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DIY 音频函数发生器设计方案解析

电子设计 ? 2021-06-07 18:04 ? 次阅读

1% 适用于大多数用途,但我刚刚完成了Jim Williams Wien-Bridge Osc 的构建。并且能够获得 0.024。我希望能够使用正弦波输出来测试 ADC 分辨率并作为 RF 项目的基带信号,并且具有非常低的总谐波失真 (THD) 会很好。

所以我决定构建自己的函数生成器。我在网上找到的大多数 DIY 函数发生器都是从方波振荡器馈入积分器以得到三角波开始的,然后将三角波馈入波形整形器,然后得到粗略的正弦波输出。这类似于我去年建立的一个项目。

这种方法有效,但波形的正弦波不会有我想要的低 THD,所以我采用相反的方法并从基于 #327 灯维恩桥电路的正弦波发生器开始低 THD。然后我将把它输入到一个比较器中以产生方波;然后我使用方波打开/关闭斜坡发生器电路。我宁愿有一个斜坡输出而不是三角波。斜坡电路将让我稍后尝试不同的单斜率和双斜率 ADC 概念。

下面是我提出的设计的框图:

pYYBAGC97nmATcLeAAXhuXK3igc124.png

我已经添加了一个 +3.3V 方波输出以输入频率计数器,所以我不需要费心为函数发生器添加显示器。我的也使用我用于显示器的频率计数器,还有 +3.3V 方波输出对于以后的任何微型项目都会很好。

我会有一个频率。调整电位器,频率。量程开关、斜坡电流源调节电位器和输出幅度调节电位器。以下是拟议设计的粗略布局:

pYYBAGC97o6Aat6hAAdgkw1ESms827.png

我真的很喜欢CEE 源测量单元的布局,所以当一切完成后,我将把 PCB 安装在外观相似的 plexi 顶部和底部。

在勾勒出概念图之后,我的下一步是测试 Wien-Bridge Oscillator 电路,我以此为整个设计的基础。我用频率范围选择开关和 10K 电位器制作了电路原型,并惊喜地看到一切正常。

poYBAGC97reAO3FoAARqG6ZBJQM025.png

我拥有的三个开关可选频率范围是:16Hz 到 600Hz、160Hz 到 6kHz 和 1.6kHz 到 60kHz,10K 电位计在这些范围内连续调整输出频率。这种基于灯的实现的一个缺点是每次主要调整后都需要几秒钟的稳定时间,以使灯有时间热稳定......鉴于我应该能够实现非常低的 0.05% 或更低的 THD,这对我来说是一个不错的权衡。

下一步是在 LTSPICE 中起草其余电路,看看我是否可以成功创建方波和斜坡函数。

poYBAGC97sWAbcvdAAROf4mNrao928.png

经过一个下午的比赛,我选择了这条赛道。它在模拟中运行良好,现在我必须构建它,看看它是否真的有效。

编辑:hfy

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TLC0831 8 位,31kSPS ADC 串行输出,微处理器外设/独立运算,单通道

TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行输出,微处理器外设,片上跟踪与保持,单通道

信息描述 The TLC0820AC and the TLC0820AI are Advanced LinCMOSTM 8-bit analog-to-digital converters each consisting of two 4-bit flash converters, a 4-bit digital-to-analog converter, a summing (error) amplifier, control logic, and a result latch circuit. The modified flash technique allows low-power integrated circuitry to complete an 8-bit conversion in 1.18 us over temperature. The on-chip track-and-hold circuit has a 100-ns sample window and allows these devices to convert continuous analog signals having slew rates of up to 100 mV/us without external sampling components. TTL-compatible 3-state output drivers and two modes of operation allow interfacing to a variety of microprocessors. Detailed information on interfacing to most popular microprocessors is readily available from the factory.特性 Advanced LinCMOSTM Silicon-Gate Technology 8-Bit Resolution Differential Reference Inputs Parallel Microprocessor Interface Conversion and A...
发表于 04-18 20:06 ? 152次 阅读
TLC0820A 8 位,392kSPS ADC 并行输出,微处理器外设,片上跟踪与保持,单通道

