具有跟踪滤波及开关电容滤波的正弦波振荡器

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具有跟踪滤波及开关电容滤波的正弦波振荡器

对于总线控制的振荡器而言，往往是产生一个低失真10Hz至10kHz正弦输出。一般的低成本函数发生器采用二极管成形技术把方波转变成正弦波。而二阶和三阶谐波分别的典型值为-35dBm和-25.5dBm。此电路产生正弦输出，在整个输出范围内典型的二阶和三阶谐波分别为 -76.1dBm和-74.2dBm。

　　这个电路由四部分组成。第一部分（也是电路的核心部分）由包含了U1A 的振荡器、一个二阶时钟滤波器拓扑（其带通滤波器设置振荡器的频率）和比较器U2A。带通滤波器只允许中心频率附近的频率通过，这设置了振荡器的频率，等式（1）给出了频率。滤波器 Q 值由等式（2）给出。

　　FO =  FCLK / 100         (1)

　　Q =  R3A / R2A            (2)

　　第二部分是一个跟踪-陷波滤波器，根据跟踪振荡器的三阶谐波进行设置。人们发现三阶谐波具有较高的谐波幅度。跟踪滤波器与振荡器频率设置滤波器时钟同步，以给出锁定步进振荡器-跟踪滤波器响应特性。等式（3）给出跟踪滤波器 -3dBm 截止点，而等式（4）给出陷波滤波器频率。

　　FO = (FCLK/100) (√(R2B/R4B) )    (3)

　　FN = (FCLK/100 ) (√(RH/RL) )           (4)

　　第三部分包括一个增益为 -1 的缓冲放大器和内置 13.3kHz 低通滤波，以降低由输出波形中时钟步进产生的高频成分。

　　第四部分是SPI或I2C控制的时钟发生器（分别为LTC6903或 LTC6904）。几个上拉电阻、一个去耦电容器和一个与输出串联的电阻就是全部的外部组件。

　　结果是一个失真比常用二极管整形正弦波发生器低得多的微处理器控制型正弦波输出发生器。此外，通过增设第二个运算放大器（其输入取自U1B引脚11的带通输出）还可实现一个正交、正弦/余弦波输出。正交信号被用于编码器、调制器、解调器以及其他测量仪器的设计、测试和运作。