用接地電阻器調(diào)諧振蕩器
為了改變?nèi)魏握也ㄕ袷幤鞯念l率,你應(yīng)使用一對(duì)同軸可變電阻器,并且應(yīng)該在整個(gè)變化范圍內(nèi)完全匹配其特性以滿(mǎn)足振蕩器平衡條件。這一制約條件導(dǎo)致調(diào)諧范圍的種種問(wèn)題及成本提高,從而限制了其應(yīng)用范圍。圖1所示的正弦波振蕩器不存在上述缺點(diǎn)。你僅僅使用可變電阻器R1就可以在很寬的頻率范圍內(nèi)對(duì)它進(jìn)行調(diào)諧。該振蕩器無(wú)需進(jìn)行平衡,所以不存在匹配問(wèn)題??勺?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/電阻">電阻器R1與地連接,這在很多應(yīng)用中都是有利的。與大多數(shù)經(jīng)典的正弦波RC振蕩器一樣,該振蕩器由一個(gè)運(yùn)算放大器IC2和兩個(gè)反饋回路組成。本例中,一個(gè)反饋回路是采用兩個(gè)固定電阻器R2和R3的、與頻率無(wú)關(guān)的正反饋回路。另一個(gè)反饋回路則是與頻率相關(guān)的。該反饋回路使用了電容器C1和C2,可變電阻器R1,以及由加到SW輸入上的周期性方波脈沖序列驅(qū)動(dòng)的單刀雙擲模擬開(kāi)關(guān)IC1。
圖1 在這一正弦波振蕩器中,輸出頻率只與接地電阻器R1的阻值有關(guān)。
假設(shè)開(kāi)關(guān)頻率FS=1/T遠(yuǎn)高于振蕩器頻率,又假定脈沖寬度τ為開(kāi)關(guān)周期的一半(τ=0.5T),則與頻率相關(guān)的反饋回路的近似電壓傳遞函數(shù)為:
式中,,是振蕩器頻率, , 。利用該函數(shù)并假設(shè)正反饋電路的傳遞系數(shù)為γ=R2/(R2+R3),你可得到如下振蕩條件 的。這一振蕩條件與R1無(wú)關(guān)。因此,很顯然,控制接地電阻器R1只會(huì)引起振蕩頻率變化,而不會(huì)影響振蕩條件。這種情況意味著振蕩器你可以在很寬的頻率范圍內(nèi)調(diào)諧,并且保持其輸出波形。
PSpice仿真證實(shí):只要將R1從1.2 MΩ變化到1.2 kΩ,就能在三倍頻程(20Hz~20kHz)內(nèi)調(diào)諧振蕩頻率。本設(shè)計(jì)中,IC2采用LT1361 (http://www.linear.com/),R2=1 kΩ,R3=4.9 kΩ,C1=10 nF,C2=1 nF,F(xiàn)S=500 kHz。輸出電壓幅度為3.2~3.3V??傊C波失真在0~100-kHz波段內(nèi)不超過(guò)3%。值得注意的是,因?yàn)檎袷庮l率是與可變電阻器的電導(dǎo)(G1=1/R1)成正比,所以你可以把振蕩器用做線(xiàn)性寬頻帶電導(dǎo)-頻率變換器或者電阻-周期變換器。
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