THS12082 12 位、8MSPS ADC,具有双通道、DSP/uP 接口、16X FIFO、通道自动扫描、低功耗

信息描述The THS12082 is a CMOS, low-power, 12-bit, 8 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers allow for programming the ADC into the desired mode. The THS12082 consists of two analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. An integrated 16 word deep FIFO allows the storage of data in order to take the load off of the processor connected to the ADC. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided.An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the appl...
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THS12082 12 位、8MSPS ADC,具有双通道、DSP/uP 接口、16X FIFO、通道自动扫描、低功耗

THS1209 12 位、8 MSPS ADC 双通道、DSP/uP 接口、通道自动扫描、低功耗

信息描述The THS1209 is a CMOS, low-power, 12-bit, 8 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers allow for programming the ADC into the desired mode. The THS1209 consists of two analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential inputs. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the application. The THS1209C is characterized for operation from 0°C to 70°C, and the THS1209I is characterized for operation from ...
发表于 04-18 20:06 ? 235次 阅读
THS1209 12 位、8 MSPS ADC 双通道、DSP/uP 接口、通道自动扫描、低功耗

THS1207 12 位,6MSPS 同步采样四通道 ADC;包括并行 DSP/uP I/F 通道自动扫描

信息描述The THS1207 is a CMOS, low-power, 12-bit, 6 MSPS analog-to-digital converter (ADC). The speed, resolution, bandwidth, and single-supply operation are suited for applications in radar, imaging, high-speed acquisition, and communications. A multistage pipelined architecture with output error correction logic provides for no missing codes over the full operating temperature range. Internal control registers are used to program the ADC into the desired mode. The THS1207 consists of four analog inputs, which are sampled simultaneously. These inputs can be selected individually and configured to single-ended or differential-inputs. Internal reference voltages for the ADC (1.5 V and 3.5 V) are provided. An external reference can also be chosen to suit the dc accuracy and temperature drift requirements of the application. The THS1207C is characterized for operation from 0°C to 70°C, the THS1207Iis characterized for operation from ?40°...
发表于 04-18 20:05 ? 304次 阅读
THS1207 12 位,6MSPS 同步采样四通道 ADC;包括并行 DSP/uP I/F 通道自动扫描

74VHC123A 双通道可触发多谐振荡器

A是一款先进的高速CMOS单稳态多谐振荡器,采用硅栅极CMOS技术制造。它实现了与等效双极型肖特基TTL相似的高速运行,同时保持了CMOS低功耗。每个多谐振荡器都具有负A和正B转换触发输入,两者均可用作禁止输入。另外包含清零输入,处于低电平时可复位单次采样.VHC123A可以在清零正转换期间触发,此时A保持低电平,B保持高电平。输出脉冲宽度由以下等式确定:PW =(R x )(C x );其中PW单位为秒,R单位为欧姆,C单位为法拉.R x 和C x 的限值为:外部电容器,C x 无限制外部电阻,R x V CC = 2.0V,最小值5 kohm V CC > 3.0V,最小值1 kohm输入保护电路确保0到7V可施加到输入引脚,而不管电源电压如何。此器件可用于连接5V至3V系统和两个电源系统(例如备用电池)。此电路可防止器件因电和输入电压不匹配而受损。 特性 高速:T A = 25°C时,t PD = 8.1 ns(典型值) 低功耗:T A = 25°C时,I CC =4μA(最大值) 有效状态:I CC =600μA(最大值),T A = 25°C时 高抗噪能力:V NIH = V NIL = 28%V CC (最小值) 所有...
发表于 04-18 19:47 ? 427次 阅读
74VHC123A 双通道可触发多谐振荡器

