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正弦信号發生器設計制作經驗教訓

                最近做了一個關于信号發生器的設計,硬體方面發現有一些坑,是以寫下來總結一下。

   我們的方案是單片機控制DDS子產品産生正弦波,用的單片機是MSP430,DDS是淘寶買的現成子產品,子產品電路圖如下:

正弦信号發生器設計制作經驗教訓

    二者通過跳線連接配接引腳。編成之後用單片機的按鍵控制信号頻率變化,頻率可以從100khz到40mhz,發生器還具有掃頻功能和頻率步進功能,幅度上完成了負載50歐時20mv到100mv可調。

     這個設計關鍵是幅度控制,項目要求是負載50歐時,電路可以幅度設定,幅度步進值要小于5mv,而且輸出電壓峰峰值可達5V以上。一開始完全沒接觸過這麼大的帶寬還要實作這樣大的可調增益,于是開始關注這一可調增益寬帶放大晶片。從TI和ADI官網查詢這類産品,TI上vca8開頭的晶片可以滿足帶寬(還有LMH型的晶片也可以,但是沒用過)。

正弦信号發生器設計制作經驗教訓

但是810帶寬才35mhz,其實是不夠的,當時我們選用的就是vca810,30mhz到40mhz這一段的放大做的特别難受,波形失真。而且當時時間緊迫,沒有用程式去做控制,幅度也就沒能精确步進,是簡單的用了一個滑動變阻器來控制vca810的3腳,由于電阻串聯分壓,可以近似産生-2到0v的電壓輸入3腳,電路圖如下:

正弦信号發生器設計制作經驗教訓

   其實後來總結不應該這樣草草應付,應該用vca821之類的晶片,帶寬才夠,Vca821的話理論上可以40mhz時不失真的。後級還要接一款放大器才可以上5v,或者說前級先放大後級再加可調增益子產品。這裡涉及到子產品之間連接配接的阻抗比對問題,需要注意一下。例如信号源連放大器,前級連後級,後一級的輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗5-10倍以上,可以認為阻抗比對良好。我們的放大器用的是0pa695,實際上帶寬有點吃力。

現在總結來看,推理來出一份完整的方案應該是:單片機控制DDS子產品産生正弦波,然後用vca821可調增益子產品、DA有效值檢測子產品和opa847放大子產品、濾波器子產品來做這個題目,這樣子的話成本和時間消耗挺高的。總的來說,這一次課設我們做得不夠成功,寫出來分享教訓給大家。

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