一种伪正弦波发生器的制作方法

本发明涉及信号发生器，特别涉及一种伪正弦波发生器。

背景技术：

1、在载波通信领域中，为了提高信号的传输效率和质量、增强信号对噪声和干扰的抵抗能力，发送端通常需要将数字信号调制成模拟信号进行传输。在设计调制电路时，需要根据调制方式和通信系统的需求，采用合适的载波类型，通常采用方波或正弦波。

2、其中，方波生成线路简单，不占用较多芯片资源，但是，在调制电路中使用方波作为载波会有很多谐波，造成接收端载噪较低，影响解调，还具有高频成分丰富、信号易失真等缺点。所以通常选用正弦波作为载波，以携带调制信号。在实际电路中，正弦波的生成依赖于高频振荡器与功率放大器，这些多为分立器件，导致整个电路占用较多空间；且分立器件通常比集成电路有更高的能耗，这在电源管理方面会带来很大的挑战，尤其是在便携式或电池供电的设备中尤为重要。

3、鉴于以上现有技术存在的问题，急需提供一种伪正弦波发生器，以解决信号调制中载波生成电路集成度低，功耗高的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种伪正弦波发生器，具有高集成度、电路结构简单、功耗低、可作为独立ip使用等优点。

2、为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、一种伪正弦波发生器，包括用于输入编码信号的振荡器输入引脚组、振荡器电路、分频器、伪正弦波数据生成电路、双通道数模转换器、差分信号输出正端引脚和差分信号输出负端引脚；

4、所述振荡器电路的输入端与振荡器输入引脚组连接，输出端与分频器和伪正弦波数据生成电路连接；所述伪正弦波数据生成电路的输入端还与分频器连接，输出端与双通道数模转换器连接；

5、所述双通道数模转换器包括正输出电路和负输出电路；所述正输出电路的输出端与差分信号输出正端引脚连接，负输出电路的输出端与差分信号输出负端引脚连接。

6、本发明的原理及优点在于：本方案中，内置振荡器电路，自生成方波振荡信号，只需外部输入数字编码即可输出特定频率的模拟伪正弦波信号。具体的，将振荡器电路、分频器、伪正弦波数据生成电路和双通道数模转换器集成在同一芯片内，具有高集成度、电路结构简单、功耗低、可作为独立ip使用等优点。运行时，首先，通过振荡器输入引脚组输入编码信号，经过振荡器电路对输入的编码信号进行初步处理，再输入至分频器中；经过分频器的降频处理后，信号输入至伪正弦数据生成电路，并通过伪正弦数据生成电路生成伪正弦波数据；最后将伪正弦波数据输入至双通道数模转换器，将数字信号转换为模拟信号，通过差分信号输出正端引脚和差分信号输出负端引脚输出伪正弦波信号。

7、本方案中的伪正弦波发生器完全由集成电路制造，面积较小，而由分立器件搭建的正弦波发生器模块往往含有较多芯片和器件，占用较多pcb空间和消耗较多能量。除此之外，本方案中通过输入数字编码即可输出特定频率的模拟伪正弦波的特性适用于由mcu发送数字编码控制，可以通过mcu发送编码的方式控制本方案输出所需要的频率的伪正弦波，兼容常见的数字控制方式。

8、综上，相对于采用高频振荡器、功率放大器等分立器件，采用本方案中的伪正弦波发生器具有集成度高、电路结构简单、节省pcb空间、功耗低等优点，且伪正弦波在载波通信应用中可以通过应用线路本身的滤波电路转换成正弦波，使其可在载波通信应用中供给后级的调制电路作为载波或调制信号使用，提高信号传输能力。除此之外，相对于使用方波信号，还能减少信号调制过程中产生的次级谐波，提高接收端载噪比，提高接收端解调能力。

9、进一步，所述双通道数模转换器为n位双通道数模转换器，所述正输出电路和负输出电路分别包括n位输入端；

10、所述正输出电路包括第一位+、第二位+、第三位+至第n位+输入端，还包括第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器至第n驱动器；

