一种可编程控制的正弦波发生电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可编程控制的正弦波发生电路，包括CPU、振荡模块、比较器U2，振荡模块的输出端通过比较器比较后输入CPU，CPU用于将测得的输出正弦波信号的频率与设定的频率值相比较，调整第一可变电阻R1和第二可变电阻R2，使输出的正弦波信号频率不断趋于设定值。本实用新型专利技术可通过CPU对高频信号发生电路实行精确控制，对频率和幅度任意设置后，可输出设置信号，并可闭环检测频率和幅度，和设置值进行比较，以微调输出信号误差，从而可产生频率和幅度精确、稳定的正弦信号。

A programmable sine wave generator

【技术实现步骤摘要】
一种可编程控制的正弦波发生电路
本技术属于信号发生器领域，尤其涉及一种可编程控制的高稳定性、可稳幅正弦波发生电路，可用于广播、电视、通讯领域的信号调幅和调频，工业自动控制、测量仪表、高频加热以及超声波探伤等。
技术介绍
现有技术中，高频信号发生电路比比皆是，有直接控制信号发生芯片而产生信号的，但此种电路频带低，且无法控制幅度；也有用混频原理产生高频信号的，但混频后信号存在大量的谐波，给后面的滤波处理带来了极大的难度；也有用振荡电路产生高频信号的，但这种电路只能产生一种频率和幅度固定的信号，频率和幅度无法控制，只能通过手动方式来调节频率和幅度，无法提高信号频率和幅度的稳定度。
技术实现思路
技术目的：为了克服现有技术存在的问题，解决高频信号发生电路中频率和幅度难以精确控制的难题，同时也为了解决现有技术中一种电路只能产生一种频率和幅度固定的信号，本技术提供一种可编程控制的正弦波发生电路。技术方案：本技术提供一种可编程控制的正弦波发生电路，包括CPU、振荡模块、比较器U2，所述振荡模块包括第一运放U1、第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第三电阻R3、反馈电阻Rf、第一电容C1及第二电容C2，所述第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第一电容C1和第二电容C2构成串并联选频网络，串并联选频网络的输入端连接第一运放U1的正向输入端，输出端连接第一运放U1的输出端；所述反馈电阻Rf一端连接第一运放U1的输出端，另一端连接第一运放U1的反向输入端；第三电阻R3一端连接第一运放U1的反向输入端，另一端接地；第一运放U1的输出端输出正弦波信号，比较器U2的同向输入端输入所述正弦波信号，比较器U2的反向输入端接入比较电压，比较器U2的输出端接CPU的Count引脚；CPU的P1引脚连接第一可变电阻R1和第二可变电阻R2的控制端口。振荡电路中采用可变电阻，该电路通过负反馈利用CPU调节两个可变电阻值，可以使输出正弦波信号的频率更加准确。进一步的，还包括幅度控制模块，所述幅度控制模块包括程控运放芯片U4和第二运放U5，所述第一运放U1的输出端接至程控运放芯片U4的VINP引脚，程控运放芯片U4的输出引脚连接第二运放U5的同向输入端，第二运放U5的反向输入端和输出端均接至CPU的A/D引脚，CPU的D/A引脚连接程控运放芯片U4的GPOS引脚。该电路用过负反馈利用CPU微调程控运放芯片U4，可以使输出正弦波信号的幅值更加准确。进一步的，第一运放U1输出的正弦波信号通过程控运放芯片U4控制幅值后接入比较器U2的同向输入端。两个负反馈环节同时使用，既提高了输出信号的频率准确度，也提高了幅值的准确度，使输出正弦波信号与设定的正弦波信号一致。进一步的，还包括幅度稳定模块，所述幅度稳定模块包括第一稳压二极管V1、第二稳压二极管V2、第三稳压二极管V3、第四稳压二极管V4、第五稳压二极管V5，第一稳压二极管V1、第二稳压二极管V2的正极均接至反馈电阻Rf一端；第一稳压二极管V1、第二稳压二极管V2的负极分别与第四稳压二极管V4、第五稳压二极管V5的负极连接；第四稳压二极管V4、第五稳压二极管V5的正极均接至反馈电阻Rf的另一端；第三稳压二极管V3的一端连接至第一稳压二极管V1和第四稳压二极管V4的连接处，另一端连接至第二稳压二极管V2和第五稳压二极管V5的连接处。五个稳压二极管构成幅度稳定模块，使得从第一运放U1输出的正弦波信号的幅度更加稳定，以便于后级的程控运放进行处理。进一步的，所述CPU的P1.0、P1.1、P1.2引脚分别与可变电阻R1的ADDR、SDA、SCL引脚连接；所述CPU的P1.3、P1.4、P1.5引脚分别与可变电阻R2的SCL、SDA、ADDR引脚连接。进一步的，所述比较器U2的反向输入端串联电阻R4、电阻R5，电阻R4和电阻R5之间连接5V直流电压。进一步的，所述第二运放U5的反向输入端连接至输出端，同向输入端除了连接程控运放芯片U4的输出引脚，还接有电阻R7，电阻R7的另一端接3.3V直流电压。进一步的，所述CPU用于调整可调电阻R1、可调电阻R2以及程控运放芯片U4。有益效果：本技术提供的一种可编程控制的正弦波发生电路，解决了现有技术高频信号发生电路中频率和幅度难以精确控制的问题，可通过CPU对高频信号发生电路实行精确控制，对频率和幅度任意设置后，可输出设置信号，并可闭环检测频率和幅度，和设置值进行比较，以微调输出信号误差，从而可产生频率和幅度精确、稳定的正弦信号；可以在较宽的频带范围内任意设置频率，使得同一个电路可以根据需要在频带范围内设定不同的频率，适用范围更广，更加方便。附图说明图1为本技术的可编程控制的正弦波发生电路原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。如图1所示，可编程控制的正弦波发生电路，包括CPU、振荡模块、比较器U2、幅度控制模块，所述振荡模块包括第一运放U1、第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第三电阻R3、反馈电阻Rf、第一电容C1及第二电容C2，所述第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第一电容C1和第二电容C2构成串并联选频网络，串并联选频网络的输入端连接第一运放U1的正向输入端，输出端连接第一运放U1的输出端；所述反馈电阻Rf一端连接第一运放U1的输出端，另一端连接第一运放U1的反向输入端；第三电阻R3一端连接第一运放U1的反向输入端，另一端接地。幅度控制模块包括程控运放芯片U4和第二运放U5，所述第一运放U1的输出端接至程控运放芯片U4的VINP引脚，程控运放芯片U4的输出引脚VOUT连接比较器U2的同向输入端，比较器U2的反向输入端串联电阻R4、电阻R5，电阻R4和电阻R5之间连接5V直流电压，为比较器U2提供比较电压。比较器U2的输出端接CPU的Count引脚；CPU的P1引脚连接第一可变电阻R1和第二可变电阻R2的控制端口，具体是CPU的P1.0、P1.1、P1.2引脚分别与可变电阻R1的ADDR、SDA、SCL引脚连接；所述CPU的P1.3、P1.4、P1.5引脚分别与可变电阻R2的SCL、SDA、ADDR引脚连接。该闭环部分通过负反馈调节，将输出正弦波信号通过比较器比较后输入至CPU，CPU通过将测得的输出正弦波信号的频率与设定的频率值相比较，调整第一可变电阻R1和第二可变电阻R2，使输出的正弦波信号频率不断趋于设定值。程控运放芯片U4的输出引脚VOUT同时连接第二运放U5的同向输入端，第二运放U5的反向输入端和输出端均接至CPU的A/D引脚，CPU的D/A引脚连接程控运放芯片U4的GPOS引脚。第二运放U5的同向输入端除了连接程控运放芯片U4的输出引脚，还接有电阻R7，电阻R7的另一端接3.3V直流电压。该闭环部分增加控制幅度的负反馈环节，利用程控运放芯片U4调整输出正弦波信号的幅值，将输出的信号通过第二运放U5进行电平转换后传输至CPU，CPU将测得的信号幅值与设定的幅值相比较，微调程控运放芯片U4，使输出信号的幅值与设定的幅值相同。本实施例中第一运放U1输出的正弦波信号通过程控运放芯片U4控制幅值后既接入比较器U2，也接入第二运放U5。两个负反馈环节同时使用，既提高了输出信号的频率准确度，也提高了幅值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可编程控制的正弦波发生电路，其特征在于，包括CPU、振荡模块、比较器U2，所述振荡模块包括第一运放U1、第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第三电阻R3、反馈电阻Rf、第一电容C1及第二电容C2，所述第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第一电容C1和第二电容C2构成串并联选频网络，串并联选频网络的输入端连接第一运放U1的正向输入端，输出端连接第一运放U1的输出端；所述反馈电阻Rf一端连接第一运放U1的输出端，另一端连接第一运放U1的反向输入端；第三电阻R3一端连接第一运放U1的反向输入端，另一端接地；第一运放U1的输出端输出正弦波信号，比较器U2的同向输入端输入所述正弦波信号，比较器U2的反向输入端接入比较电压，比较器U2的输出端接CPU的Count引脚；CPU的P1引脚连接第一可变电阻R1和第二可变电阻R2的控制端口。

