高性能正交正弦波型振荡器电路

2017-03-16 70 0

很多 RC 振荡器的移相单元采用超前电路、使用电压反馈放大器,而电压反馈放大器在较高频率下增益会急剧下降、未达设计频率时常会停振,这是其相位特性差所致。

用含有四个电流反馈放大器的高频集成电路 HA5025 制作 RC 振荡器可产生四个正交正弦波。图中 CD74AC00 有四个与非门,在阈值偏置时 HA5025 的四个独立放大器产生四个正弦波,正弦波 AC 耦合成输入便作为正弦波/方波转换器。

若反馈相移为零,振荡开环增益则大于或等于 1。本设计有三个同相移相级和一个反相移相级(IC1-4),每级相移须滞后 45°,此相移加上 IC1-4 反相 180° 等于 360°(即 0°),故在振荡器频率下同相反馈。HA5025 具有高开环增益带宽,放大器相移在 1 MHz 范围内可忽略、每级相移仅由无源元件确定。在 45° 时 R3C1=R10C7=1/2πf;用图中元件值 f=1 MHz。此种 RC 电路在 45° 时相移与频率变化率(dδ/dt)最大,故 4RC 结构稳定性特高、相位敏感性好,温度特性仅取决于无源元件。每个 RC 网络电压增益为 0.707,同相放大器增益为 1.6 时可任意调节;1 MHz 时所有增益反相级稍大于 1。将增益分布到四个放大器上可方便控制开环增益:利用 R19、VD1 和 VD2 控制限幅、把正弦波失真降到最低;通过 C1、C4、C9 和 IC1-4 输出可得到较好正弦波。应用 HA5025 制作 RC 振荡器频率可扩展到 20 MHz 以上,只是稍有频率漂移。正交正弦波交流耦合到含 4 个 CMOS(CD74AC00)门的电路上(利用 R12~R18 在阈值时产生偏流)即可得到正交方波;若方波相互间相移不是恰好 45°,可调节偏流或增加偏置网络。

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