雙濾波器生成掃頻正弦/余弦波形

解調(diào)器、定向電路，以及其它電子應用等都常常要用到兩個相差為90°的正弦波，即一個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)，獲得一個掃頻的正弦/余弦對。



　　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。

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

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

　　



　　圖2，示波器上的相位讀數(shù)為-89.85°。



　　圖3，當掃頻時，相位在-89°~ -91°之間變動。

　　用頻譜分析儀和Audio Precision公司的音頻分析儀對電路失真做測試，得到THD(總諧波失真)為-49 dB。測試表明，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。