設計一個低成本的低失真受控振蕩器電路
閱讀：2249 發布時間：2008-5-28
函數發生器經常在設計、測試以及使用編碼器、調制器、解調器和測量儀器的過程中起到至關重要的作用。本文介紹如何用一種低成本的方法，來構造一個失真很少、由總線控制的正弦波振蕩器。 該電路產生一個正弦輸出，其典型的二次和三次諧波在10Hz到10kHz的全輸出范圍內，分別比基頻信號低-76.1dB和-74.2 dB。這個正弦波振蕩器的性能比利用二極管整形技術將方波轉換為正弦波的普通二極管整形正弦發生器的性能高40dB。通常情況下，二極管整形正弦發生器的二次或三次諧波分別比基頻低-35dB和-25.5dB。 
這個電路由四部分組成如圖所示。設計的核心，也即*部分是振蕩器，包括雙重濾波構建塊ICU1、二階時鐘濾波器其帶通濾波器部分設置振蕩器的頻率以及比較器U2A。帶通濾波器通過僅允許振蕩器中心頻率附近的信號通過，來決定振蕩器的頻率。式1給出了振蕩器的頻率，式2表示濾波器的Q值。 
第二個電路部分是跟蹤陷波濾波器tracking notch filter，其被設置并跟蹤振蕩器的三次諧波，該諧波是較高幅度的諧波。該跟蹤濾波器與振蕩器的頻率設置濾波器同步時鐘，從而提供鎖步振蕩器跟蹤，濾波器響應特性。 
公式3給出了跟蹤濾波器-3dB截止點，并且公式4表示陷波濾波器頻率。 第三部分具有一個-1增益的緩沖放大器U3A。該部分包括一個13.3kHz的低通濾波器，該濾波器用于減少由輸出波形中的時鐘步長產生的高頻成分。 第四部分是一個總線控制時鐘發生器，其主要包括一個IC串行端口可編程振蕩器U4，該振蕩器可以是用于串行外設接口SPI的LTC6903，也可以是用于內部ICI2C接口的LTC6904。一些上拉電阻，去耦電容，以及串聯在輸出的一個電阻是僅要求的幾個外部器件。 此外，該電路能夠被很容易的調整來產生一個積分，正弦/余弦波形輸出。僅僅增加一個第二輸出運算放大器，并且接受它的輸入，該輸入來自U1BPB在11腳的帶通輸出。
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