Integrovaný obvod MAX038 ako základ generátora funkcií

Integrovaný obvod MAX038 ako základ generátora funkcií
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  350 zobrazení
0
 0
Komponenty

Integrovaný obvod MAX038, so šírkou pásma do 20 MHz, patril k druhej generácii integrovaných obvodov generátorov funkcií. Zámerne som uviedol "patril" nakoľko sa tento IC už nevyrába, stále ho môžete kúpiť ako základ pre stavbu poloprofesionálneho generátora funkcií.

Tento integrovaný obvod je v súčastnosti hojne využívaný a to aj vďaka čínskym predajcom v amatérskych konštrukciách nízkofrekvenčných generátorov funkcií po celom svete. Veď skúste si zadať do vyhľadávača frázu "MAX038" a zistíte sami, že aj keď ho už MAXIM dávno stiahol zo svojho portfólia, tak v podstate mu nič nebráni aby sa aj naďalej hojne používal ako náhrada za komerčne drahšie a konštrukčne náročnejšie konštrukcie nízkofrekvenčných generátorov signálu najmä pre amatérske prostredie. Aj v našom blogu bol už niekoľko krát opisovaný, ale iba povrchne, ako súčasť či už autorskej konštrukcie, alebo v podobe recenzie na hotový výrobok, či stavebnicu. Teraz sa naň pozrieme, tak trocha bližšie.

Prvá otázka, ktorá vás určite napadne je ...

Kde si môžete kúpiť tento integrovaný obvod?
U známych spoločností zaoberajúcich sa predajom elektronických komponentov ho už nenájdete vôbec, takže ho tam ani nehľadajte. Na AliExpresse však tento integrovaný obvod ponúkajú rôzny dodávatelia od približne 5 €. Na tej istej platforme nájdete aj niekoľko typov stavebníc a to už od 18 € - jednoduchších, ale aj zložiteších práve s týmto obvodom. Váš výber bude teda podľa toho, či potrebujete iba základné funkcie, ale potrebujete aj niečo viac. Tie vám poskytnú všetky potrebné komponenty, ktoré budete potrebovať pri stavbe generátora.

Integrovaný obvod MAX038 si môžte kúpiť prostredníctvom tohoto odkazu - klikni (Aliexpress)

Stavebnicu generátora funkcií s MAX038 si môžte kúpiť prostredníctvom tohoto odkazu - klikni (Aliexpress)

 

Príklad dodávaných stavebníc s integrovaným obvodom MAX038.

MAX038 od Maxim Integrated

MAX038 je  presný funkčný generátor, ktorý generuje sínusové, pílové, trojuholníkové, obdĺžnikové a impulzné signály s minimálnym počtom externých komponentov. Výstupná frekvencia je pritom nastaviteľná medzi 0,1 Hz a 20 MHz, a je určená externou sieťou RC, prúdovou a internou referenciou šírky pásma 2,5 V.
Pracovný cyklus je nastaviteľný medzi 10% a 90% pomocou ovládacieho napätia ± 2,3 V. Frekvenčnú moduláciu a rozmetanie je možné nastaviť rovnakým spôsobom. Tvar výstupného signálu je digitálne nastavený binárnym kódom na dvoch TTL kompatibilných SELECT pinoch. Všetky výstupné signály sú úplne symetrické so zemou a majú špičkovú hodnotu 2 V. Koncová vyrovnávacia pamäť má veľmi nízku výstupnú impedanciu a môže dodávať  prúdy až do ± 20 mA. K dispozícii je výstup SYNC kompatibilný s TTL, ktorý za každých okolností generuje časovo symetrický signál s rovnakou frekvenciou ako hlavný signál.
MAX038 má interný porovnávač fáz, pomocou ktorého môžete integrovať IC do PLL užívateľsky prívetivým spôsobom a fázovú uzamknutú slučku.

