频率可调的移相式正弦波发生器电路设计

本电路（见下图）是一种频率可调的移相式正弦波发生器电路。其频率稳定度通过实际测试为0.002％。该电路性价比高，用很便宜的几个元件在很宽的频段内。实现频率连续可调。笔者在实验时将频段分为低、中、高三个频段。用拨动开关进行切换。用双联电位器R8、R9调节其阻值，实现了输出频率从0.7Hz～60kHz连续可调的功能。
      　　该电路采用±15V供电，通过R1l可调整输出正弦波的峰峰值。只要U1A的放大倍数满足大于l的条件。电路即可产生振荡。输出正弦波的峰值，最大可达20V左右。C3、C4、。R8、R9决定输出频率。其输出最高频率还取决于运放的截止频率。以下是实际调试中输出波形和电容、电位器的参数值：
      　　低频段：0.67Hz～42Hz：双联电位器阻值：100kΩ/lOOkΩ）；信号峰-峰值：2l～22V；中频段：27Hz～1500Hz：双联电位器阻值：100kΩ／100kΩ：信号峰-峰值：19.6～17.8V；高频段：1.28kHz～60Hz；双联电位器阻值：lOOkΩ／100kΩ：信号峰-峰值：14～15.5V。
      　　下图电路中A点和B点（输出）与图2中的A点和B点的输出波形卡同对应。
      　　A点为U2A的输出波形。B点为U3A的输出波形。从仿真结果不难看出。A点刚好比B点的相位延迟90度，信号经过U3A再移相90度后。刚好移相180度。此时B点和U1A输出的相位刚好相差180度。电路要求C3、R8和C4、R9两个网络参数的值要完全相同才会获得最理想的波形。由于笔者没有相关仪器，无法测量正弦波的失真度，但是从软件仿真和硬件实验来看，输出波形还是挺让人满意的。
      　　要想实现输出频率的连续调节。
      　　就必须同时改变R8、R9的阻值。实验证明用双联电位器可实现频率的连续调节。
      　　但由于电位器的固有噪声在旋动中会有波形跳动的现象，所以电位器的品质直接影响着频率输出的稳定性。
      　　本电路的最高输出频率取决于C3、C4、R8、R9选频网络的值和运放的响应频率。由于笔者需求的频段是lHz～50kHz，所以未实验本电路的高频特性。理论上如不考虑运放的响应频率。改变RC的值。可使振荡频率工作在几百kHz左右。