发布时间: 2021-09-26 浏览次数: 作者:迈昂科技
信号发生器用于形成确定性电信号,其特性随时间推移而变化。假如这些信号表现为简单的周期性波形,如正弦波、方波或三角波,那么这种信号发生器就称为函数发生器。它们通常用于检查电路或PCBA的功能。
将确定性信号加到被测电路的输入端,将输出端连接至相应的测量设备(比如示波器),用户就可以对其进行评估,在过去,挑战通常包括如何设计信号发生器的输出级。本篇文章将介绍如何利用电压增益放大器(VGA)和电流反馈放大器(CFA)设计小型经济的输出级。
较为典型的信号发生器可提供25mV至5V输出电压。为了能够驱动50Ω或更大的负载,一般会在输出端采用大功率分立器件、很多个并行器件,或者成本高昂的ASIC。其内部通常具有继电器,可以使设备在不同的放大或衰减水平之间进行切换,从而调节输出电平。根据需要,在对继电器开关而实现各种增益时,在一定程度上会导致工作不连续。
采用新款放大器IC作为输出级功放,可以在没有任何内部继电器的情况下直接驱动负载,因此可简化信号发生器的输出级设计,并降低复杂度和成本。这种输出的两个主要器件构成一个大功率输出级,可提供高速、高电压和大电流,以及具有连续线性微调功能的可变放大器。
首先初始输入信号必须利用VGA放大或衰减。VGA的输出信号可以设置为所需的幅度,而与输入信号无关。比如,针对于增益为10、输出幅度VOUT为2V的情况,VGA的输出幅度必须调整至0.2V。遗憾的是,许多VGA都会因为增益范围有限而形成瓶颈——增益范围大于45dB的情况很少。
ADI公司在低功耗VGAAD8338上实现了0dB至80dB可编程增益范围。因此,在理想条件下,可以将信号发生器的输出幅度连续设置在0.5mV和5V之间,而无需采用额外的继电器或开关网络,利用去除这些机械元件,可以避免不连续的输出。
因为数模转换器(DAC)和直接数字频率合成器(DDS)通常具有差分输出,所以AD8338提供全差分接口,此外,利用灵活的输入级,输入电流有任何的不对称,都可以利用内部反馈回路得到补偿,同时,内部节点保持在1.5V。在正常情况下,特大1.5V输入信号在500Ω输入电阻时会形成3mA电流,在更高输入幅度(比如15V)的情况下,可能需要在输入引脚串联一个更大的电阻——其阻值要确保所形成的电流同样为3mA大小。
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