高幅度任意波形/函數(shù)發(fā)生器簡(jiǎn)化汽車、半導(dǎo)體、科學(xué)

　　許多電子設(shè)計(jì)應(yīng)用要求的激勵(lì)源幅度超出了當(dāng)前市場(chǎng)上大多數(shù)任意波形/函數(shù)發(fā)生器的能力，包括電源半導(dǎo)體應(yīng)用，如汽車電子系統(tǒng)和開關(guān)電源中廣泛使用的MOSFETs和IGBTs，氣相色譜和質(zhì)譜檢測(cè)器使用的放大器，以及科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中使用的其它設(shè)備。

　　一般來(lái)說(shuō)，任意波形/函數(shù)發(fā)生器為50歐姆負(fù)荷提供最高10 Vpp的幅度，為開路提供最高20 Vpp的幅度。上述設(shè)備通常在兩倍的輸入范圍上工作。直到現(xiàn)在，在整個(gè)工作范圍上測(cè)試這些設(shè)備通常要求使用一臺(tái)放大器，來(lái)提升標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器提供的信號(hào)。這種方法提高了測(cè)試設(shè)置的復(fù)雜性，給放大器輸出上的有效幅度帶來(lái)了不確定性，增加了設(shè)備成本。

　　本文描述了使用外部放大器生成高幅度信號(hào)的傳統(tǒng)方法，然后討論了典型應(yīng)用，說(shuō)明了使用集成高幅度階段的新型任意波形/ 函數(shù)發(fā)生器的各種優(yōu)勢(shì)。

　　傳統(tǒng)方法

　　 圖1 使用外部放大器時(shí)的測(cè)量設(shè)置

　　圖1是標(biāo)準(zhǔn)任意波形/函數(shù)發(fā)生器的典型測(cè)量設(shè)置，它增加了一臺(tái)放大器，把幅度提升到要求的水平。發(fā)生器輸出連接到放大器輸入上。某些放大器允許配置輸入和/或輸出，以與不同的源阻抗和/或負(fù)荷阻抗相匹配。一般來(lái)說(shuō)，提升幅度的放大器沒有顯示器，因此必須使用示波器或其它測(cè)量設(shè)備監(jiān)測(cè)有效輸出幅度。這進(jìn)一步提高了測(cè)量設(shè)置的復(fù)雜性，要求額外的時(shí)間，特別是在測(cè)試前和測(cè)試期間需要調(diào)節(jié)和檢驗(yàn)幅度水平時(shí)。

　　測(cè)量電源MOSFET上的開關(guān)時(shí)間

　　電源MOSFET用于各種汽車運(yùn)動(dòng)控制、電源管理和氣候控制應(yīng)用中。它們驅(qū)動(dòng)小型馬達(dá)、螺線管、防抱死剎車、電動(dòng)轉(zhuǎn)向和電子穩(wěn)定編程系統(tǒng)及H.I.D燈使用的點(diǎn)火電路。它們還是集成式起動(dòng)器/交流發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵組件。

　　圖2 一個(gè)DC馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器中四個(gè)MOSFET的H電橋配置

　　 圖3 MOSFET示意圖和等效電路。

　　圖2顯示了驅(qū)動(dòng)DC馬達(dá)的H電橋拓?fù)渲惺褂玫腗OSFET實(shí)例。這一配置提供了前向、后向和制動(dòng)功能。

　　在作為開關(guān)使用時(shí)，MOSFET的基本功能是通過(guò)門信號(hào)控制漏電流。在這些應(yīng)用中，開關(guān)時(shí)間是電路設(shè)計(jì)人員選擇元件時(shí)考慮的一個(gè)重要指標(biāo)。MOSFET的開關(guān)性能取決于通過(guò)內(nèi)部電容建立電壓變化所需的時(shí)間(參見圖3)。注意，門源電壓必須先把MOSFET的輸入電容變成特性門限電平，然后漏電流才能起動(dòng)。