本站小編為你精心準(zhǔn)備了高精度振蕩發(fā)生電路設(shè)計(jì)參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

由于地學(xué)儀器設(shè)計(jì)的需要，本文利用一款具有多種波形輸出的精密振蕩集成電路芯片ICL8038，來設(shè)計(jì)一種高精度振蕩發(fā)生電路，提供一種頻率，幅度都非常穩(wěn)定的振蕩源。

關(guān)鍵詞：

振蕩發(fā)生電路；正弦波；模擬振蕩；地學(xué)儀器

在眾多的地學(xué)儀器中，大部分都需要一個(gè)振蕩器產(chǎn)生一個(gè)基頻信號(hào)。振蕩信號(hào)的發(fā)生的核心問題是信號(hào)的控制問題，包括信號(hào)頻率、信號(hào)種類以及信號(hào)幅度，缺一不可，另外也必須考慮振蕩信號(hào)在各種工作環(huán)境下的穩(wěn)定性。

1常用的振蕩信號(hào)產(chǎn)生方案

1.1直接頻率合成法直接頻率合成法是一種傳統(tǒng)的方法，需要采用大量的倍頻、分頻、混頻和濾波，從單一或幾個(gè)參數(shù)頻率中產(chǎn)生所需的頻率，直接頻率合成法的電路體積龐大、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前已經(jīng)很少使用。

1.2單片機(jī)輸出法單片機(jī)輸出法是通過單片機(jī)內(nèi)部晶振的振蕩頻率進(jìn)行分頻等一些列的運(yùn)算得到需要的頻率，利用對(duì)單片機(jī)的控制，產(chǎn)生固定頻率的振蕩波形，這種方法簡單方便，但是如果用于沒有單片機(jī)的電路中就不合適。

1.3鎖相環(huán)式頻率合成法鎖相環(huán)式頻率合成法屬于間接頻率合成技術(shù)，該法采用鎖相環(huán)電路(phase-lockedloop)，通常由環(huán)路濾波器（LF）、鑒相器（PD）和壓控振蕩器（VCO）三部分組成通常情況下，程序分頻器都集成在鑒相器芯片中，利用鎖相環(huán)電路就可以實(shí)現(xiàn)外部的輸入信號(hào)與內(nèi)部的振蕩信號(hào)同步，當(dāng)鎖相環(huán)電路中輸出信號(hào)的頻率等于參考信號(hào)的頻率時(shí)，輸出電壓與參考信號(hào)的電壓保持一定的相位差，也就是說輸出電壓與參考電壓的相位被鎖住。鎖相環(huán)法通過對(duì)程序分頻器M的參數(shù)的調(diào)節(jié)能夠很方便的選擇所需要頻率信號(hào)，也可以通過環(huán)路濾波器LF濾除雜散信號(hào)，保證了輸出振蕩信號(hào)的精度與純度，而且還可以采用鎖相環(huán)芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是鎖相環(huán)得缺點(diǎn)就是頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間較長，而且正弦波的幅度以及頻率都很難控制。

2振蕩發(fā)生電路設(shè)計(jì)

ICL8038是一款具有多種波形輸出的精密振蕩集成電路芯片，連接少量外部元件就可產(chǎn)生高精度、低失真的正弦波，三角波，鋸齒波和方波等常用波形，輸出波形的頻率和占空比還可以由電流或電阻控制；另外由于該芯片具有調(diào)頻信號(hào)輸入端,所以可以用來對(duì)低頻信號(hào)進(jìn)行頻率調(diào)制，且頻率調(diào)制和掃描可由一個(gè)外接電壓來完成。另外，該芯片采用先進(jìn)的單片集成技術(shù)制造，內(nèi)部采用的是肖特基勢(shì)壘二極管薄膜電阻，因此輸出信號(hào)在很大的溫度范圍和電源變化范圍內(nèi)能穩(wěn)定輸出，良好的溫度和電源穩(wěn)定性剛好滿足本次設(shè)計(jì)環(huán)境的要求，并且正弦波輸出信號(hào)的失真率可低到1%，三角波輸出信號(hào)的線性失真可低至0.1%，溫漂低于250ppm/℃(每度250百萬分之一)。

根據(jù)ICL8038幾種基本接法，當(dāng)其用作固定頻率參考正弦波振蕩器時(shí)，電路原理圖如圖1所示。即振蕩輸出連接一個(gè)運(yùn)放LF353，其運(yùn)放的作用是用來減小ICL8038相對(duì)較高的輸出阻抗，同時(shí)提供了一個(gè)緩沖作用，另外，還可以對(duì)正弦波幅度根據(jù)需要調(diào)節(jié)。該電路可用于電子技術(shù)及通訊工程中需要正弦波的場(chǎng)合中。首先，直接將7腳與8腳短接，可使芯片輸出正弦波頻率為R1，R2以及電容C決定的最高頻率；12腳是輸出正弦波失真度調(diào)節(jié)端，可在12腳與11腳之間接82kΩ的電阻，使輸出正弦波的失真度小于1%。連接于4腳的電阻R1決定著輸出信號(hào)正弦波上升段的寬度t1，而接于5腳的電阻R2決定著輸出信號(hào)正弦波下降段的寬度t2。

需要得到的正弦波周期T為1/50000s，對(duì)于任一給定的輸出頻率，可以有很多種滿足這一頻率要求的RC組合。但是式中R，C的取值不是能夠隨便選擇，因?yàn)橐艿诫娐分谐浞烹婋娏鞯南拗疲环矫妫绻烹娺^程中電流過小，電路的漏電流在高溫下將產(chǎn)生很大的誤差，所以充放電電流必須大于等于1μA；另一方面，如果充放電得電流過大，三級(jí)管的飽和電壓和β值將隨著電流的增加而增加，從而帶來的誤差，因此充放電電流必須小于等于5mA，所以電路中充放電電流應(yīng)該在10μA到1mA的范圍內(nèi)。另外，保證I1和I2在10μA～1mA范圍內(nèi)的同時(shí)，I1和I2的取值應(yīng)盡量大一些，這樣就可以使R1和R2的值小一些，那么相應(yīng)的電容C就可以取大一些，因?yàn)閺娜遣ǖ木€性方面考慮，電容C的值越大相應(yīng)的線性度也就越好，因此電容C應(yīng)該取允許值的上限。根據(jù)以上要求，選取C=4.7nf，R=R1=R2=1.27kΩ，選用了兩個(gè)2kΩ的滑動(dòng)變阻器，通過滑動(dòng)位置來調(diào)整R1和R2的數(shù)值。采用開關(guān)電壓提供±15V工作電壓使電路工作，將電路輸出結(jié)果在示波器中顯示，正弦波的波形如圖2所示，從圖中可以看出，輸出電壓頻率為50KHz，頻率，幅度都達(dá)到要求，且精度高，輸出穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]朱志平.壓控振蕩器中振蕩電路的設(shè)計(jì)[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報(bào)：綜合版,2011(10):71-74.

[2]王儉,潘欣裕,畢自強(qiáng)等.RC橋式正弦振蕩電路輸出信號(hào)幅值特性研究[J].電子設(shè)計(jì)工程,2015,23(13):151-154.

作者：劉軍 郭曉菲 單位：中國地震局地震研究所地震大地測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室