11、所述第一驱动器的输入端与第一位+输入端连接，输出端与电阻r1连接，电阻r1的另一端与差分信号输出正端引脚连接；所述第二驱动器的输入端与第二位+输入端连接，输出端与电阻r2连接，电阻r2的另一端通过电阻r1＇与差分信号输出正端引脚连接；所述第三驱动器的输入端与第三位+输入端连接，输出端与电阻r3连接，电阻r3的另一端通过电阻r2＇与电阻r1＇连接；所述第n驱动器的输入端与第n位+输入端连接，输出端与电阻rn连接，电阻rn的另一端通过电阻rn-1＇与电阻rn-2＇连接，所述电阻rn的另一端还通过电阻rn＇接地；

12、所述负输出电路包括第一位-、第二位-、第三位-至第n位-输入端，还包括第n+1驱动器、第n+2驱动器、第n+3驱动器至第2n驱动器；

13、所述第n+1驱动器的输入端与第一位-输入端连接，输出端与电阻rn+1连接，电阻rn+1的另一端与差分信号输出负端引脚连接；所述第n+2驱动器的输入端与第二位-输入端连接，输出端与电阻rn+2连接，电阻rn+2的另一端通过电阻rn+1＇与差分信号输出负端引脚连接；所述第n+3驱动器的输入端与第三位-输入端连接，输出端与电阻rn+3连接，电阻rn+3的另一端通过电阻rn+2＇与电阻rn+1＇连接；所述第2n驱动器的输入端与第四位-输入端连接，输出端与电阻r2n连接，电阻r2n的另一端通过电阻r2n-1＇与电阻r2n-2＇连接，所述电阻r2n的另一端还通过电阻r2n＇接地。

14、有益效果：通过双通道数模转换器将数字信号转换为模拟信号，并通过差分信号输出正端引脚和差分信号输出负端引脚输出两组伪正弦波信号，无需采用多个分立器件，降低了系统复杂性与系统功耗；根据双通道数模转换器的特性，输出的两组伪正弦波相位相差180°。

15、进一步，电阻r1、电阻r2至电阻r2n，及电阻rn＇、r2n＇的阻值均为2xω；电阻r1＇、电阻r2＇至电阻rn-1＇，及电阻rn+1＇、电阻rn+2＇至电阻r2n-1＇的阻值均为xω。

16、有益效果：电阻r1、电阻r2…电阻r2n，及电阻rn＇、r2n＇的阻值均相等，可以防止转换过程中产生误差，提升转换精度。

17、进一步，还包括复位引脚、施密特触发器和复位电路；

18、所述施密特触发器的输入端与复位引脚连接，施密特触发器与复位引脚间连接有上拉电阻；所述复位电路的一端与施密特触发器的输出端连接，另一端与分频器连接。

19、有益效果：设置复位引脚及相应的复位电路，并连接分频器，便于将电路恢复到初始状态，确保电路从一个已知的、稳定的状态开始工作；还通过在施密特触发器与复位引脚间设置上拉电阻，起到防止信号线处于悬浮状态，增加系统稳定性，保护电路不受过大电流影响等作用。

20、进一步，还包括电源引脚和接地引脚。

21、有益效果：通过电源引脚和接地引脚确保电路的稳定运行与性能的可靠性。

22、进一步，所述分频器为16位分频器，所述双通道数模转换器为4位双通道数模转换器。

23、有益效果：16位分频器可以保证伪正弦波发生器在需要极高分辨率和精度的场景下应用，同时，采用16位分频器，输出的伪正弦波频率为内置振荡器电路输出频率的1/16。

24、进一步，所述16位分频器输出2分频、4分频、8分频和16分频的振荡信号至伪正弦波数据生成电路；伪正弦波数据生成电路生成4位伪正弦波数据，并输出至4位双通道数模转换器。

25、有益效果：本方案中，振荡器电路生成方波振荡信号，方波振荡信号由16位分频器分频为2分频、4分频、8分频、16分频的振荡信号，发送到伪正弦波数据生成模块中，伪正弦波数据生成模块和双通道数模转换器将振荡信号转换为伪正弦波信号输出。

26、进一步，所述振荡器输入引脚组包括用于输入编码信号的第一编码引脚、第二编码引脚、第三编码引脚和第四编码引脚，还包括用于输入使能信号的使能引脚；

27、所述振荡器电路根据编码信号，输出振荡信号。