如何構(gòu)建可編程振蕩器將更加簡(jiǎn)單可行?有方案了!
可編程振蕩器構(gòu)建方法將是本文的主要介紹內(nèi)容,通過(guò)這篇文章,小編希望大家可以對(duì)可編程振蕩器構(gòu)建方法的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解,詳細(xì)內(nèi)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(guò)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(shuō)到可編程振蕩器,它的最大特點(diǎn)是幾分鐘內(nèi)就能定置它的頻率。這種"一種型號(hào)全部搞定"器件的誘惑力是可想而知的。以單個(gè)多用途部件代替庫(kù)存幾百種部件的方式為設(shè)計(jì)者、承包加工廠和其它從事大批量生產(chǎn)的電子公司帶來(lái)巨大的靈活性,并創(chuàng)造出潛在的節(jié)約效果。
但是,切實(shí)可行地實(shí)現(xiàn)可編程振蕩器替代固定頻率元件只不過(guò)是最近才出現(xiàn)的。象每一種新興技術(shù)一樣,可編程振蕩器也經(jīng)歷了成長(zhǎng)的磨難。一致性問(wèn)題就曾困擾了整整第一代設(shè)計(jì)產(chǎn)品。1998年,一家廠商風(fēng)風(fēng)火火地推出了第二代可編程振蕩器,可由于過(guò)高的抖動(dòng)使其在一些對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用中失敗了。
幸虧關(guān)于可編程振蕩器可靠性的指責(zé)是完全不符合實(shí)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(jī)的需要,適合大多數(shù)生產(chǎn)應(yīng)用。
二、簡(jiǎn)單易行的可編程振蕩器構(gòu)建方法
該部分介紹一種簡(jiǎn)單易行的可編程振蕩器構(gòu)建方法,其中振蕩頻率和幅度可以通過(guò)使用digiPOT來(lái)彼此獨(dú)立地調(diào)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(chǎn)生約10 kHz至200 kHz的精確正弦波信號(hào)。文氏電橋振蕩器有兩個(gè)橋路,一個(gè)由帶通濾波器構(gòu)成,另一個(gè)由分壓器構(gòu)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(gè)獨(dú)立可控的電位器,每個(gè)具備256步進(jìn)分辨率。電阻值通過(guò)SPI編程設(shè)置,如圖2所示?;蛘?,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(jīng)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(gè)并聯(lián)二極管D1和D2或其電阻 RDIODE則形成負(fù)反饋。在這種情況下,可以使用公式1:
為了實(shí)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(jìn)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(yīng)當(dāng)相對(duì)平衡,也就是說(shuō),正反饋增益和負(fù)反饋增益必須協(xié)調(diào)一致。如果正反饋(增益)過(guò)大,振蕩幅度或 VOUTPUT 將增加,直至放大器飽和。如果負(fù)反饋占主導(dǎo),則振蕩幅度將相應(yīng)衰減。
在此處所示的電路中,增益R2/R1應(yīng)設(shè)置為2左右或更大些。這會(huì)確保信號(hào)開(kāi)始振蕩。
但是,交替開(kāi)啟負(fù)反饋環(huán)路中的二極管也會(huì)導(dǎo)致增益暫時(shí)小于2,從而使振蕩穩(wěn)定下來(lái)。
一旦確定所需的振蕩頻率,就可以通過(guò)R2,不受頻率影響地調(diào)諧振蕩幅度??梢酝ㄟ^(guò)下式計(jì)算:
所以,變量ID和VD分別代表通過(guò)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(huì)產(chǎn)生約±0.6 V的振蕩幅度。R2B的幅度量級(jí)正確時(shí),則可達(dá)到平衡,從而使 VOUTPUT 收斂。在圖1所示的電路中,R2B采用了一個(gè)單獨(dú)的100 kΩ digiPOT。
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