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正交振荡器 软件仿真可行,实物输出有问题

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

最近在做一个可任意调频的正交振荡器,可是感觉限幅有问题,输出来的波形总是会有顶部失真,可调频的原理是添加DA改变其传递函数。

如下图
          

 

还有的是起振很慢,虽然加大R1+R10的阻值能过很快起振,相应带来的问题是VF2失真变形

起振条件是环路增益|AF|>1,可让正反馈小于1先起振,之后还原为AF=1 而相位差为2nπ

不知道有什么问题在里面

你好!

能否直接上传一份TINA的仿真文件,这样方便我们直接分析其幅频特性,特别是AF曲线。

1、输出波形顶部失真,通过DA来调整其参数,能说明下DA如何接入调整其传递函数的。此外,出现了顶部失真,请问是15V的顶部失真吗?我看到了D3,D4的限幅作用,在实际的测试过程中,最好留一定的余量,且若15V的顶部失真,请测试实际中的D3,D4的特性,能否达到我们的设计要求。

2、单纯的改变R1+R10就改变了整个电路的一个幅频特性,你说的VF2失真变形是个什么情况,能上传一下实际的图形吗?

谢谢!

1. 手册第二页有写到输出范围的典型值是+/-12V,在应用中请注意,如果输出超过这个范围,有可能顶部被削平。

2. 限幅用的4个二极管是否必需?可以仿一下去掉这些二极管后的电路瞬态响应。

参考《基于运算放大器和模拟集成电路设计》的第12章MDAC的设计,通过后接运放的特性,输出阻抗近似为0,只提供一个衰减系数D

其实最开始的时候只是使用了前面的2个二极管,只是为了让其起振,得正反馈的增益小于负反馈,即R3/R1<1,起振之后还原R3=R1,不然输出的2路正交波形幅度不相同

使用的是1N4148

失真变形就是顶部有失真

待会上图

波形2

其实现在已经可以做到100HZ到200Khz可调,使用多级分档,切换电容来分别调节的

无法做到1M 波形失真很严重,如图

DA提供的衰减系数D不能太小,否则会无法维持振荡,或者波形失真

 

你好!

以下主要分析幅频曲线,主要为AF曲线。

电路图TINA仿真得到的波形的周期为130us,则其f=7.692Khz,而对于其幅频特性我们可以看到其对应的起振点为7.59khz。下图分别对应C3=2n,C3=200f,C3=2f。

 

由以上诸图可以得到减小C3可以使得其振荡频率增大,但是C3减小当振荡频率达到100khz以上时,C3的影响就比较小了,同时注意到在这个过程中,1Mhz~10Mhz处的相位有个明显的下降,且一直存在,即说明10MHz位置附近应该是由一极点在作用,故若我们将振荡点放到>1Mhz的位置时,会出现我们的振荡曲线则不会出现或者其出现限幅等现象,因为其相位可能不止变化180°。

为了验证1M以上的情况,我设定C3=2f,减小C1,即当C1=1n时,还能出现起振点,但是C1<1n时,就不会在(<10Mhz)出现起振点。

上图为C3=1n

上图为C3=900f

对于你的实际电路中的DA的调节作用可能需要针对实际需要进行调整。

希望对你有所帮助。

另外附上仿真的文件。

谢谢!

 

另外从datasheet上可以看到,最右侧的极点应该是OPA606自身的开环增益极点,可以参照datasheet上的P5的开环增益响应曲线,并且从P6的最大未失真输出VS频率曲线也可以看到最好不要大于1Mhz,否则其输出电压会被削减。

谢谢!

  现在情况已经改善,把后接的2个并联二极管已经去掉,只是串联了一个22Ω的小电阻使AF>1起振,而其他电阻都是1KΩ,然后分别分了4个档位。

  电容C3分别取值为 473 .682.821 .300,与之对应的C1维持着C1=2C3

    DA的衰减系数1~20倍

已经可控,在电容为300时,也就是30P时理论f应该为5.3M作用,但是单D系数为1是依旧失真,为0.5时可行,现可达2.4M

   还有一个问题就是输出的波形再衰减系数高时,会出现很明显的直流分量,是因为积分的影响使运放上的输入偏置电压放大?还是二极管产生额0.7V电压的影响呢?

你好!

DAC本身输出也是存在leakage current和offset error的,猜测可能跟这两个参数有关系,你可以查看一下DAC的datasheet上的相关参数。

你好!

DAC本身输出也是存在leakage current和offset error的,猜测可能跟这两个参数有关系,你可以查看一下DAC的datasheet上的相关参数。

你好!

DAC本身输出也是存在leakage current和offset error的,猜测可能跟这两个参数有关系,你可以查看一下DAC的datasheet上的相关参数。

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