AD4020 20位、1.8 MSPS、精密SAR、差分ADC

信息优势和特点 吞吐速率:2 MSPS(最大值) 积分非线性(INL):±3 ppm(最大值) 保证20位无失码 低功耗 9.5 mW(2 MSPS,仅VDD) 80 μW (10 kSPS),16 mW(2 MSPS)(总计) 信噪比(SNR):100.5 dB(典型值,1 kHz),99 dB(典型值,100 kHz) 总谐波失真(THD):-123 dB(典型值,1 kHz),-100 dB(典型值,100 kHz) 易用特性可降低系统功耗和复杂性 输入过压箝位电路 减少了非线性输入电荷反冲 高阻态模式 长采集阶段 输入范围压缩 快速转换时间支持很低的SPI时钟速率 SPI可编程模式、读/写能力、状态字 差分模拟输入范围:±VREF 0 V至VREF(VREF在2.4 V至5.1 V之间) 单电源工作:1.8 V,逻辑接口电压:1.71 V至5.5 V SAR架构:无延迟/流水线延迟 保证工作:-40°C至125°C 串行接口SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容 以菊花链形式连接多个ADC,并能提供繁忙指示 10引脚封装:3 mm × 3 mm LFCSP、3 mm × 4.90 mm MSOP封装产品详情AD4020是一款低噪声、低功耗、高速、20位、1.8 MSPS精密逐次逼近型寄存器(SAR)模数转换器(ADC)。它集成了易用特性,可...
发表于 04-18 19:30 ? 496次 阅读
AD4020 20位、1.8 MSPS、精密SAR、差分ADC

AD4007 18 位、1 MSPS 精密、差分 SAR ADC

信息优势和特点 吞吐速率:1 MSPS 积分非线性:最大 ±1.0 LSB (±3.8 ppm) 保证 18 位无失码 低功耗 1 MSPS 时为 4.9?mW(仅限 VDD) 10 kSPS 时为 80 ?W,1 MSPS 时为 8?mW(合计) 信噪比:1 kHz 时为 100.5 dB(典型值),VREF = 5 V;100 kHz 时为 99 dB(典型值)? 总谐波失真:1 kHz 时为 ?123 dB(典型值),VREF = 5 V;100 kHz 时为 ?100 dB(典型值)? 易用特性降低了系统功率和复杂性 输入过压箝位电路 减少了非线性输入电荷反冲 高阻模式 长时间采集相位 输入范围压缩 快速转换时间允许较低的 SPI 时钟频率 SPI 可编程模式、读写能力、状态字 差分模拟输入范围:±VREF 0 V 至 VREF,VREF 的范围为 2.4 V 至 5.1 V 1.8 V 单电源供电,具有 1.71 V 至 5.5 V 逻辑接口? SAR 架构:无延时/流水线延迟,首次转换有效? 首次准确转换 保证工作温度:?40°C 至 +125°C 兼容 SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP 的串行接口 可以通过菊花链连接多个 ADC 且具有繁忙指示器 10 引脚封装:3 mm × 3 mm LFCSP、3 mm × 4.90 mm LFCSP?产品详情AD4007 是一款...
发表于 04-18 19:30 ? 445次 阅读
AD4007 18 位、1 MSPS 精密、差分 SAR ADC

AD4004 16 位、1 MSPS、精密、伪差分 SAR ADC

信息优势和特点 吞吐速率:1 MSPS 积分非线性:最大 ±1.0 LSB 保证 16 位无失码 低功耗 1 MSPS 时为 4.9 mW(仅限 VDD) 10 kSPS 时为 70 ?W,1 MSPS 时为 7 mW(合计) 信噪比:1 kHz 时为 93 dB(典型值),100 kHz 时为 90 dB(典型值) 总谐波失真:1 kHz 时为 ?115 dB(典型值),100 kHz 时为 ?95 dB(典型值) 易用特性降低了系统功率和复杂性 输入过压箝位电路 减少了非线性输入电荷反冲 高阻模式 长时间采集相位 输入范围压缩 快速转换时间允许较低的 SPI 时钟频率 SPI 可编程模式、读写能力、状态字 伪差分(单端)模拟输入范围 0 V 至 VREF,VREF 介于 2.4 V 至 5.1 V 之间? 1.8 V 单电源供电,具有 1.71 V 至 5.5 V 逻辑接口? SAR 架构:无延时/流水线延迟,首次转换有效 保证工作温度:?40°C 至 125°C 兼容串行接口 SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP 可以通过菊花链连接多个 ADC 且具有繁忙指示器 10 引脚封装:3 mm × 3 mm LFCSP、3 mm × 4.90 mm LFCSP产品详情AD4004 是一款低噪声、低功耗、高速、16 位、1 MSPS 精密逐次逼近寄存器 (SAR) 模数转换...
发表于 04-18 19:30 ? 393次 阅读
AD4004 16 位、1 MSPS、精密、伪差分 SAR ADC

