数字电位器(digipot)功能多样，应用广泛，例如，用于滤除或生成交流信号。

数字电位器(digipot)功能多样，应用广泛，例如，用于滤除或生成交流信号。但是，有时频率必须能够有所变化，并根据应用需求调整。在此类设计中，支持通过适当的接口调整频率的可编程解决方案极为有用，在有些情况下，非常有助于开发。本文介绍一种简单易行的可编程振荡器构建方法，其中，振荡频率和幅度可以通过使用digipot来彼此独立地调节。

图1.振幅稳定的可编程文氏电桥振荡器，其中电阻由digipot代替。

图1显示的是典型二极管稳定文氏电桥振荡器，可用于在输出端(voutput)产生约10 khz至200 khz的精确正弦波信号。文氏电桥振荡器有两个桥路，一个由带通滤波器构成，另一个由分压器构成。除了ada4610-1 轨到轨精密放大器之外，本示例还使用了ad5142digipot，其包含两个独立可控的电位器，每个具备256步进分辨率。电阻值通过spi编程设置，如图2所示。或者，可以使用由i²c控制的ad5142a。两种都可用作10 kω或100 kω电位器。

图2.ad5142的功能框图。

在图1所示的经典振荡器电路中，r1a、r1b、c1和c2的路径形成正反馈，而r2a、r2b和两个并联二极管d1和d2或其电阻rdiode则形成负反馈。在这种情况下，可以使用公式1：

为了实现持续稳定的振荡，需要消除环路增益中的相移。用公式表示，振荡频率：

其中，r表示ad5142上的可编程电阻值：

d表示ad5142中可编程数字代码的十进制等效值，rab表示电位器的总电阻。

为了保持振荡，文氏电桥振荡器应当相对平衡，也就是说，正反馈增益和负反馈增益必须协调一致。如果正反馈（增益）过大，振荡幅度或voutput将增加，直至放大器饱和。如果负反馈占主导，则振荡幅度将相应衰减。

在此处所示的电路中，增益r2/r1应设置为2左右或更大些。这会确保信号开始振荡。

但是，交替开启负反馈环路中的二极管也会导致增益暂时小于2，从而使振荡稳定下来。

一旦确定所需的振荡频率，就可以通过r2，不受频率影响地调谐振荡幅度。可以通过下式计算：

所以，变量id和vd分别代表通过d1和d2的二极管正向电流和二极管正向电压。如果r2b出现短路，会产生约±0.6 v的振荡幅度。r2b的幅度量级正确时，则可达到平衡，从而使voutput收敛。在图1所示的电路中，r2b采用了一个单独的100 kω digipot。

结论

通过采用所述的电路和10 kω双digipot，可以分别以8 kω、4 kω和670 ω的电阻值调谐8.8 khz、17.6 khz和102 khz振荡频率，频率误差低至±3%。提高输出频率可能会影响频率误差。例如，200 khz时，频率误差将增至6%。

在频率相关应用中使用此类电路时，必须注意不要超过digipot的带宽限值，因为该值与可编程电阻呈函数关系。此外，图1所示的频率调谐要求r1a和r1b的电阻值相同。但是，两个通道只能依次设置，并会导致瞬时临界中间状态。对于某些应用，这种情况是不可接受的。在这些情况下，可以使用支持菊花链模式的digipot（例如ad5204），以便能够同时更改电阻值。

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