电子教学实训装置之信号源的设计

2012-01-29惠州市技师学院邹志明

电子世界 2012年11期

惠州市技师学院邹志明

电子教学实训装置之信号源的设计

惠州市技师学院邹志明

电子教学实训装置的信号源是此设备中一个不可分的重要组成部分，主要为电子技术应用专业中的许多实训项目提供信号，以减小设备成本。文章详细介绍了设计一个通过单片机和单片信号发生器MAX038而实现的简单、实用、低失真度的信号源，很大程度提高了此装置的性价比和实用性能。

实训装置；信号源；信号源设计

图1

图2

图3

图4

图5

电子教学实训装置是根据中等职业学校电子技术应用专业的教学大纲要求并结合教学实际而开发的。它能对模拟电子技术(电子电路基础)、电工基础、数字电子技术（逻辑与数字电路）、电子工艺与电路装调（电子技能训练）、无线电基础等课程的实训项目进行教学与实训。它实用性、可靠性、直观性强，配套组合灵活，采用模块化结构设计，将常用的仪器仪表如：信号源，频率计，数字万用表稳压电源，实训电路万能板等组合在一起，既方便又实用，还能节省成本，并有利于提高学生对单个电路及电路组合成设备的理解，还有利于学生独立动手操作能力的提高。而信号源是此设备中一个不可分的重要组成部分，在电子技术应用专业中的许多实训项目都离不开高精度且频率可调的信号源，因此，设计一个简单、实用、低失真度的信号源对此装置的实用性而言显得尤为重要。

1.电子技术教学实训装置简介

该装置可以分为通用资源和专业资源（实训模块）两大部分，两部分可固定也可移动，通用资源部分以固定为主，在进行单一实训时固定，作为仪器仪表设备使用；在综合实训阶段也可以作为综合实训项目进行实训使用。专业资源主要是完成单一的实训项目为主，综合实训时可以多个模块组合使用。结构如图1所示。

2.信号源的设计

2.1 信号源结构框图

根据对广泛应用的函数信号发生器ICL8038、频率合成信号发生器、分立元件组成的信号发生器与MAX038组成的信号发生器进行试验比较，结果都不如采用MAX038简便和易达到要求，因为MAX038最高振荡频率可达40MHz，片内采用了多路选择器，只要适当编程就可控制其三种波形从同一个引脚输出，输出波形切换时间在0.3µs内完成，其输出频率波形可以通过控制而方便地得到。信号源模块主要提供正弦波、方波、三角波等的输出，电路结构框图如图2所示。

2.2 波形发生器电路

波形发生器电路MAX038引脚分布如图3所示。电子技术教学实训装置的信号源是以波形发生器电路MAX038和单片机89S52为核心，辅以D/A转换器MAX505和数字电位器GAT5110等组成。MAX038是美国MAX1M公司的一款高频率、高精度、低输出电阻、驱动能力强的函数发生器芯片[1]。

2.3 波形、频率、占空比控制电路设计

MAX038是模拟量控制芯片，利用单片机对信号发生器进行数字控制，中间要通过数模转换电路（D/A转换）才能对信号频率、占空比等进行控制。根据需要选用了MAX505，它是一块8位并行输入，内含4路独立的D/A转换电路，还含有四个独立的基准电压输入，可以通过功能控制引脚A0、A1、WR、LADC分别对每一路进行单独操作，其引脚描述如图4所示。MAX038的核心部分是一个电流控制的振荡器，通过对引脚Iin电流的控制，就可以控制恒流源对外部电容CF的充电和放电电流，获得三角波和方波信号输出，对加到引脚FADJ、DADJ的电压进行调整，控制振荡频率和波形的占空比，波形、频率、占空比控制电路如图5所示。MAX038的详细应用在此不再赘述。