發(fā)布時間: 2021-09-26 瀏覽次數(shù): 作者:邁昂科技
信號發(fā)生器用于形成確定性電信號,其特性隨時間推移而變化。假如這些信號表現(xiàn)為簡單的周期性波形,如正弦波、方波或三角波,那么這種信號發(fā)生器就稱為函數(shù)發(fā)生器。它們通常用于檢查電路或PCBA的功能。
將確定性信號加到被測電路的輸入端,將輸出端連接至相應(yīng)的測量設(shè)備(比如示波器),用戶就可以對其進(jìn)行評估,在過去,挑戰(zhàn)通常包括如何設(shè)計信號發(fā)生器的輸出級。本篇文章將介紹如何利用電壓增益放大器(VGA)和電流反饋放大器(CFA)設(shè)計小型經(jīng)濟(jì)的輸出級。
較為典型的信號發(fā)生器可提供25mV至5V輸出電壓。為了能夠驅(qū)動50Ω或更大的負(fù)載,一般會在輸出端采用大功率分立器件、很多個并行器件,或者成本高昂的ASIC。其內(nèi)部通常具有繼電器,可以使設(shè)備在不同的放大或衰減水平之間進(jìn)行切換,從而調(diào)節(jié)輸出電平。根據(jù)需要,在對繼電器開關(guān)而實現(xiàn)各種增益時,在一定程度上會導(dǎo)致工作不連續(xù)。
采用新款放大器IC作為輸出級功放,可以在沒有任何內(nèi)部繼電器的情況下直接驅(qū)動負(fù)載,因此可簡化信號發(fā)生器的輸出級設(shè)計,并降低復(fù)雜度和成本。這種輸出的兩個主要器件構(gòu)成一個大功率輸出級,可提供高速、高電壓和大電流,以及具有連續(xù)線性微調(diào)功能的可變放大器。
首先初始輸入信號必須利用VGA放大或衰減。VGA的輸出信號可以設(shè)置為所需的幅度,而與輸入信號無關(guān)。比如,針對于增益為10、輸出幅度VOUT為2V的情況,VGA的輸出幅度必須調(diào)整至0.2V。遺憾的是,許多VGA都會因為增益范圍有限而形成瓶頸——增益范圍大于45dB的情況很少。
ADI公司在低功耗VGAAD8338上實現(xiàn)了0dB至80dB可編程增益范圍。因此,在理想條件下,可以將信號發(fā)生器的輸出幅度連續(xù)設(shè)置在0.5mV和5V之間,而無需采用額外的繼電器或開關(guān)網(wǎng)絡(luò),利用去除這些機(jī)械元件,可以避免不連續(xù)的輸出。
因為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和直接數(shù)字頻率合成器(DDS)通常具有差分輸出,所以AD8338提供全差分接口,此外,利用靈活的輸入級,輸入電流有任何的不對稱,都可以利用內(nèi)部反饋回路得到補(bǔ)償,同時,內(nèi)部節(jié)點保持在1.5V。在正常情況下,特大1.5V輸入信號在500Ω輸入電阻時會形成3mA電流,在更高輸入幅度(比如15V)的情況下,可能需要在輸入引腳串聯(lián)一個更大的電阻——其阻值要確保所形成的電流同樣為3mA大小。
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