高幅度任意波形/函數發(fā)生器簡(jiǎn)化汽車(chē)、半導體、科學(xué)

　　許多電子設計應用要求的激勵源幅度超出了當前市場(chǎng)上大多數任意波形/函數發(fā)生器的能力，包括電源半導體應用，如汽車(chē)電子系統和開(kāi)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)應用中使用的其它設備。

　　一般來(lái)說(shuō)，任意波形/函數發(fā)生器為50歐姆負荷提供最高10 Vpp的幅度，為開(kāi)路提供最高20 Vpp的幅度。上述設備通常在兩倍的輸入范圍上工作。直到現在，在整個(gè)工作范圍上測試這些設備通常要求使用一臺放大器，來(lái)提升標準發(fā)生器提供的信號。這種方法提高了測試設置的復雜性，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方法，然后討論了典型應用，說(shuō)明了使用集成高幅度階段的新型任意波形/ 函數發(fā)生器的各種優(yōu)勢。

　　傳統方法

　　 圖1 使用外部放大器時(shí)的測量設置

　　圖1是標準任意波形/函數發(fā)生器的典型測量設置，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(lái)說(shuō)，提升幅度的放大器沒(méi)有顯示器，因此必須使用示波器或其它測量設備監測有效輸出幅度。這進(jìn)一步提高了測量設置的復雜性，要求額外的時(shí)間，特別是在測試前和測試期間需要調節和檢驗幅度水平時(shí)。

　　測量電源MOSFET上的開(kāi)關(guān)時(shí)間

　　電源MOSFET用于各種汽車(chē)運動(dòng)控制、電源管理和氣候控制應用中。它們驅動(dòng)小型馬達、螺線(xiàn)管、防抱死剎車(chē)、電動(dòng)轉向和電子穩定編程系統及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)電機的關(guān)鍵組件。

　　圖2 一個(gè)DC馬達驅動(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顯示了驅動(dòng)DC馬達的H電橋拓撲中使用的MOSFET實(shí)例。這一配置提供了前向、后向和制動(dòng)功能。

　　在作為開(kāi)關(guān)使用時(shí)，MOSFET的基本功能是通過(guò)門(mén)信號控制漏電流。在這些應用中，開(kāi)關(guān)時(shí)間是電路設計人員選擇元件時(shí)考慮的一個(gè)重要指標。MOSFET的開(kāi)關(guān)性能取決于通過(guò)內部電容建立電壓變化所需的時(shí)間(參見(jiàn)圖3)。注意，門(mén)源電壓必須先把MOSFET的輸入電容變成特性門(mén)限電平，然后漏電流才能起動(dòng)。