AD4011 18 位、500 kSPS 精密、差分 SAR ADC

信息优势和特点 吞吐速率:500 kSPS 积分非线性:最大±1.0 LSB (±3.8 ppm) 保证 18 位无失码 低功耗 500 kSPS 时为 2.4 mW(仅限 VDD) 10 kSPS 时为 80 ?W,500 kSPS 时为 4 mW(合计) 信噪比:1 kHz 时为 100.5 dB(典型值),VREF = 5 V;100 kHz 时为 99 dB(典型值)? 总谐波失真:1 kHz 时为 ?123 dB(典型值),VREF = 5 V;100 kHz 时为 ?100 dB(典型值)? 易用特性降低了系统功率和复杂性 输入过压箝位电路 减少了非线性输入电荷反冲 高阻模式 长时间采集相位 输入范围压缩 快速转换时间允许较低的 SPI 时钟频率 SPI 可编程模式、读写能力、状态字 差分模拟输入范围:±VREF 0 V 至 VREF,VREF 的范围为 2.4 V 至 5.1 V 1.8 V 单电源供电,具有 1.71 V 至 5.5 V 逻辑接口? SAR 架构:无延时/流水线延迟,首次转换有效? 首次准确转换 保证工作温度:?40°C 至 +125°C 兼容 SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP 的串行接口 可以通过菊花链连接多个 ADC 且具有繁忙指示器 10 引脚封装:3 mm × 3 mm LFCSP产品详情AD4011 是一款低噪声、低功耗、高速 16 位 50...
发表于 04-18 19:29 ? 154次 阅读
AD4011 18 位、500 kSPS 精密、差分 SAR ADC

AD4000 16位、2 MSPS精密伪差分SAR ADC

信息优势和特点 吞吐速率:2 MSPS(最大值) INL:±1.0 LSB(最大值) 保证16位无失码 低功耗 9.75 mW(2 MSPS,仅VDD) 70 μW (10 kSPS),14 mW(2 MSPS)(总计) SNR:93 dB(典型值,1 kHz),90 dB(典型值,100 kHz) THD:-115 dB(典型值,1 kHz),-95 dB(典型值,100 kHz) 易用特性可降低系统功耗和复杂性 输入过压箝位电路 减少了非线性输入电荷反冲 高阻态模式 长采集阶段 输入范围压缩 快速转换时间支持很低的SPI时钟速率 SPI可编程模式、读/写能力、状态字 伪差分(单端)模拟输入范围:0 V至VREF(VREF在2.4 V至5.1 V之间) 单电源工作:1.8 V,逻辑接口电压:1.71 V至5.5 V SAR架构:无延迟/流水线延迟 保证工作:?40°C至125°C 串行接口SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容 以菊花链形式连接多个ADC,并能提供繁忙指示 10引脚封装:3 mm × 3 mm LFCSP和3 mm × 4.90 mm MSOP封装产品详情AD4000是一款低噪声、低功耗、高速、16位、2 MSPS精密逐次逼近型寄存器(SAR)模数转换器(ADC)。它集成了易用特性,可降低信号链的功耗和复杂性,支持较...
发表于 04-18 19:29 ? 634次 阅读
AD4000 16位、2 MSPS精密伪差分SAR ADC

AD4003 18位、2 MSPS精密SAR差分ADC

信息优势和特点 吞吐速率:2 MSPS(最大值) INL:±1.0 LSB(±3.8 ppm,最大值) 保证18位无失码 低功耗 9.5 mW(2 MSPS,仅VDD) 80 μW (10 kSPS),16 mW(2 MSPS)(总计) SNR:100.5 dB(典型值,1 kHz),99 dB(典型值,100 kHz) THD:-123 dB(典型值,1 kHz),-100 dB(典型值,100 kHz) 易用特性可降低系统功耗和复杂性 输入过压箝位电路 减少了非线性输入电荷反冲 高阻态模式 长采集阶段 输入范围压缩 快速转换时间支持很低的SPI时钟速率 SPI可编程模式、读/写能力、状态字 差分模拟输入范围:±VREF 0 V至VREF(VREF在2.4 V至5.1 V之间) 单电源工作:1.8 V,逻辑接口电压:1.71 V至5.5 V SAR架构:无延迟/流水线延迟 保证工作:?40°C至125°C 串行接口SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容 以菊花链形式连接多个ADC,并能提供繁忙指示 10引脚封装:3 mm × 3 mm LFCSP和3 mm × 4.90 mm MSOP封装产品详情AD4003是一款低噪声、低功耗、高速、18位、2 MSPS精密逐次逼近型寄存器(SAR)模数转换器(ADC)。它集成了易用特性,可降低信号链的功耗...
发表于 04-18 19:29 ? 672次 阅读
AD4003 18位、2 MSPS精密SAR差分ADC

