該電路旨在提供寬帶數(shù)字正弦波信號(hào)源。其主要特點(diǎn)是,由于它分32步合成信號(hào),因此不需要低通濾波器來(lái)抑制奇次諧波。
在輸入頻率控制下合成正弦波的眾所周知的方法是將低通濾波器應(yīng)用于相同頻率的方波。除了基波之外,還包括奇次諧波。濾除信號(hào)的這些部分后,我們留下所需頻率的干凈正弦波。不幸的是,低通濾波器的轉(zhuǎn)角頻率限制了可用的頻率范圍。
圖 1 中提出的解決方案通過(guò)使用更多的電壓電平而不僅僅是“高”和“低”來(lái)避免低通濾波。這里有 16 個(gè)電壓電平,在一系列 32 個(gè)樣本中依次排列。計(jì)數(shù)器IC1的輸出Q0-Q3控制電壓階躍。 Q4 在周期的后半段反轉(zhuǎn)輸出的極性。這并不能完全消除奇次諧波——信號(hào)中仍然有階躍——但它們被嚴(yán)重衰減。
電阻R1-R4共同為運(yùn)算放大器IC3提供16個(gè)電壓電平。 R5 和 R6 將 IC3(引腳 3)的同相輸入保持在電源電壓的一半。因此,運(yùn)算放大器作為反相放大器運(yùn)行,R7 作為反饋電阻。為了獲得盡可能對(duì)稱的信號(hào),建議使用電位器對(duì)此路徑進(jìn)行微調(diào)。這種微調(diào)是在測(cè)量失真之前進(jìn)行的:輸入頻率為 32 時(shí),獲得小于 10%(在 22 kHz 帶寬上)和小于 13%(在 500 kHz 帶寬上)的 THD+N 值。 kHz,因此輸出頻率為 1 kHz。測(cè)量的輸出信號(hào)如圖2所示。
輸出波形(在本例中為正弦波)的形狀由電阻器 R1 至 R4 之間的比率確定。這為實(shí)驗(yàn)提供了足夠的空間!計(jì)數(shù)器輸入端的時(shí)鐘頻率應(yīng)始終是所需輸出頻率的 32 倍。
運(yùn)算放大器的輸出具有電源電壓一半的直流偏移。如果這導(dǎo)致所驅(qū)動(dòng)的電路出現(xiàn)問(wèn)題,則必須安裝耦合電容器C4:工作頻率越低且負(fù)載阻抗越低,所需的電容器值就越大。
該電路采用+5V 和+15V 之間的電源供電,這決定了驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器IC1 所需的輸入時(shí)鐘信號(hào)的幅度。輸出信號(hào)的幅度可以通過(guò)電阻器 R7 設(shè)置,并且與輸出波形無(wú)關(guān)。波形發(fā)生器的電流消耗約為3mA。
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