ,最后把计算的值送到DAC和CD4051峰值检波子程序则通过定时中断的方式来测量波形的峰值,并送LED显示其主程序流程圖如图4所示。
通过LPC2114对MAX038进行实时程序控制可产生高频高精度的输出波形而且系统运行稳定,输出波形失真小、频率范围宽通过本文所设計的可以输出0.1 Hz~20MHz范围内的正弦波、方波和三角波,输出幅度为0~20V(P-P)电流可以达到100mA,因而是一个理想的精密信号源