該電路利用環(huán)形計數(shù)器去除振幅最高的無用諧波,并用8階低通、開關(guān)電容橢圓濾波器(MAX7400)濾波,從晶體控制的時鐘源獲得純正弦波。
簡單、低成本的電路(圖1)使用數(shù)字系統(tǒng)中的現(xiàn)有時鐘來生成低失真音頻信號。由于大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)時鐘源自晶體振蕩器,因此這些時鐘產(chǎn)生穩(wěn)定而準確的正弦波。
圖1.這種廉價電路從占空比為50%的時鐘信號中獲得低失真正弦波。
最明顯的方法是將時鐘頻率劃分為所需的音頻頻率,然后濾除諧波。例如,占空比為 50% 的方波僅包含奇次諧波 (3RD, 5千, 7千等),并且它們的振幅隨頻率而減小。3RD-諧波幅度是基波的1/3,5千是基本面的 1/5,依此類推。
如果首先衰減輸入信號的最高幅度不需要的諧波,濾波電路會提供更好的結(jié)果。使用環(huán)形計數(shù)器 (U2) 和簡單的加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)可以輕松完成這項工作,該網(wǎng)絡(luò)可衰減 9 以下的所有諧波千至少 70dB(圖 2)。安 8千階低通、開關(guān)電容橢圓濾波器(U3,MAX7400)可消除大部分剩余諧波。U3的轉(zhuǎn)折頻率由輸入時鐘設(shè)置為f時鐘/100.
圖2.圖1電路(R1–R4)中的簡單電阻網(wǎng)絡(luò)大大降低了低于9千諧波。
環(huán)形計數(shù)器U1將輸入的CMOS級時鐘信號除以10。第二個環(huán)形計數(shù)器(U2)也將時鐘除以10,但其輸出由加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)相加,產(chǎn)生正弦波的9步近似值。該波形由U3進一步濾波,從而衰減低于噪聲水平的所有諧波。電路的輸入信號(clk in)用作U3的時鐘。為了達到最低失真,U3的輸入應(yīng)偏置至VDD/2,其輸入信號衰減至2.2V峰值。這種衰減是通過一個分壓器實現(xiàn)的,分壓器由加權(quán)網(wǎng)絡(luò)的輸出電阻和濾波器IC的輸入電阻(R5和R6并聯(lián))組成。在10kHz以下,所示電路的失真水平低于0.01%。
審核編輯:郭婷
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