多功能信号发生器硬件设计2 

    忘记写信号发生器的功能了,补充:

1. 需要支持对外输出24V。

2. 对外输出电流,0到24mA。

3. 对外输出电压,0到24V。

4. 测量电流,0到24mA。

5. 测量电压,,0到24V。

6. 输出占空比可调5V方波。

7. 输出占空比可调24V方波。

8. 输出占空比可调、电压可调方波。   

 由于我们需要对外输出24V电压因此,需要DCDC将内部电压拉高到24V以上。

图一     

这里为什么升压到26.4V是因为,运放我们要采用LM224DT,这个运放不是轨至轨运放。距离正轨有1.5V的压差。为了使得我们能输出24V,因此我们需要将DCDC先调到26.4V。(此处DCDC输出有一定误差)升压DCDC输出电压的计算,在规格书有解释。这里不再赘述。(“多功能信号发生器硬件设计1”中有关4056充电电流的计算在对应的规格书中也有详细解释说明)      再有一个降压DCDC从26.4V降压到5V,这里注意虽然是降压,但是压差过大建议不能使用LDO,还是要使用DCDC。VCC_5V给主控MCU供电、后续显示屏供电、以及运放和反相器供电。

图二

         按键电路 :这里采用一个编码器和两个普通按键(在“多功能信号发生器硬件设计1”中,4056那边还有一个主按键。)因此整个电路图是一个编码器按键和三个普通轻触按键。这里编码器的接法与常规网上的略有不同,编码器内部同样存在一个轻触按键是在DE之间,在网上找到一个内部简图如下图四,通过图四可以看出图三的编码器内部按键网络ENCODER_KEY检测是否被按下,当ENCODER_KEY为低电平→该按键被按下,当ENCODER_KEY为高电平→该按键没有被按下。(另外SW3和SW4是低有效)

    图三

    图四

    PWM做DAC之主动纹波抑制电路

          这里主控输出PWM_DAC1和PWM_DAC2,为了减小PWM波上的杂波高频信号,前辈们想到傅里叶变换(在频域角度看一个PWM波可以由一个直流分量加上若干高频分量来表示)将一个PWM信号分别通过反相器RC和一阶RC(一路是0直流分量的交流杂波,一路是有直流分量的交流杂波,两者的交流成分恰好可以抵消),在终端在叠加可以将交流杂波滤掉,只存在一个直流分量,而这个直流分量的大小又与原始的PWM信号一一对应。因此可以采用直流分量的大小来表示原始信号PWM波的大小。

    (感兴趣的可以点击文章PWM做DAC 之 主动纹波抑制进行系统了解)

    图五

    图六

          这样后端可以获得直流分量的信号。我们先实现信号发生器的一个功能:对外输出电压,0到24V。

          我们采用VOUT_2作为我们的输入信号。

    图七

          U7-C是同向放大电路,固定放大倍数约是4.7倍。R48和C22组成一阶RC低通滤波。截止频率约160Hz确保直流分量倍滤除,再接一个跟随器,后R49和C21组成一阶RC滤波,D11是静电管,注意该位置静电管需要选等效电容小的,在pF级别的静电管。这样只要通过按键电路(此处可以根据UI定义是按按键还是旋转编码器来)对输入端的PWM_DAC2进行调节大小→就可以使得VOUT_2这个直流分量的大小改变,最终在V_OUT上可以获得最大24V的输出电压(24V是因为运放是单电源供电,电源26.4V。)所以,V_OUT定格输出也只有24V。

          实现了对外输出电压,0到24V。(但是这种输出方式的电流很小一般在20mA以内)

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