AD1674 完整的12位、100 kSPS ADC

信息优势和特点 完整的单lol赛事官网12位、10 ?s采样ADC 片上采样保持放大器 工业标准引脚排列 8位和16位微处理器接口 交流和直流规格经过全面测试 单极性和双极性输入 输入范围:±5 V、±10 V、0 V–10 V、0 V–20 V 商用、工业和军用温度范围级 提供符合MIL-STD-883和SMD标准的版本 产品详情AD1674是一款完整的多用途12位模数转换器,包括对用户透明的片上采样保持放大器(SHA)、10 V基准电压源、时钟和三态输出缓冲器,可与微处理器接口。AD1674与业界标准产品AD574A和AD674A引脚兼容,但包括采样功能,而且转换速率更快。片上SHA具有宽输入带宽,在转换器的完整奈奎斯特带宽范围内支持12位精度。AD1674的交流参数(如S/(N+D)、THD和IMD等)和直流参数(失调、满量程误差等)均完全合乎额定要求,因而成为信号处理和传统直流测量应用的理想之选。AD1674的设计采用ADI公司BiMOS II工艺实现,高性能双极性模拟电路与数字CMOS逻辑集成在同一lol赛事官网上。 该器件分为五种温度等级:AD1674J和K级的额定温度范围为0°C至+70°C,A和B级为-40°C至+85°C,AD1674T级为-55°C至+125°C。J和K级提...
发表于 04-18 19:18 ? 1117次 阅读
AD1674 完整的12位、100 kSPS ADC

AD1556 适用于24位Σ-Δ型ADC的数字滤波器/抽取器

信息优势和特点 FIR 数字滤波器/抽取器 串行或并行配置选择 输出字速率:250 SPS至16 kSPS 低功耗:6.2 mW(典型值) 待机模式:70 ?W 提供参考设计和带软件的评估板产品详情AD1555是一款完整的Σ-Δ调制器,并集成有可编程增益放大器,主要用于低频、高动态范围的测量应用。该器件输出与模拟输入成比例的1密度位流。当配合数字滤波器/抽取器AD1556使用时,可实现带宽为1+ kHz的业界最高性能ADC。它采用连续时间模拟调制器输入架构,无需外部抗混叠滤波器。可编程增益前端可简化系统设计,扩展动态范围,并缩小系统板面积。低工作功率和待机模式使AD1555成为电池供电远程数据采集系统的理想之选。...
发表于 04-18 19:18 ? 179次 阅读
AD1556 适用于24位Σ-Δ型ADC的数字滤波器/抽取器

AD1555 24位、121 dB典型SNR、Σ-Δ型ADC,集成PGA

信息优势和特点 四阶Σ-Δ调制器 宽动态范围- 116 dB (最小值)、120 dB(典型值,1 ms时)- 117 dB (典型值,0.5 ms时) 低输入噪声:80 nV rms(4 ms、增益为34,128) 低失真:–111 dB(最大值),–120 dB(典型值) 低交调失真:122 dB 采样速率:256 kSPS 极高抖动容差 无需外部抗混叠滤波器 可编程增益前端 输入范围:±2.25 V 稳定的输入 增益设置: 1, 2.5, 8.5, 34, 128 产品详情AD1555是一款完整的Σ-Δ调制器,并集成有可编程增益放大器,主要用于低频、高动态范围的测量应用。该器件输出与模拟输入成比例的1密度位流。当配合数字滤波器/抽取器AD1556使用时,可实现带宽为1+ kHz的业界最高性能ADC。它采用连续时间模拟调制器输入架构,无需外部抗混叠滤波器。可编程增益前端可简化系统设计,扩展动态范围,并缩小系统板面积。低工作功率和待机模式使AD1555成为电池供电远程数据采集系统的理想之选。...
发表于 04-18 19:18 ? 143次 阅读
AD1555 24位、121 dB典型SNR、Σ-Δ型ADC,集成PGA