晶振晶体被广泛用于各式各样的产品中,随着科技的发展,对于晶振产品的要求也在不断上升.如何从数字源获取正弦波,从而产生稳定的晶振频率精确波形,是伺服系统,测试设备和电信系统的理想选择.

本应用笔记讨论了如何通过从数字源获取正弦波来获得更高的石英晶体精度和更少的漂移.这样可以产生稳定,频率精确的波形,非常适用于伺服系统,测试设备和电信系统.

伺服系统,测试设备和电信系统属于需要稳定,频率精确的正弦波源的应用.许多这样的正弦波振荡器是可用的,但找到具有令人满意的绝对精度和漂移水平的振荡器则是一个挑战.

通过从数字源获取正弦波,您可以获得更高的精度和更少的漂移.由于方波包含方波频率的基波加上无限多个奇次谐波,因此可以通过低通滤波器去除谐波来获得所需的基波正弦波.开关电容滤波器适合此应用(图1).IC3是一种8阶低通巴特沃斯型.

图1.从方波滤波谐波产生正弦输出,其稳定性和灵活性来自数字电路.

正弦波石英贴片晶振从8MHz信号开始,并将其除以8,以获得C1的1MHz.(IC1的2MHz和500kHz输出可用作备用驱动信号.)Q1对1MHz脉冲进行电平转换,以便它们可以驱动产生双极性输出所需的双极性电路.(对于单极性输出,您可以通过将IC3接地端子偏置到中间轨道并添加去耦电容来在单电源电压下操作电路.)同步计数器IC2将1MHz除以256以提供所需的输出频率(3906Hz),以及IC3滤除谐波频率.

滤波器的时钟取自IC2的第一个2分频抽头,以确保占空比为50％.IC2进一步将该信号除以128,以确保滤波器的输入信号(1MHz/256)落在滤波器响应的平坦部分内.IC2输出的百分之五十的占空比确保了对称的正弦波输出.滤波器的主极点或转角频率相对于时钟固定,并形成100:1的内部时钟-角比.滤波器衰减将三次谐波幅度降低至-80dB.

由于滤波器的输入和晶体振荡器的频率具有1:128的固定比率,因此切换或扫描C1上施加的频率对正弦波发生器输出具有成比例的影响.例如,将此频率从2MHz切换到500kHz,将输出频率从7812Hz切换到1953Hz.输出幅度不受影响,因为该频段远低于平滑滤波器的25kHz转角频率.别名频率不是问题,因为代表该电路中混叠的潜在原因的频率-超过时钟速率一半的奇数谐波-具有不显着的幅度.