摘要: 本应用笔记讨论了如何通过从数字源导出正弦波来获得更高的精度和更少的漂移。这导致稳定,频率精确的自波,这是理想的伺服,测试设备和电信系统。
伺服、测试设备和电信系统都是需要稳定、频率精确的正弦波源的应用。许多这样的正弦波振荡器是可用的,但找到一个具有令人满意的绝对精度和漂移水平可能是一个问题。
通过从数字源导出正弦波,可以获得更高的精度和更少的漂移。由于方波由方波频率的基波加上无数次的奇谐波组成,因此可以通过低通滤波器去除谐波来获得所需的基波正弦波。开关电容滤波器适合这种应用(图1)。IC3是一个8阶,低通巴特沃斯型。
图1所示 从方波中滤波谐波产生正弦输出,其稳定性和灵活性源于数字电路
正弦波发生器从8MHz信号开始,将其除以8得到C1处的1MHz信号。(IC1的2MHz和500kHz输出可作为备用驱动信号。)Q1电平移位1MHz脉冲,使其能够驱动产生双极输出所需的双极电路。(对于单极输出,您可以通过将IC3接地端子偏置到中轨并添加去耦电容来在单个电源电压上运行电路。)同步计数器IC2将1MHz除以256,得到所需的输出频率(3906Hz), IC3过滤谐波频率。
滤波器的时钟取自IC2的第一个除以2分接,以确保50%的占空比。IC2进一步将该信号除以128,以确保滤波器的输入信号(1MHz/256)落在滤波器响应的平坦部分内。50%的IC2输出占空比确保对称的正弦波输出。滤波器的主极,或角频率,相对于时钟是固定的,并形成一个内部时钟角比为100:1。滤波器衰减降低三次谐波幅度至-80dB。
由于滤波器的输入频率和时钟频率的固定比例为1:128,因此开关或扫频施加在C1处的频率对正弦波发生器输出具有成比例的影响。例如,将此频率从2MHz切换到500kHz,将输出频率从7812Hz切换到1953Hz。输出幅度不受影响,因为这个频带远低于平滑滤波器的25kHz角频率。混叠频率不是问题,因为在这个电路中代表混叠的一个潜在原因的频率——超过时钟速率一半的奇数次谐波——幅度微不足道。
一个相关的想法出现在1994年7月25日的《电子设计》杂志上。
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