具有線性相位控制的模擬單量程0~180o相移器(04-100)

　　圖2所示電路為用在低成本低頻鎖定放大器中的可變相位振蕩器。電路中的所有電阻器都是1%金屬膜電阻，電容器是10%聚酯薄片電容。10KΩ(R)電位器是線繞精密20圈電位器，用于設(shè)置相位，不能用導(dǎo)電塑料電位器，因?yàn)檫@種電位器具有大的總電阻容差(一般為20%)。無(wú)負(fù)載電位器的分壓比與其電阻無(wú)關(guān)。運(yùn)放#1與電阻10KΩ、10KΩ和7752Ω一起構(gòu)成負(fù)極性電阻?？梢杂肊24電阻器8K25和121K并聯(lián)得到7752Ω。改變運(yùn)放#II中積分器時(shí)間常數(shù)實(shí)現(xiàn)2相振蕩器中的因數(shù)m。帶運(yùn)放#I的電路正積分器，可容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定振蕩器幅度所需的增益控制。運(yùn)放#III是符號(hào)反相器而緩沖放大器(運(yùn)放#V)去除電位器任何非故意的負(fù)載。電路中未畫(huà)出的幅度穩(wěn)定器實(shí)現(xiàn)可變相位振蕩器。串聯(lián)連接兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)E24電阻器(2K21和562Ω)可以得到不配對(duì)的2K265(10K*1/m2)值。改變此電阻器的值可以補(bǔ)償頻率變化所引起的電容值的容差。振蕩器頻率依賴(lài)于積分器的兩個(gè)時(shí)間常數(shù)：

　　R1=R2=10KΩ和C1=C2=100nF給出334HZ。測(cè)量的322Hz偏離此值，這是因?yàn)殡娙萜魅莶钏?。在鎖定應(yīng)用中，0°和-90°輸出送到電壓比較器來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS開(kāi)關(guān)。比較器允許±3.4%幅度變化。正弦輸出與幅度穩(wěn)定器相位設(shè)置無(wú)關(guān)。

　　檢查電路的實(shí)際性能必須在所示電路中有兩個(gè)小的變化。幅度穩(wěn)定器必須連接到運(yùn)放#II的輸出以穩(wěn)定它的電壓。第2個(gè)修改是在負(fù)極電阻器連接中增加一個(gè)開(kāi)關(guān)，運(yùn)放#IV+輸入到電位器游標(biāo)。運(yùn)放#II和#III輸入端小的殘余電壓(分別為0.46mV<-90°和0.22mV<-90°)使理想傳遞函數(shù)的校正變得沒(méi)有必要。失真(主要是2次諧波)低于基波54dB。調(diào)節(jié)2K26電阻器使在0°輸出有1.000Vrms。為了在電路中做測(cè)量，可用PRA型128A鎖定放大器，其參考輸入連接到電路0°輸出。打開(kāi)負(fù)極性電阻器和電位器之間的開(kāi)關(guān)，并通過(guò)電壓分壓器在電位器Vzero和Ufull用于與Uactnal Setting配合來(lái)測(cè)量實(shí)際的電位器設(shè)置：

　　這去除了來(lái)自測(cè)量的電位器設(shè)置的任何非線性。為了確定a，可閉合開(kāi)關(guān)?，F(xiàn)在可以測(cè)量同相和90°相移電壓UI和UQ，給出Uabs：

　　在實(shí)際電路中大約為1.0Vrms。而

　　圖3示出相位誤差: