寬帶波形發(fā)生器電路原理圖講解

該電路旨在提供寬帶數(shù)字正弦波信號源。其主要特點是，由于它分32步合成信號，因此不需要低通濾波器來抑制奇次諧波。

在輸入頻率控制下合成正弦波的眾所周知的方法是將低通濾波器應(yīng)用于相同頻率的方波。除了基波之外，還包括奇次諧波。濾除信號的這些部分后，我們留下所需頻率的干凈正弦波。不幸的是，低通濾波器的轉(zhuǎn)角頻率限制了可用的頻率范圍。

圖 1 中提出的解決方案通過使用更多的電壓電平而不僅僅是“高”和“低”來避免低通濾波。這里有 16 個電壓電平，在一系列 32 個樣本中依次排列。計數(shù)器IC1的輸出Q0-Q3控制電壓階躍。 Q4 在周期的后半段反轉(zhuǎn)輸出的極性。這并不能完全消除奇次諧波——信號中仍然有階躍——但它們被嚴(yán)重衰減。

電阻R1-R4共同為運算放大器IC3提供16個電壓電平。 R5 和 R6 將 IC3（引腳 3）的同相輸入保持在電源電壓的一半。因此，運算放大器作為反相放大器運行，R7 作為反饋電阻。為了獲得盡可能對稱的信號，建議使用電位器對此路徑進(jìn)行微調(diào)。這種微調(diào)是在測量失真之前進(jìn)行的：輸入頻率為 32 時，獲得小于 10%（在 22 kHz 帶寬上）和小于 13%（在 500 kHz 帶寬上）的 THD+N 值。 kHz，因此輸出頻率為 1 kHz。測量的輸出信號如圖2所示。

輸出波形（在本例中為正弦波）的形狀由電阻器 R1 至 R4 之間的比率確定。這為實驗提供了足夠的空間！計數(shù)器輸入端的時鐘頻率應(yīng)始終是所需輸出頻率的 32 倍。

運算放大器的輸出具有電源電壓一半的直流偏移。如果這導(dǎo)致所驅(qū)動的電路出現(xiàn)問題，則必須安裝耦合電容器C4：工作頻率越低且負(fù)載阻抗越低，所需的電容器值就越大。

該電路采用+5V 和+15V 之間的電源供電，這決定了驅(qū)動計數(shù)器IC1 所需的輸入時鐘信號的幅度。輸出信號的幅度可以通過電阻器 R7 設(shè)置，并且與輸出波形無關(guān)。波形發(fā)生器的電流消耗約為3mA。