【技术特征摘要】
1.一种可编程控制的正弦波发生电路，其特征在于，包括CPU、振荡模块、比较器U2，所述振荡模块包括第一运放U1、第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第三电阻R3、反馈电阻Rf、第一电容C1及第二电容C2，所述第一可变电阻R1、第二可变电阻R2、第一电容C1和第二电容C2构成串并联选频网络，串并联选频网络的输入端连接第一运放U1的正向输入端，输出端连接第一运放U1的输出端；所述反馈电阻Rf一端连接第一运放U1的输出端，另一端连接第一运放U1的反向输入端；第三电阻R3一端连接第一运放U1的反向输入端，另一端接地；第一运放U1的输出端输出正弦波信号，比较器U2的同向输入端输入所述正弦波信号，比较器U2的反向输入端接入比较电压，比较器U2的输出端接CPU的Count引脚；CPU的P1引脚连接第一可变电阻R1和第二可变电阻R2的控制端口。2.根据权利要求1所述的可编程控制的正弦波发生电路，其特征在于，还包括幅度控制模块，所述幅度控制模块包括程控运放芯片U4和第二运放U5，所述第一运放U1的输出端接至程控运放芯片U4的VINP引脚，程控运放芯片U4的输出引脚连接第二运放U5的同向输入端，第二运放U5的反向输入端和输出端均接至CPU的A/D引脚，CPU的D/A引脚连接程控运放芯片U4的GPOS引脚。3.根据权利要求2所述的可编程控制的正弦波发生电路，其特征在于，第一运放U1输出的正弦波信号通过程控运放芯片U4控制幅值后接入比较器U2的同向输入端。4.根据权利要求1至3任一所述的可编程控制的正弦波发生电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓宁，
申请(专利权)人：江苏大全凯帆电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32