專利名稱：高精密頻率的正弦波發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種基于開關電容濾波器的高精密頻率的正弦波發(fā)生器。屬于電學技術領域。
背景技術：
正弦波振蕩電路廣泛應用于通訊、廣播、電視等系統(tǒng)，如無線電通訊發(fā)射機中的載波產生電路、超外差接收機中的本機振蕩電路等。數十年來至今，在產生正弦波的振蕩器中，用得最廣泛的是LC振蕩器和RC振蕩器等或有源濾波振蕩器。由于這些振蕩器中存在著電感或電容及較多分立元件，使電路較復雜，且這些分立器件的參數會隨時間、溫度等的變化而不可避免的產生漂移，限制了其在要求振蕩頻率十分穩(wěn)定的應用場合。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種基于通用開關電容濾波器集成芯片的高精密頻率的正弦波發(fā)生器。它可有效克服現(xiàn)有技術所存在電路復雜，分立器件的參數會隨時間、溫度等的變化而產生漂移等缺陷。
本發(fā)明的技術解決方案高精密頻率的正弦波發(fā)生器用一個集成帶通開關電容濾波器、一個外部可調時鐘或晶振和一個運算放大器組成負反饋電路來構成正弦波發(fā)生器，時鐘電路給開關電容帶通濾波器提供一個頻率恒定的時鐘信號，開關電容帶通濾波器輸出端接負反饋電路的輸入端，通過負反饋放大電路反相后再接入開關電容帶通濾波器輸入端，通過設定反饋電路放大系數，當滿足電路自激振蕩條件，即輸出正弦波信號，其頻率就是帶通開關電容濾波器中心頻率。因此頻率非常的穩(wěn)定，而且波形失真度小。
本發(fā)明的優(yōu)點不需要任何電容器和電感器等分立元件，即構成一個精密輸出頻率、高品質的正弦波發(fā)生器，輸出正弦波頻率精度取決于晶振或外部時鐘精度，不受分離元件參數漂移的影響，波形失真度好，而且實現(xiàn)很方便，電路簡單，可以應用于高穩(wěn)定頻率、高品質正弦波的應用場合。


附圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
附圖2是集成帶通開關電容濾波器的電原理圖。
附圖3是一個運算放大器組成負反饋電路圖。
圖中的1是集成帶通開關電容濾波器、2是一個運算放大器組成負反饋電路、3是一個外部可調時鐘或晶振電路，fclk是時鐘、f0是中心頻率。
具體實施例方式
對照附圖1，高精密頻率的正弦波發(fā)生器，其結構是由集成帶通開關電容濾波器1、一個運算放大器組成負反饋電路2、一個外部可調時鐘或晶振電路3三部分組成，其中集成帶通開關電容濾波器1中的第一輸入端接一個外部可調時鐘或晶振電路3的輸出端，集成帶通開關電容濾波器1中的第二輸入端接一個運算放大器組成負反饋電路2的輸出端，集成帶通開關電容濾波器1的輸出端接一個運算放大器組成負反饋電路2的輸入端。
通過有源負反饋放大電路2使Uf與U0相位相反，通過調節(jié)電阻R1、R2大小，可以設定反饋電路放大系數F，當滿足Au·F＝1時，滿足電路自激振蕩條件，U0為輸出頻率f0的正弦波信號。反饋電路放大系數F＝電阻R2/電阻R1。
一個外部可調時鐘或晶振電路3為集成帶通開關電容濾波器1提供頻率精密的時鐘信號，是晶振或是外部的時鐘信號。通過設定帶通開關電容濾波集成電路時鐘與中心頻率之比fCLK/f0可編程引腳電平或改變時鐘fCLK，即可調節(jié)正弦波信號輸出頻率f0；通過開關電容帶通濾波電路1設定品質因數Q可編程引腳電平，即可調節(jié)波形的失真度。
對照附圖2，其結構是開關電容帶通濾波電路1可編程引腳，通過設定不同電平可實現(xiàn)對輸入時鐘與中心頻率之比fCLK/f0和品質因數Q的設定。
集成帶通開關電容濾波器1是由MOS開關、MOS電容和MOS運算放大器構成。其特點是(1)當時鐘頻率一定時，開關電容濾波器的特性僅取決于電容的比值。由于采用特種工藝，這種電容的比值精度可達0.01％，并且具有良好的溫度穩(wěn)定性。(2)當電路結構確定以后，集成帶通開關電容濾波器1的中心頻率僅與時鐘頻率有關，而且其品質因數高。
對照附圖3，一個運算放大器組成負反饋電路，其結構是在運算放大器的輸入端上接電阻R1，運算放大器的輸出端與輸入端間串接電阻R2。
工作時信號通過電阻R1進入運算放大器的非倒相端。運算放大器的輸出端通過電阻R2與非倒相端相連接，倒相端與參考地電位相連接。
權利要求
1.高精密頻率的正弦波發(fā)生器，其特征是由集成帶通開關電容濾波器(1)、一個運算放大器組成負反饋電路(2)、一個外部可調時鐘或晶振電路(3)三部分組成，其中集成帶通開關電容濾波器(1)中的第一輸入端接一個外部可調時鐘或晶振電路(3)的輸出端，集成帶通開關電容濾波器(1)中的第二輸入端接一個運算放大器組成負反饋電路(2)的輸出端，集成帶通開關電容濾波器(1)的輸出端接一個運算放大器組成負反饋電路(2)的輸入端。
2.根據權利要求1所述的高精密頻率的正弦波發(fā)生器，其特征是正弦波發(fā)生器的頻率和品質因數通過集成開關電容帶通濾波器的頻率和可編程引腳電平設定。
3.根據權利要求1所述的高精密頻率的正弦波發(fā)生器，其特征是一個運算放大器組成負反饋電路(2)是在運算放大器的輸入端上接電阻R1，運算放大器的輸出端與輸入端間串接電阻R2，負反饋電路放大系數F＝電阻R1/電阻R2。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種基于通用開關電容濾波器集成芯片的高精密頻率的正弦波發(fā)生器。它用一個集成帶通開關電容濾波器、一個外部可調時鐘或晶振和一個運算放大器組成負反饋電路來構成正弦波發(fā)生器，時鐘電路給開關電容帶通濾波器提供一個頻率恒定的時鐘信號，開關電容帶通濾波器輸出端接負反饋電路的輸入端，通過負反饋放大電路反相后再接入開關電容帶通濾波器輸入端，優(yōu)點不需要任何電容器和電感器等分立元件，即構成一個精密輸出頻率、高品質的正弦波發(fā)生器，輸出正弦波頻率精度取決于晶振或外部時鐘精度，不受分離元件參數漂移的影響，波形失真度好，而且實現(xiàn)很方便，電路簡單，可以應用于高穩(wěn)定頻率、高品質正弦波的應用場合。
文檔編號H03B25/00GK1852022SQ20061003920
公開日2006年10月25日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權日2006年3月30日
發(fā)明者劉闖, 馮雷 申請人:南京航空航天大學