宽带波形发生器电路原理图讲解

该电路旨在提供宽带数字正弦波信号源。其主要特点是，由于它分32步合成信号，因此不需要低通滤波器来抑制奇次谐波。

在输入频率控制下合成正弦波的众所周知的方法是将低通滤波器应用于相同频率的方波。除了基波之外，还包括奇次谐波。滤除信号的这些部分后，我们留下所需频率的干净正弦波。不幸的是，低通滤波器的转角频率限制了可用的频率范围。

图 1 中提出的解决方案通过使用更多的电压电平而不仅仅是“高”和“低”来避免低通滤波。这里有 16 个电压电平，在一系列 32 个样本中依次排列。计数器IC1的输出Q0-Q3控制电压阶跃。 Q4 在周期的后半段反转输出的极性。这并不能完全消除奇次谐波——信号中仍然有阶跃——但它们被严重衰减。

电阻R1-R4共同为运算放大器IC3提供16个电压电平。 R5 和 R6 将 IC3（引脚 3）的同相输入保持在电源电压的一半。因此，运算放大器作为反相放大器运行，R7 作为反馈电阻。为了获得尽可能对称的信号，建议使用电位器对此路径进行微调。这种微调是在测量失真之前进行的：输入频率为 32 时，获得小于 10%（在 22 kHz 带宽上）和小于 13%（在 500 kHz 带宽上）的 THD+N 值。 kHz，因此输出频率为 1 kHz。测量的输出信号如图2所示。

输出波形（在本例中为正弦波）的形状由电阻器 R1 至 R4 之间的比率确定。这为实验提供了足够的空间！计数器输入端的时钟频率应始终是所需输出频率的 32 倍。

运算放大器的输出具有电源电压一半的直流偏移。如果这导致所驱动的电路出现问题，则必须安装耦合电容器C4：工作频率越低且负载阻抗越低，所需的电容器值就越大。

该电路采用+5V 和+15V 之间的电源供电，这决定了驱动计数器IC1 所需的输入时钟信号的幅度。输出信号的幅度可以通过电阻器 R7 设置，并且与输出波形无关。波形发生器的电流消耗约为3mA。