CN205407746U - 一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器 - Google Patents
一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，包括两相闭环振荡器和功率放大器，其中，所述的两相闭环振荡器由三个依次连接的运放器A、B、C组成，两相闭环振荡器具有两个基准输出端REF1、REF2，两路输出的相位差为90°；所述的功率放大器为一个由运放器D和功放器IC2组成的倒相放大电路，运放器D的反相输入端与两相闭环振荡器的REF1输出端或REF2输出端连接，运放器D的输出端接至功放器IC2的正相输入端。实际工作中，本实用新型的两相闭环振荡器提供相位相差90°的二路输出，功率放大器输出最大功率1.5W，具有可进行过热保护及短路保护、可调电流限制、模块体积小、重量轻、功能强等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路装置技术领域，涉及一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，产品可用于航空、航天、铁路、计算机通讯等行业领域。
背景技术
目前本领域公知的应用在同步解码、同步感应器激励和LVDT驱动等电路中的功率振荡器产品由于输出功率小(0.5W)，只有一路正弦输出，不可调接，故在实际应用中存在有输出频率范围窄且不可调接、输出频率不稳定、没有过热及短路保护、工作温度范围窄、可靠性低等不足，尚不能很好地满足用户的使用需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供一种结构合理、输出频率范围宽并可调接、输出频率稳定、具有过热及短路保护、使用效果好的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，包括两相闭环振荡器和功率放大器，其中，所述的两相闭环振荡器由三个依次连接的运放器A、B、C组成，在第一、二级运放器A、B的输出端间连接有电容C1，在第二、三级运放器B、C的输出端间连接有电容C2，使两相闭环振荡器的第二级运放器B的输出值REF1和第三级运放器C的输出值REF2分别为Asin(ωt+90°)和Asin(ωt+180°)，二者间相位差为90°；所述的功率放大器为一个由运放器D和功放器IC2组成的倒相放大电路，运放器D的反相输入端与两相闭环振荡器的REF1输出端或REF2输出端连接，运放器D的输出端接至功放器IC2的正相输入端。
上述正弦波功率振荡器中，两相闭环振荡器由一个型号为TL081的四运算放大器中的前三级运放器组成，TL081四运放中的后级运放器构成功率放大器中的运放器D，功率放大器中的功放器IC2采用型号为OPA544的放大器。
上述正弦波功率振荡器中，两相闭环振荡器的REF1输出端或REF2输出端通过可调电阻Rs连接至运放器D的反相输入端。
上述正弦波功率振荡器中，两相闭环振荡器中第二级运放器B的输出端接有由电阻R1、R2、R3、R4组成的分压器，分压器的两个分压点分别通过二极管D1、D2回接至第二级运放器B的反相输入端，组成单相限幅反馈电路。
上述正弦波功率振荡器中，两相闭环振荡器中第一、二、三级运放器A、B、C的输出端分别通过反馈电阻R7、R10、R8回接至第一级运放器A的反相输入端。
上述正弦波功率振荡器中，在功率放大器的运放器D的输出端至反相输入端间接有反馈电阻R13，在功放器IC2的输出端至反相输入端间接有反馈电阻R18。
针对现有技术存在的不足，本实用新型根据用户提出的性能技术指标，经过周密思考及大量试验,考虑到用户使用±15V双电源的实际需要,最终确定了采用二相功率振荡器的方案。该方案将整个电路分成两块，包括两相闭环振荡器和功率放大器两个独立部分。实际工作中，本实用新型的两相闭环振荡器提供相位相差90°的二路输出，功率放大器输出最大功率1.5W，具有可进行过热保护及短路保护、可调电流限制、模块体积小、重量轻、功能强等优点。
附图说明
图1是本实用新型的工作原理框图。
图2是本实用新型中两相闭环振荡器部分的电路原理图。
图3是本实用新型中功率放大器部分的电路原理图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型所述的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器由两相闭环振荡器和功率放大器两大部分组成，其中的两相闭环振荡器具有两个基准输出端REF1、REF2，分别由图1中的第6、7脚(外接电容端、REF1基准输出端)和第11、12脚(外接电容端、REF2基准输出端)引出，两路输出的相位差为90°，REF1、REF2的输出频率靠两个外接电容来调节，分别是C1、C2，这两个电容的容量相同，如：输出波形频率fo＝1KHZ时C1＝C2＝0.01μF；功率放大器为一个由运放器D和功放器IC2连接组成的倒相放大电路，倒相放大电路的信号输入端(第3脚，AMPIN，反相输入端)通过外接可调电阻Rs与REF1基准输出端或REF2基准输出端连接，工作时倒相放大电路输出端仅提供一路(REF1或REF2)已放大的7Vrms信号，功率最大为1.5W，再通过二次放大后一路输出，连接至13脚(AMPOUT，信号输出端)，如：Rs＝0时，输出Vout＝7Vrms。图1结构中的第4脚为外壳地端(CASE)，第15脚为负电源电压端(VEE)，第16脚为地端(GND)，第18脚为正电源电压端(VCC)。
两相闭环振荡器的电路原理结构如图2所示，它由三个依次连接的运放器A、B、C组成。从图2可看出该两相闭环振荡器有三路正弦输出，三者之间的相位分别相差90°，即：V1＝Asinωt、REF1＝Asin(ωt+90°)和REF2＝Asin(ωt+180°)。但该电路外接使用只提供两路输出，分别是：REF1和REF2，两路输出REF1和REF2频率相同，输出幅度相同为2.5Vrms，REF2的相位较REF1超前90°，用户使用时只需通过调节外接电容C1、C2(即C1＝C2)来改变自己需要的振荡频率，频率范围为0～10KHZ，计算公式f＝1/(C×105)Hz。
