专利名称：高精密频率的正弦波发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种基于开关电容滤波器的高精密频率的正弦波发生器。属于电学技术领域。
背景技术：
正弦波振荡电路广泛应用于通讯、广播、电视等系统，如无线电通讯发射机中的载波产生电路、超外差接收机中的本机振荡电路等。数十年来至今，在产生正弦波的振荡器中，用得最广泛的是LC振荡器和RC振荡器等或有源滤波振荡器。由于这些振荡器中存在着电感或电容及较多分立元件，使电路较复杂，且这些分立器件的参数会随时间、温度等的变化而不可避免的产生漂移，限制了其在要求振荡频率十分稳定的应用场合。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种基于通用开关电容滤波器集成芯片的高精密频率的正弦波发生器。它可有效克服现有技术所存在电路复杂，分立器件的参数会随时间、温度等的变化而产生漂移等缺陷。
本发明的技术解决方案高精密频率的正弦波发生器用一个集成带通开关电容滤波器、一个外部可调时钟或晶振和一个运算放大器组成负反馈电路来构成正弦波发生器，时钟电路给开关电容带通滤波器提供一个频率恒定的时钟信号，开关电容带通滤波器输出端接负反馈电路的输入端，通过负反馈放大电路反相后再接入开关电容带通滤波器输入端，通过设定反馈电路放大系数，当满足电路自激振荡条件，即输出正弦波信号，其频率就是带通开关电容滤波器中心频率。因此频率非常的稳定，而且波形失真度小。
本发明的优点不需要任何电容器和电感器等分立元件，即构成一个精密输出频率、高品质的正弦波发生器，输出正弦波频率精度取决于晶振或外部时钟精度，不受分离元件参数漂移的影响，波形失真度好，而且实现很方便，电路简单，可以应用于高稳定频率、高品质正弦波的应用场合。
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是集成带通开关电容滤波器的电原理图。
附图3是一个运算放大器组成负反馈电路图。
图中的1是集成带通开关电容滤波器、2是一个运算放大器组成负反馈电路、3是一个外部可调时钟或晶振电路，fclk是时钟、f0是中心频率。
具体实施例方式
对照附图1，高精密频率的正弦波发生器，其结构是由集成带通开关电容滤波器1、一个运算放大器组成负反馈电路2、一个外部可调时钟或晶振电路3三部分组成，其中集成带通开关电容滤波器1中的第一输入端接一个外部可调时钟或晶振电路3的输出端，集成带通开关电容滤波器1中的第二输入端接一个运算放大器组成负反馈电路2的输出端，集成带通开关电容滤波器1的输出端接一个运算放大器组成负反馈电路2的输入端。
通过有源负反馈放大电路2使Uf与U0相位相反，通过调节电阻R1、R2大小，可以设定反馈电路放大系数F，当满足Au·F＝1时，满足电路自激振荡条件，U0为输出频率f0的正弦波信号。反馈电路放大系数F＝电阻R2/电阻R1。
一个外部可调时钟或晶振电路3为集成带通开关电容滤波器1提供频率精密的时钟信号，是晶振或是外部的时钟信号。通过设定带通开关电容滤波集成电路时钟与中心频率之比fCLK/f0可编程引脚电平或改变时钟fCLK，即可调节正弦波信号输出频率f0；通过开关电容带通滤波电路1设定品质因数Q可编程引脚电平，即可调节波形的失真度。
对照附图2，其结构是开关电容带通滤波电路1可编程引脚，通过设定不同电平可实现对输入时钟与中心频率之比fCLK/f0和品质因数Q的设定。
集成带通开关电容滤波器1是由MOS开关、MOS电容和MOS运算放大器构成。其特点是(1)当时钟频率一定时，开关电容滤波器的特性仅取决于电容的比值。由于采用特种工艺，这种电容的比值精度可达0.01％，并且具有良好的温度稳定性。(2)当电路结构确定以后，集成带通开关电容滤波器1的中心频率仅与时钟频率有关，而且其品质因数高。
对照附图3，一个运算放大器组成负反馈电路，其结构是在运算放大器的输入端上接电阻R1，运算放大器的输出端与输入端间串接电阻R2。
工作时信号通过电阻R1进入运算放大器的非倒相端。运算放大器的输出端通过电阻R2与非倒相端相连接，倒相端与参考地电位相连接。
权利要求
1.高精密频率的正弦波发生器，其特征是由集成带通开关电容滤波器(1)、一个运算放大器组成负反馈电路(2)、一个外部可调时钟或晶振电路(3)三部分组成，其中集成带通开关电容滤波器(1)中的第一输入端接一个外部可调时钟或晶振电路(3)的输出端，集成带通开关电容滤波器(1)中的第二输入端接一个运算放大器组成负反馈电路(2)的输出端，集成带通开关电容滤波器(1)的输出端接一个运算放大器组成负反馈电路(2)的输入端。
2.根据权利要求1所述的高精密频率的正弦波发生器，其特征是正弦波发生器的频率和品质因数通过集成开关电容带通滤波器的频率和可编程引脚电平设定。
3.根据权利要求1所述的高精密频率的正弦波发生器，其特征是一个运算放大器组成负反馈电路(2)是在运算放大器的输入端上接电阻R1，运算放大器的输出端与输入端间串接电阻R2，负反馈电路放大系数F＝电阻R1/电阻R2。
全文摘要
本发明涉及的是一种基于通用开关电容滤波器集成芯片的高精密频率的正弦波发生器。它用一个集成带通开关电容滤波器、一个外部可调时钟或晶振和一个运算放大器组成负反馈电路来构成正弦波发生器，时钟电路给开关电容带通滤波器提供一个频率恒定的时钟信号，开关电容带通滤波器输出端接负反馈电路的输入端，通过负反馈放大电路反相后再接入开关电容带通滤波器输入端，优点不需要任何电容器和电感器等分立元件，即构成一个精密输出频率、高品质的正弦波发生器，输出正弦波频率精度取决于晶振或外部时钟精度，不受分离元件参数漂移的影响，波形失真度好，而且实现很方便，电路简单，可以应用于高稳定频率、高品质正弦波的应用场合。
文档编号H03B25/00GK1852022SQ20061003920
公开日2006年10月25日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者刘闯, 冯雷 申请人:南京航空航天大学