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音調(diào)線性VCO,第2部分

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2025-03-12 16:06:09 | 545 次閱讀

  如何制作一個振蕩器,其音高與頻率相反,可以與對照電壓成正比。在第二部分中,我們將研究為其他可能的應用程序安排事物的替代方法。

  首先,圖1顯示了基本電路的修訂版,該版本使用B系列CMO構建,以允許軌道電壓高達18或20 V,而不是原件的名義5 V。
  圖1第1部分的變體圖2,允許使用高達20 V的操作。
  從U2從74HC74更改為CD/HEF4013B之外,主要區(qū)別在于U1。憑借12 V導軌,TL062/072/082S甚至LM358和MC1458都效果很好,LM393比較器具有輸出引體引力電阻器。控制電壓的跨度隨供應電壓而增加,但仍為vs的約±20%。請注意,由于我們僅在該中央部分內(nèi)感知,因此這些設備的限制輸入范圍不是問題。
  即使使用原始的5-V MCP6002,這是一個問題,這是一個經(jīng)常無法開始振蕩的問題。與74HC74不同,4013具有高度的R和S輸入,因此U1A的極性必須翻轉。它傾向于以其高輸出啟動,從而有效地將U2A鎖定在全1S條件下,迫使Q1永久啟動。這解釋了R5/C5/Q2的需求。如果(何時!)發(fā)生粘性狀態(tài),則Q2將打開,縮短C2,以便Q1可以關閉并開始振蕩。在涉及的低頻下,R5跨R5的反向二極管被證明是不必要的。
  這也可以使用額外的恒定水槽進行構建,如第1部分所示,但隨后U1需要具有軌道到軌輸入。
  缺乏任何邏輯的版本  這是我嘗試過的第一個版本的擴展,該版本是沒有邏輯IC的。它很整潔且有效,但是U1A只能輸出脈沖,需要拉伸才有用。 (使用觸發(fā)器保證了占空比,而備用部分則用作單個可產(chǎn)生的較明確定義的重置脈沖。)圖2所示的電路圍繞此操作,并且可以為您選擇的任何軌道電壓而構建,只要U1和MOSFET都適當?shù)剡x擇了。

  圖2這個全污點版本(除了運算放大器)使用第二部分來產(chǎn)生其占空比接近50%的輸出。
  U1B的電路是U1A的副本,但有一半的時間恒定。它以相同的方式重置,并且其控制電壓是相同的,因此其輸出脈沖具有完整周期的一半寬度,從而產(chǎn)生了方波(或幾乎如此)。理想情況下,Q1和Q3應匹配,C3恰好是C1的一半,而不是顯示的實際47N。僅當導軌電壓超過Q1/3的閘門源限制時,R7才有必要。 (ZVP3306AS的額定值為20 v Max。)純度來自超頻扭曲的戒指  最終的變化(請參見圖3)回到使用邏輯,并具有合理的正弦輸出,如果您需要。

  圖3這里振蕩器的運行速度比輸出頻率快16倍。使用電阻器在其8個輸出上使用電阻器將脈搏速率向下劃分,從而可以對正弦波進行逐步近似。
  振蕩器本身以輸出頻率的16倍運行?,F(xiàn)在,脈搏生成的單穩(wěn)定多振動器(MSMV)現(xiàn)在使用一對交叉耦合門,不僅要饋入Q1,而且還饋入8位移位寄存器(在此處實現(xiàn)為兩個4位的寄存器),其最終輸出被倒入并饋回其D輸入。這被稱為扭曲的環(huán)或約翰遜柜臺,是一種數(shù)字莫比烏斯樂隊。當信號超過每個Q輸出時,它具有8個高位,然后是8個低位,無限期重復。 U2C不僅執(zhí)行反轉,還可以在啟動時提供簡短的,固體高的u3a d輸入,以初始化寄存器。
  U2和U3顯示為高壓CMOS零件,以允許在5 V時進行操作。同樣,如果添加了額外的電流源,則可能需要更改,也許需要更改,也許是軌道到軌輸入(RRI)零件。 74HC132S和74HC4015S(或'HC164S)在?5 V處正常工作?! 輸出通過選定的電阻給出一個公共點,以給出一個輸出,雖然階梯逐漸接近正弦波,如圖4所示。 R4設置輸出級別,C4提供了一些過濾。 (不同的電阻器可以給出不同的音調(diào)顏色。例如,如果它們都是相等的,則輸出(如果階梯階段)將是一個很好的三角波。)圖4波形說明了圖3電路的操作約為500 Hz。

  這些步驟對應于第15和17個諧波,雖然通過C4/R4過濾,但仍處于-45 dB。要減少它們,請?zhí)砑右粋€簡單的兩極sallen鍵濾波器,例如圖5中,該過濾器還顯示了輸出約為500 Hz的過濾光譜。

  圖5合適的輸出過濾器,用于添加到圖3和所得的頻譜。
  第二和第三諧波仍大約為-60 dB,但其他諧波現(xiàn)在遠低于-70 dB,因此我們可以要求大約-57 dB或0.16%的THD,在250 Hz時會更糟,在2 kHz時效果更好。如果您想要完整的4-5個螺旋跨度(額外的電流水槽),則這種方法不會很好地工作:除非使過濾器可調(diào)節(jié):也許是另一個由另一個由電壓控制的電流源驅動的電阻式光學隔離器與R14/15結合使用?

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