数字步进正弦波发生器电路

在这篇文章中，我们学习了如何构建一个简单而准确的数字正弦波发生器电路，它基本上是一个振荡器电路，通过递增的步骤增强以产生方波，最终看起来像一个阶梯式正弦波。

由罗恩Mackenzy

和...之间的不同模拟正弦波发生器数字正弦波发生器是指在模拟设计中，主要利用运放来形成一个平滑的指数增长的纯正弦波，而在数字模式中，波形也是指数增长的，但呈交错形状，或呈阶梯状。

优势

数字正弦波与模拟正弦波的主要优点是，模拟正弦波不能用于开关mosfet或功率晶体管的给定应用，如正弦波逆变器，转换器，电机控制等，而数字正弦波成为完全适合这些应用，不引起设备发热。

这是因为，晶体管不会“喜欢”以模拟信号，或者具有平稳上升/下降的指数波形，而是这些器件的内部特性允许它们更适合于逻辑波形，以高逻辑信号触发。

电路是如何工作的

电路由几个阶段组成，每个阶段本身可能有几个有价值的应用:使用一组EX(包括)OR门的振荡器，以及通过一对共同触发器创建的3除以电路。

基本振荡器由非反相门(N1)和反相门(N2)组成。如果简单地使用反相门，这个振荡器可能至少需要三个反相门，然而，一个非反相门可以通过几个串联的反相门来构造。

电路的功能是这样的:我们假设，在开始时，N1(引脚2)的输入是低的。因此N1的输出也会很低，导致N2的输出很高。

随后将通过电阻器R2充电电容器C1。在短暂的时刻之后，N1输入应该高于R1，整个过程将逆转。除三个部分包括几个触发器，每个触发器每分除了2.简单地说，它将被统称，这些可能分为四个。

如上所述，在FF2的输出和FF1的输入之间可以看到附加的EXOR门(N3)。当FF2的输出反转其极性时，这有效地反转了时钟输入信号。如果N3没有被使用，触发器的输出状态不会在持续的时钟间隔结束之前切换。

在N3的帮助下，时钟信号被反转，其正极的边缘每半个时间激活一次FLIPFLOP。结果，过程中的分割元素是三个，从不四个。通过使用几个电阻（R3和R4）来创建正弦波信号。

一旦两个电阻上的输入是低的(逻辑零)输出电压将看不到。一旦两个电阻的输入变高(逻辑电阻)，输出电压变高。如果施加到电阻上的一个输入是低的，而另一个输入是高的，则导致输出电压为电源(高)电平的1/4或3/4。

波形

当然，上述情况可以通过公式确认，但是通过通过波形图分析一个正弦波间隔来描述这一点较少的复杂技术。

在正弦波的中心可以使用一个小矩形来表示逻辑1级。然后可以在第一个矩形的每一边画一对相同尺寸的附加矩形。最后一个矩形的正弦波区域是第一个矩形区域的一半。数字仿真方法使用与上述完全相同的区域产生信号。

在构建该特定的数字正弦波发生器电路时，必须考虑到CMOS输入必须永远不会保持“浮动”。
这意味着，EXOR芯片(N4)的引脚12和13必须连接到接地(0V)。

基于ic4046的阶梯正弦波电压发生器

阶梯式正弦波电压发生器是设计用于产生顺序阶梯式电压波形的电子电路，其类似于正弦外观，但是具有朝向峰值向上逐行向上升高的阶梯电压图案，然后顺序地向下下降，然后向下向下倾斜以朝向0V线的相同步骤顺序下行波形的循环。

电路是如何工作的

下图展示了IC 4066四边形开关的有用应用。在该电路中，4066（U1）被配置为执行顺序切换，以便产生均匀的阶梯波形;如下图所示。如图所示，发电机的波形包括通过1V增量的3向上和3向下。

4066内部交换机的触发由A管辖4017十年柜台/分配器(U2);一个567音调解码器像方波发生器一样设置为IC 4017提供所需的时钟脉冲。

将4017沿0至5（0-1-2-3-4-5）顺序计数，并通过耦合U2的耦合销5（RESET）来重置第七步的上升沿（RESET）．

一旦输出6（U2的引脚5）变高，U2的复位端子就会将输出0（引脚3）推动从低电平到高，重新开始图案。

U2的高引脚3输出(输出0)给第1个U1开关的控制引脚，将其接通，从而将R4和R5的交点与输出总线连接。

这是第一步，电压为一伏。随着以下时钟脉冲从567,4017产生一个高输出引脚2，这是通过D4应用到另一个开关控制引脚5，开关上。

这个连接R3, R4和输出总线。第二步是2伏的输出。对于通过U3获得的后续脉冲，U2的引脚4变高，引起第三个开关(在U1)激活，响应产生3伏的输出，用于步骤3。

来自U3的第4脉冲导致引脚7变高，在最后一个开关上切换，从而为步骤4产生4伏输出。

第五脉冲馈送高引脚10 U2，它通过D4移动到第三开关的控制输入，开关上(第二次)，并提供3伏输出到第5步。

对于随后的时钟脉冲，连接到引脚6的U1再次激活，产生2伏的输出步骤6。在第六步完成后不久，计数器复位，并通过打开第一步的第一个开关重新开始。

每个波形步骤可以安排从零到100%电源电压的任何电压通过使用特定的分压器为每个步骤。此外，可以缓冲发电机的输出，以提供足够的电压和电流输出，为半导体曲线示踪器提供上升的电压或电流供应。

另一个简单的阶梯正弦波电压发生器使用IC 4017

下面的下一个设计甚至更简单地构建，因为它只能为所需的阶梯式波形创建的耦合IC。

然而，阶梯式正弦波发生器设计以手动模式实现，其中通过以特定的定时速率点击按钮S1来开发波形的顺序步骤。每个按压导致IC 4017的输出从销钉向上移动到PIN11。

在这个过程中，由于电阻R2- R10和接地电阻R13之间的移动IC 4017逻辑相互作用形成的变化电位分压器的影响，电阻的公共端碰巧形成了一个顺序上升和下降的阶梯电压。

由于电阻器的公共连接端馈送到公共发射器BJT级的基极，因此阶梯式电压在发射极处复制2 n2222晶体管具有较高的电流水平，可与任何合适的外部电路级集成，以实现所需的执行。

可以用以下示例中所示的自动振荡器级代替手动控制的开关，其示出了在警察灯效果模拟器电路中的上述阶梯电压发生器的实现。

应用程序

您将找到各种应用为此电路。可以实现逐行正弦波变频发生器以产生用于检查许多CMOS单元的开/关切换点的许多渐进电压。它可以有效地用于制定有效的正弦波逆变器和转换器。

应用电路

阶梯波形可以非常有效地用于制作正弦波逆变器，如下例所示：