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行微調(diào)。這種微調(diào)是在測量失真之前進行的：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。