雙濾波器生成掃頻正弦/余弦波形

解調(diào)器、定向電路，以及其它電子應(yīng)用等都常常要用到兩個(gè)相差為90°的正弦波，即一個(gè)正弦波和它的余弦波。工程師們通常采用模擬濾波器產(chǎn)生這個(gè)相移。不過，這種方法提供的頻率范圍有限。使用圖1中的電路，就可以在1 Hz~25 kHz的頻率范圍內(nèi)，獲得一個(gè)掃頻的正弦/余弦對(duì)。



　　圖1，此電路可以在1Hz至25kHz頻率范圍內(nèi)，產(chǎn)生掃頻的正弦/余弦對(duì)。

　　電路采用了Mixed Signal IntegratiON公司的MSFS5可選低通/帶通的開關(guān)電容濾波器，用于消除加在其輸入端的一個(gè)方波的諧波。MSFS5的時(shí)鐘是輸入方波的100倍。74HC390與74HC74構(gòu)成了一個(gè)25分頻和2分頻電路。74HC74的Q輸出連接到74HC390A的兩個(gè)2分頻電路上，所產(chǎn)生方波頻率為濾波器時(shí)鐘頻率的1/100，相互的相差為90°。CMOS電平的方波會(huì)使濾波器飽和，因此電路用R1至R4組成的電阻分壓器來降低信號(hào)的幅度。

　　圖2給出了當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘為2 MHz時(shí)，兩個(gè)濾波器在20 kHz的輸出。注意示波器上相位的讀數(shù)為-89.85°。當(dāng)掃頻時(shí)，相位的變化從-89°到-91°。圖3顯示了一個(gè)20 kHz的Lissajous類型。

　　



　　圖2，示波器上的相位讀數(shù)為-89.85°。



　　圖3，當(dāng)掃頻時(shí)，相位在-89°~ -91°之間變動(dòng)。

　　用頻譜分析儀和Audio Precision公司的音頻分析儀對(duì)電路失真做測(cè)試，得到THD(總諧波失真)為-49 dB。測(cè)試表明，該電路在FSK(頻移鍵控)或FM(調(diào)頻)方式下，濾波器輸出端都沒有間斷。