可編程振蕩器構建方法將是本文的主要介紹內容,通過這篇文章,小編希望大家可以對可編程振蕩器構建方法的相關情況以及信息有所認識和了解,詳細內容如下。
一、可編程振蕩器
可編程振蕩器,任意頻率的常規(guī)振蕩器通過可編程的鎖相環(huán)(PLL)、分頻、輸出累加和輸出緩沖生成任意頻率。說到可編程振蕩器,它的最大特點是幾分鐘內就能定置它的頻率。這種"一種型號全部搞定"器件的誘惑力是可想而知的。以單個多用途部件代替庫存幾百種部件的方式為設計者、承包加工廠和其它從事大批量生產的電子公司帶來巨大的靈活性,并創(chuàng)造出潛在的節(jié)約效果。
但是,切實可行地實現(xiàn)可編程振蕩器替代固定頻率元件只不過是最近才出現(xiàn)的。象每一種新興技術一樣,可編程振蕩器也經歷了成長的磨難。一致性問題就曾困擾了整整第一代設計產品。1998年,一家廠商風風火火地推出了第二代可編程振蕩器,可由于過高的抖動使其在一些對噪聲敏感的應用中失敗了。
幸虧關于可編程振蕩器可靠性的指責是完全不符合實際的,除掉一些特例,現(xiàn)在的可編程振蕩器能滿足大多數(shù)樣機的需要,適合大多數(shù)生產應用。
二、簡單易行的可編程振蕩器構建方法
該部分介紹一種簡單易行的可編程振蕩器構建方法,其中振蕩頻率和幅度可以通過使用digiPOT來彼此獨立地調節(jié)。
圖1顯示的是典型二極管穩(wěn)定文氏電橋振蕩器,可用于在輸出端 (VOUTPUT)產生約10 kHz至200 kHz的精確正弦波信號。文氏電橋振蕩器有兩個橋路,一個由帶通濾波器構成,另一個由分壓器構成。除了 ADA4610-1 軌到軌精密放大器之外,本示例還使用了AD5142 digiPOT,其包含兩個獨立可控的電位器,每個具備256步進分辨率。電阻值通過SPI編程設置,如圖2所示。或者,可以使用由I2C控制的AD5142A。兩種都可用作10 kΩ或100 kΩ電位器。
圖1.振幅穩(wěn)定的可編程文氏電橋振蕩器,其中電阻由digiPOT代替。
圖2. AD5142的功能框圖。
在圖1所示的經典振蕩器電路中,R1A、R1B、C1和C2的路徑形 成正反饋,而R2A、R2B和兩個并聯(lián)二極管D1和D2或其電阻 RDIODE則形成負反饋。在這種情況下,可以使用公式1:
為了實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的振蕩,需要消除環(huán)路增益中的相移。用公式表示,振蕩頻率:
其中,R表示AD5142上的可編程電阻值:
D表示AD5142中可編程數(shù)字代碼的十進制等效值, RAB 表示電位器的總電阻。
為了保持振蕩,文氏電橋振蕩器應當相對平衡,也就是說,正反饋增益和負反饋增益必須協(xié)調一致。如果正反饋(增益)過大,振蕩幅度或 VOUTPUT 將增加,直至放大器飽和。如果負反饋占主導,則振蕩幅度將相應衰減。
在此處所示的電路中,增益R2/R1應設置為2左右或更大些。這會確保信號開始振蕩。
但是,交替開啟負反饋環(huán)路中的二極管也會導致增益暫時小于2,從而使振蕩穩(wěn)定下來。
一旦確定所需的振蕩頻率,就可以通過R2,不受頻率影響地調諧振蕩幅度。可以通過下式計算:
所以,變量ID和VD分別代表通過D1和D2的二極管正向電流和二極管正向電壓。如果R2B出現(xiàn)短路,會產生約±0.6 V的振蕩幅度。R2B的幅度量級正確時,則可達到平衡,從而使 VOUTPUT 收斂。在圖1所示的電路中,R2B采用了一個單獨的100 kΩ digiPOT。
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