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

　　許多電子設(shè)計應(yīng)用要求的激勵源幅度超出了當前市場上大多數(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。

　　一般來說，任意波形/函數(shù)發(fā)生器為50歐姆負荷提供最高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，在整個工作范圍上測試這些設(shè)備通常要求使用一臺放大器，來提升標準發(fā)生器提供的信號。這種方法提高了測試設(shè)置的復(fù)雜性，給放大器輸出上的有效幅度帶來了不確定性，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的傳統(tǒng)方法，然后討論了典型應(yīng)用，說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。

　　傳統(tǒng)方法

　　 圖1 使用外部放大器時的測量設(shè)置

　　圖1是標準任意波形/函數(shù)發(fā)生器的典型測量設(shè)置，它增加了一臺放大器，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/或負荷阻抗相匹配。一般來說，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量設(shè)備監(jiān)測有效輸出幅度。這進一步提高了測量設(shè)置的復(fù)雜性，要求額外的時間，特別是在測試前和測試期間需要調(diào)節(jié)和檢驗幅度水平時。

　　測量電源MOSFET上的開關(guān)時間

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

　　圖2 一個DC馬達驅(qū)動器中四個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DC馬達的H電橋拓撲中使用的MOSFET實例。這一配置提供了前向、后向和制動功能。

　　在作為開關(guān)使用時，MOSFET的基本功能是通過門信號控制漏電流。在這些應(yīng)用中，開關(guān)時間是電路設(shè)計人員選擇元件時考慮的一個重要指標。MOSFET的開關(guān)性能取決于通過內(nèi)部電容建立電壓變化所需的時間(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。