方波轉正弦波

2021-10-02 08:14:31 字數 1173 閱讀 2231

很多微控制器(mcu)或pic都有用於產生正弦波但是效果卻不甚理想的數模轉換器(dac)輸出。一般來說它們的解析度都比較低(8到10位元),總諧波失真率(thd)在1%內。或者,mcu或pic使用乙個帶方波輸出的五階或七階開關電容濾波器,並連線到mcu的兩個i/o引腳上。

乙個輸出被用作濾波器輸入,另乙個輸出被用作濾波器時鐘。此外,這兩個輸出必須是方波,並以100:1的比率跟隨。

因為mcu不僅要產生乙個正弦波,它還進行更多處理,所以將兩個定時器或乙個定時器繫結至韌體通常需要很多系統開銷。因此系統設計工程師不得不使用更快或更加昂貴的mcu。

這裡有乙個更好的辦法,即利用rdd104可選的4各十進位制cmos除法器和乙個msfs5 開關電容濾波器來構建乙個雙晶元、失真率為0.2%的正弦波源。rdd104有兩個引腳,可以從四個除法器divide-by-10、divide-by-100、divide-by-1000和divide-by-10k中選擇乙個。

在引腳5連線外部時鐘或帶乙個晶振,該器件就可使用。最大頻率在5v直流電壓下為1.5 mhz。

文中給出了方波-正弦波轉換示意圖。rdd104的引腳5和引腳6連線乙個晶振以及乙個10mω的電阻。引腳5還接有乙個100pf的電容(c5)。

msfs5的輸入電容,以及rdd104引腳6與msfs5引腳4之間的連線具有與晶振引腳2相等的電容。由於div_sel_1電平低,div_sel_2電平高,所以選擇100:1除法器。

msfs5 是乙個引腳可選的、七階、低通/6端帶通開關電容濾波器。這個具有8個引腳的ic可以用在butterworth、bessel或橢圓低通濾波器上,還可用於倍頻程、1/3和1/6倍頻程帶通濾波器上。rdd104的clock_out交流耦合到msfs5的時鐘輸入。

設定msfs5為1/6倍頻程帶通操作以實現在基頻無衰減情況下方波諧波的最大衰減。可通過將fsel和type連線到vdd獲得帶通和1/6倍頻程配置。設定濾波器為單電源執行,vdd為5v,vss為0,gnd通過2個電阻(r4和r5)連線到中間電源。

用乙個0.1μf的電容作為輸入去耦。rdd104的輸出通過兩個10kω的電阻衰減,並交流耦合到msfs5的濾波器輸入端。

有了這樣的配置,我們就可以得到乙個10khz、1vrms的正弦波輸出。在5v直流下的總電流消耗少於2ma,這使該解決方案很適用於可攜式應用,在400 hz~300k hz頻寬之間,thd等於0.2%(在ap portable one plus access測試條件下測試)。

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