ML2037:500kHz,串行输入,可编程
带数字增益控制的正弦波发生器
总体说明(GENERAL DESCRIPTION):
ML2037是一款工作在直流到500kHz频率范围的精密可编程正弦波发生器。无需任何外部无源元件,该器件能够产生宽频率范围的低失真正弦波。正弦波输出的频率由一个通过串行方式下载赋值的16位字进行编程。正弦波输出频率大小由编程值和时钟频率共同确定。该时钟频率来源于连接到器件的晶振或外部的时钟输入,以提供稳定精确的频率参考源。 ML2037的正弦波输出已经过滤波处理,并具有可以0.5V的步长来进行数字编程的可调幅度。在2.5V直流水平上最大幅值为2.0V峰峰值。器件工作在5v的单电源下,并具有一个关闭端口,可使器件进入禁止输出的低功耗模式。提供同步输入,以实现系统的多个器件的同步化工作。
特性(FEATURES): *可编程的输出频率:直流到400kHz——使用晶振;直流到500kHz——使用外部数字时钟。 *带双缓冲锁存器的三线SPI兼容串行接口,实现频率编程。 *数字增益控制,实现输出幅度编程可调。 *提供多路正弦波同步化的同步输入。 *提供休眠模式的关闭端口。 *单5V电源驱动。
结构简图(BLOCK DIAGRAM):
引脚布局(PIN CONFIGURATION):
顶端视图
引脚描述(PIN DESCRIPTION): 引脚号 名称 功能
1,5 DGND 该IC数字部分的接地
2 SYNC 同步化输入。保持该引脚为“低”,可停止正弦波输出并使相位重置为0. 3 CLK OUT 内部高频时钟产生器的输出。输出时钟频率为内部时钟频率的一半。 4 S CLK 串行数据时钟输入。数据在S CLK的下降沿依次送入移位寄存器。 6 S DATA IN 进行输出频率编程的串行数据输入端。
7 S ENABLE 串行接口使能控制。加在该引脚为逻辑1时允许数据进入锁存器。
8 SHDN 该引脚为逻辑高电平时可使发生器的输出关闭并使IC进入低功耗待机状态。 9 A GND 该IC模拟部分以及输出端的参考地
10 OUT 正弦波输出。正弦波幅度在2.5v的直流水平附近变化。 11,12 AVcc 该IC模拟部分的电源端
13 CLK IN 内部高频时钟发生器的输入端。该引脚可由外部时钟输入来进行驱动,或者
连接晶体配合内部振荡器使用。
14 G0 输出增益控制端。与G1配合对输出幅度在四个不同的全系列幅度间进行设置。 15 G1 输出增益控制端。与G0配合对输出幅度在四个不同的全系列幅度间进行设置。 16 DVcc 该IC数字部分的电源
绝对最大测评值(ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS) 绝对最大测评值是指可造成器件永久性损坏的值。绝对最大测评值只是压力测试值,并未包括功能性的器件操作。 AVcc,DVcc:7V;
加于任意引脚的电压:从AGND-0.3V到AVcc+0.3V; 输入电流:正负25mA; 结温度:150℃;
存储器温度范围:-65~150℃;
导线温度(焊接时间不可超过10秒):260℃; 热变电阻:塑料DIP:80 ℃/W;
SOIC:105℃/W;
工作条件(OPERATING CONDITIONS):
温度范围:ML2037CX:0~70; ML2037IX:-40~85; AVcc,DVcc电压范围:4.75~5.25;
电气特性(ELECTRICAL CHARACTERISTICS)
除非特别说明,一般规定AVcc=DVcc=4.75V ~5.25V ;SHDN = 0V, 时钟输入CLK IN = 25.6MHz (接晶振)或32MHz (接外部时钟), CL = 50pF, RL = 1kW, TA = 工作温度范围 (Note 1)
功能描述(FUNCTIONAL DESCRIPTION)
ML2037由一个可编程的频率发生器,一个正弦波发生器,一个晶振以及一个数字接口组成。功能模块框图如图1所示。
可编程频率发生器
可编程频率发生器产生数字输出,该输出由一个16位的数字“字”确定。
频率发生器由一个驱动频率为1/2输入频率的时钟相位累加器组成。每两个输入时钟周期,存储在数据锁存器中的数值被累加到相位累加器中。模拟输出的频率等于累加器溢出的速率,可由下式给出:
其中 (D15–D0)DEC为编程字的十进制值。
频率分辨率和最小频率是相等的,可用下式计算:
使用更低的时钟频率可以得到更低的输出频率。 最大输出频率可由以下等式简易算出:
更高的频率,可达500kHZ,可通过使用外部时钟来获得,其中输入频率范围为:25MHz < fCLK IN < 32MHz.。
由于频率发生器的相位量化性质,输出可能出现强度相对于基本信号在-50dB范围内的毛刺。来自这些噪声的能量包含在“实际信噪比”说明中,见于前面的电气特性表格。噪声的频率跟基本频率非常接近,因此进行滤波并不实际。
正弦波发生器
正弦波发生器由正弦查找表,8位的数字模拟转换器,输出平滑滤波器,以及放大器组成。正弦查找表由相位累加器进行寻址。数模转换器DAC由查找表的输出进行驱动,产生一个阶梯状的正弦波。
输出滤波器通过移除高频采样部分实现模拟输出的平滑处理。经过滤波的输出电压是一条带有二次和三次谐波畸变部分的正弦曲线,而这些畸变强度低于基本信号至少40dB。
ML2037含有一个两位(G1,G0)的数字增益控制。增益控制输入为逻辑00时对应的正弦波振幅为0.5V。增大增益控制输入可以0.5V的步长增大输出振幅,最大值为2.0V峰峰值。输出振幅在频率范围内可精确到正负0.5dB。