在图2所示的两相闭环振荡器结构中，运放器A是正弦自激振荡源，输出V1＝ASinωt，R7、R8、R10均是反馈电阻，R7和R8的的参数影响V1输出幅度，R10取值影响V1起振的延迟时间，取值小将缩短起振时间，但会引起V1输出波形失真；运放器B将V1＝ASinωt通过R5、C1进行积分移向，输出一路正弦波REF1＝Asin(ωt+90°)，电阻R8、R10构成正反馈，R5＝R6＝R，C1＝C2＝C产生移向正弦振荡，其频率值f＝1/(2πRC)；振荡幅度有效值设计为2.5Vrms，通过调整电阻R1、R2、R3、R4，R9的值来确定，其计算公式为：R1/R2＝R3/R4＝(Vout+V电源)/(Vout－0.15)＝(3.54+15)/(3.54－0.15)＝5.47，式中V电源＝15V，取R2＝R4＝1KΩ,R1＝R3＝5.47KΩ，用D1、D2限制单向导通；运放器C则将正弦波REF1＝Asin(ωt+90°)通过R6、C2进行积分移向，输出一路正弦波REF2＝Asin(ωt+180°)。
功率放大器的电路原理结构如图3所示，由运放器D和功放器IC2连接组成。由图1和图3可看出，功率放大器仅提供1路输入和输出，用户使用时可将REF1或REF2外连至功率放大器输入端(运放器D的反向输入端)，功率放大器输出端(功放器IC2的输出端)仅提供1路已放大信号。功率放大器为倒相放大器，输入阻抗为5.35KΩ，增益固定为2.8,即R13/R11＝2.8，并且具有电流限制功能。用户使用时需要功率输出幅度是通过REF信号与放大器输入通路中串接电阻Rs来调节，功率放大器输出最大功率1.5W。图3中R14为放大器的输入电阻，R18为反馈电阻，R18/R14的值就是放大倍数，R17是限流电阻，通过限制电流对放大器进行保护，R15、R16是输入电阻。C3-C8是滤波电容。
本实用新型具体实施结构上，两相闭环振荡器由一个型号为TL081的四运算放大器中的前三级运放器组成，TL081四运放中的后级运放器构成功率放大器中的运放器D，功率放大器中的功放器IC2采用型号为OPA544的放大器。
Claims (6)
1.一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，其特征在于：包括两相闭环振荡器和功率放大器，其中，所述的两相闭环振荡器由三个依次连接的运放器A、B、C组成，在第一、二级运放器A、B的输出端间连接有电容C1，在第二、三级运放器B、C的输出端间连接有电容C2，使两相闭环振荡器的第二级运放器B的输出值REF1和第三级运放器C的输出值REF2分别为Asin(ωt+90°)和Asin(ωt+180°)，二者间相位差为90°；所述的功率放大器为一个由运放器D和功放器IC2组成的倒相放大电路，运放器D的反相输入端与两相闭环振荡器的REF1输出端或REF2输出端连接，运放器D的输出端接至功放器IC2的正相输入端。
2.根据权利要求1所述的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，其特征在于：两相闭环振荡器由一个型号为TL081的四运算放大器中的前三级运放器组成，TL081四运放中的后级运放器构成功率放大器中的运放器D，功率放大器中的功放器IC2采用型号为OPA544的放大器。
3.根据权利要求1所述的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，其特征在于：两相闭环振荡器的REF1输出端或REF2输出端通过可调电阻Rs连接至运放器D的反相输入端。
4.根据权利要求1所述的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，其特征在于：两相闭环振荡器中第二级运放器B的输出端接有由电阻R1、R2、R3、R4组成的分压器，分压器的两个分压点分别通过二极管D1、D2回接至第二级运放器B的反相输入端，组成单相限幅反馈电路。
5.根据权利要求1所述的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，其特征在于：两相闭环振荡器中第一、二、三级运放器A、B、C的输出端分别通过反馈电阻R7、R10、R8回接至第一级运放器A的反相输入端。
6.根据权利要求1所述的可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器，其特征在于：在功率放大器的运放器D的输出端至反相输入端间接有反馈电阻R13，在功放器IC2的输出端至反相输入端间接有反馈电阻R18。
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| CN201620143447.9U CN205407746U (zh) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | 一种可提供两路相位相差90°输出的正弦波功率振荡器 |
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| CN106301225A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 上海大学 | Lc简谐振荡电路及其正弦信号发生器 |
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2016
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Cited By (2)
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| CN106301225B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-04-02 | 上海大学 | Lc简谐振荡电路及其正弦信号发生器 |
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