Hlavné parametre MAX038

  • Frekvenčný rozsah 0,1 Hz až 20 MHz.
  • Rozsah rozmetania v rozsahu 1 až 350.
  • Skreslenie sínusovej vlny 0,75%.
  • Výstupná impedancia 0,1 Ω.
  • Teplotný posun 200 ppm / °C.
  • Pracovný cyklus 10% až 90%.

Bloková schéma a činnosť obvodu

Interná bloková schéma a minimálna externá konfigurácia sú uvedené na obrázku nižšie.
Interný oscilátor je relaxačného typu, ktorého frekvencia je určená nabíjaním a vybíjaním kondenzátora pomocou dvoch konštantných prúdov. Týmto spôsobom sa vytvárajú trojuholníkové a štvorcové signály. Prúdy týchto dvoch prúdov sú riadené prúdom prúdiacim v kolóne IIN (10) a sú modulované napätím pripojeným na kolíky (8 a 7) FADJ a DADJ. Týmto spôsobom môžete ovládať pracovný cyklus a aplikovať frekvenčnú moduláciu. Prúd tečúci v kolóne IIN môže byť medzi 2 μA a 750 μA. S jedným a tým istým externým kondenzátorom môžete teda meniť frekvenciu viac ako dve desaťročia.
Použitím jednosmerného napätia medzi -2,4 V a +2,4 V na kolík FADJ môžete zmeniť frekvenciu výstupného signálu o ± 70%. Toto nastavenie môže slúžiť ako ďalšie jemné nastavenie výstupnej frekvencie. Z dôvodu prítomnosti veľmi stabilnej vnútornej referencie s výstupným napätím 2,5 V môžete uvedené nastavenia vykonať pomocou pevných odporov alebo potenciometrov medzi touto referenciou a kolíkmi IIN, FADJ a DADJ.
Po relaxačnom oscilátore nasleduje prevodník trojuholníka na sinus s veľmi nízkym vlastným skreslením. Binárne riadený analógový multiplexor preposiela trojuholníkové, sínusové alebo štvorcové výstupy do vyrovnávacieho zosilňovača.

Bloková schéma integrovaného obvodu MAX038.

Spínacia poloha tohto multiplexora je riadená napätím kompatibilným s TTL na vstupoch A0 (3) a A1 (4) takto:

  • Sinus: A0 = 'X' A1 = 'H'
  • Štvorec: A0 = 'L' A1 = 'L'
  • Trojuholník: A0 = 'H' A1 = 'L'

Širokopásmový výstupný zosilňovač dodáva signál s konštantnou špičkovou hodnotou 2 V. bez ohľadu na nastavený tvar signálu. Napätie delta ide do komparátora, ktorý je zodpovedný za generovanie výstupu SYNC. Táto etapa má samostatné napájacie pripojenie a dá sa vypnúť. Hlavný oscilátor generuje dva fázové kvadratúrne signály, ktoré smerujú do detektora fázy EXOR. Druhý vstup môže byť spojený s externým signálom cez PDl pin (13). Obvod porovnáva fázu obidvoch signálov a dodáva prúd na kolíku PDO (12), ktorý môže byť priamo spojený so vstupom FADJ na synchronizáciu vnútornej frekvencie s externou.

Výstupná frekvencia

Vzťah medzi hodnotou kondenzátora (Cf), prúdom IIN (Rin) a generovanou frekvenciou vyplýva z nasledujúceho grafu. Maximálna linearita a minimálne skreslenie je zaručené, ak regulačný prúd zostáva medzi 10 μA a 400 μA.
Ak má obvod pracovať s pevnou frekvenciou, odporúča sa prúd 100 μA a môžete nastaviť frekvenciu podľa výberu externého kondenzátora. Hodnota tohto komponentu je medzi 20 pF a 100 μF.
Odporúča sa spojiť kolík COSC (5) zo zemou. Je zrejmé, že nemôžete použiť elektrolytické kondenzátory, pretože napätie na komponente je bipolárne.