產(chǎn)生低失真正弦波的CMOS六角反相器

    本設(shè)計(jì)實(shí)例提供了一種可作為微控制器替代品的簡(jiǎn)單、廉價(jià)及便攜式設(shè)備電路，來為音頻電路設(shè)計(jì)與調(diào)試提供各種低失真正弦波信號(hào)源。盡管從直接數(shù)字合成器 (DDS) 產(chǎn)生的正弦波具有更高的穩(wěn)定性及更少的諧波成分和其他寄生頻率成分，但這是一種能讓設(shè)計(jì)人員采用凌特科技公司LTSpice 免費(fèi)件并磨礪其電路仿真技能的更具“顛覆性”的方法。振蕩器包括一個(gè)頻率測(cè)定網(wǎng)絡(luò)以及一種用于防止電路飽和、波形削波及諧波產(chǎn)生的振蕩幅度限制方法。許多音頻振蕩器設(shè)計(jì)均采用經(jīng)典維氏電橋帶通濾波器拓?fù)洌谉霟?、熱敏電阻器或JFET 電路作為幅度敏感電阻器來自動(dòng)改變反饋及限幅。

　　但幅度敏感電阻器會(huì)引入可導(dǎo)致振蕩器穩(wěn)定時(shí)產(chǎn)生幅度振鈴的較小延遲。此外，該限幅器的“軟”特性還要求使用可緊密跟蹤以及將電平幅度響應(yīng)保持在振蕩范圍以內(nèi)的頻率測(cè)定元件。二極管限幅器具有比放大器進(jìn)入“硬”限幅狀態(tài)更軟的特性，并且它還會(huì)引入無包絡(luò)延遲。維式電橋?yàn)V波器的頻率響應(yīng)比較緩慢，因此不足以抑制由限幅（或削波）引起的諧波頻率。結(jié)果，大多數(shù)高質(zhì)量振蕩器的設(shè)計(jì)者均避免使用硬削波限幅器。

　　圖1顯示一種非常規(guī)使用邏輯電路的正弦波振蕩器設(shè)計(jì)。由于其采用可在單一電路內(nèi)提供經(jīng)過緩沖的高通、帶通及低通濾波節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)可變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，故該振蕩器依靠可顯著提高基頻響應(yīng)速度的欠阻尼、雙極低通濾波器的峰值特性。此外，濾波器的低通節(jié)點(diǎn)可提供12dB/倍頻程的諧波衰減。狀態(tài)可變環(huán)路由2個(gè)積分器及一個(gè)可提供180