在Cf和IIN確定之后，還可以算出基頻f0，根據(jù)系統(tǒng)要求適當(dāng)改變VFADJ，就可以實(shí)現(xiàn)頻率的微調(diào)。VFADJ的值可由12位雙通道D／A轉(zhuǎn)換器LTC5618提供，LPC2114通過3線串行總線對(duì)TLC5618實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制，其輸出電壓范圍為基準(zhǔn)電壓的兩倍，其輸出電壓為：

本電路中，TLC5618的基準(zhǔn)電壓由MAX038的VREF端提供(為2.5 V)，所以，TLC5618的輸出電壓范圍為0～5 V。當(dāng)TLC5618的OUTA端輸出為1.3 V(428H)～3.7V(0BD7H)時(shí)，經(jīng)過一個(gè)高輸入電阻差分比例運(yùn)算電路后．就可以得到-2.4V～+2.4 V的電壓，從而實(shí)現(xiàn)頻率的微調(diào)。

改變VDADJ的電壓可以控制波形的占空比。若用DC表示占空比，那么，當(dāng)VDADJ為0 V時(shí)，Dc為50％；當(dāng)VDADJ不等于0 v時(shí)，VDSDJ=(50-Dc)×0.0575。控制TLC5618的OUTB端的輸出(1.35 V(451H)～3.65 V(OBAEH))，再經(jīng)過高輸入電阻差分比例運(yùn)算電路后，即可得到-2.3-+2.3 V的電壓。從而實(shí)現(xiàn)占空比在10％～90％范圍內(nèi)的變化。

2.3波形輸出與驅(qū)動(dòng)電路

MAX038輸出波形的幅值為2 V(P-P)，最大輸出電流為+20 mA，輸出阻抗的典型值為0.1 Ω。可直接驅(qū)動(dòng)100 Ω的負(fù)載。為了得到更大的輸出幅度和驅(qū)動(dòng)能力，就需要對(duì)波形信號(hào)作進(jìn)一步處理，圖3給出了一個(gè)波形輸出與驅(qū)動(dòng)電路。為了濾除高頻干擾，波形信號(hào)從MAX038的OUT端輸出后，可使其通過一個(gè)50 MHz的LC低通濾波電路，并經(jīng)過AD8021進(jìn)行電壓放大。AD8021是解決增益與帶寬性能之間的匹配問題的一種定制補(bǔ)償放大器。當(dāng)增益為-1時(shí)，帶寬200 MHz。增益為-10時(shí)帶寬190 MHz。本電路中，AD8021的閉環(huán)電壓增益G=(750+82.5)／82.5≈10，輸出電壓的幅度增至20 V(P-P)，有效值為7 V左右。直流分量由OP07高精度運(yùn)放構(gòu)成。偏移量在-5～+5 V之間。功率放大級(jí)由AD811來擔(dān)任，AD811是一個(gè)寬帶高速電流反饋型運(yùn)算放大器，其小信號(hào)帶寬(G=+2時(shí))達(dá)120 MHz，輸出電流達(dá)100 mA，短路輸出電流可達(dá)150 mA。在本電路中，AD811的電壓放大增益為1，主要起功率放大的作用。

圖3中，通過電位器RW1可以對(duì)波形的幅度進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過LPC2114控制繼電器的開通與關(guān)斷，可以對(duì)信號(hào)幅度進(jìn)行0 dB、20 dB、40 dB三個(gè)檔次的衰減。為了實(shí)時(shí)測(cè)量波形的峰峰值，可使信號(hào)經(jīng)過峰值檢波電路后，再經(jīng)過分壓，使其電壓保持在0～3.3 V之間，然后送人LPC2114自帶的10位A／D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行測(cè)量。峰值檢波電路可由一級(jí)精密二極管電路和一級(jí)電壓跟隨器組成。這里的電壓跟隨器仍選用AD8021，當(dāng)信號(hào)為正且大于二極管的閾值電壓時(shí)，可以對(duì)電容充電，以鎖存峰值，并可通過旁邊的電阻為其放電。因?yàn)榉烹娛且粋€(gè)相對(duì)緩慢的過程，因此，當(dāng)信號(hào)頻率很高時(shí)，電容兩端的電壓就近似于正峰值，這樣，根據(jù)波形，就可以通過編程對(duì)其進(jìn)行處理，從而得到信號(hào)的峰峰值。

3軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的所有程序均用C語言編寫。軟件主要包括主程序、峰值檢波子程序和顯示子程序。主程序主要完成程序初始化，比如PLC2114的初始化，輸出波形、頻率占空比的初始化等(默認(rèn)為1 kHz的正弦波信號(hào))，然后不斷的檢查是否有有效鍵按下，并根據(jù)不同的情況對(duì)其進(jìn)行處理，其中頻率的調(diào)節(jié)相對(duì)比較復(fù)雜，首先要根據(jù)鍵入的鍵值來確定輸出波形的基頻，從而確定所對(duì)應(yīng)的IIN和Cf，再求出微調(diào)電壓VFADJ，最后把計(jì)算的值送到DAC和CD4051。峰值檢波子程序則通過定時(shí)中斷的方式來測(cè)量波形的峰值，并送LED顯示。其主程序流程圖如圖4所示。

4結(jié)束語

通過LPC2114對(duì)MAX038進(jìn)行實(shí)時(shí)程序控制可產(chǎn)生高頻高精度的輸出波形，而且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，輸出波形失真小、頻率范圍寬。通過本文所設(shè)計(jì)的程控函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以輸出0.1 Hz～20MHz范圍內(nèi)的正弦波、方波和三角波，輸出幅度為0～20V(P-P)，電流可以達(dá)到100mA，因而是一個(gè)理想的精密信號(hào)源。