专利摘要

专利摘要

本实用新型公开了一种正交正弦信号产生电路，包括依次相连的分频电路、电平移动电路、滤波电路和移相电路，分频电路还与滤波电路相连；滤波电路包括第三芯片和第四芯片，第三芯片为开关电容滤波器芯片，第四芯片为高精度运算放大器；第三芯片接分频电路、电平移动电路和移相电路，第三芯片、第四芯片与电容和电阻构成滤波电路；移相电路包括第五芯片和第六芯片，第五芯片为开关电容滤波器芯片，第六芯片为高精度运算放大器；第五芯片接滤波电路、CMOS输入，第五芯片、第六芯片与电容和电阻构成移相电路。该产生电路随输入CMOS数字信号的频率变化而输出频率变化的正交正弦信号。电路结构简单、精确度高、实时性好、功耗小、成本低、灵活性好。

权利要求

1.一种正交正弦信号产生电路，其特征在于，包括依次相连的分频电路（1）、电平移动电路（2）、滤波电路（3）和移相电路（4），分频电路（1）还与滤波电路（3）相连；

所述的滤波电路（3）包括第三芯片（U3）和第四芯片（U4），第三芯片（U3）采用开关电容滤波器芯片MAX295，第四芯片（U4）采用高精度运算放大器OP07；第三芯片（U3）的第1脚接分频电路（1），第三芯片（U3）的第8脚接电平移动电路（2）；第三芯片（U3）的第2脚和第二电容（C2）的一端接-5V电源，第二电容（C2）的另一端和第三芯片（U3）的第6脚接地，第三芯片（U3）的第3脚和第4脚相连，第三芯片（U3）的第5脚和第四芯片（U4）的第3脚接移相电路（4），第三芯片（U3）的第7脚和第一电容（C1）的一端接+5V电源，第一电容（C1）的另一端接地；第四芯片（U4）的第2脚和第6脚接第七电阻（R7）的一端，第四芯片（U4）的第4脚接电源VEE，第四芯片（U4）的第7脚接电源VDD，第七电阻（R7）的另一端和第八电阻（R8）的一端接第一输出端，第八电阻（R8）为滑动变阻器，第八电阻（R8）的另一端接地。

2.如权利要求1所述的正交正弦信号产生电路，其特征在于，所述的电平移动电路（2）包括第二芯片（U2），第二芯片（U2）采用运算放大器AD843；第二芯片（U2）的第2脚接第三电阻（R3）的一端和第六电阻（R6）的一端，第六电阻（R6）的另一端和第二芯片（U2）的第6脚接第三芯片（U3）的第8脚；第三电阻（R3）的另一端接第一电阻（R1）一端和第二电阻（R2）的一端，第一电阻（R1）的另一端接地，第一电阻（R1）为滑动变阻器，第二电阻（R2）的另一端和第二芯片（U2）的第7脚接电源VDD，第二芯片（U2）的第4脚接电源VEE；第二芯片（U2）的第3脚接第四电阻（R4）的一端和第五电阻（R5）的一端，第四电阻（R4）的另一端接分频电路（1），第五电阻（R5）的另一端接地。

3.如权利要求2所述的正交正弦信号产生电路，其特征在于，所述的分频电路（1）包括第一芯片（U1），第一芯片（U1）采用双十进制计数器74HCT390；第一芯片（U1）的第3脚和第4脚均接第三芯片（U3）的第1脚，第一芯片（U1）的第7脚和第12脚相连，第一芯片（U1）的第9脚和第15脚相连，第一芯片（U1）的第13脚接第四电阻（R4）的另一端，第一芯片（U1）的第8脚、第14脚和第2脚均接地，第一芯片（U1）的第16脚接+5V电源。

4.如权利要求1所述的正交正弦信号产生电路，其特征在于，所述的移相电路（4）包括第五芯片（U5）和第六芯片（U6），第五芯片（U5）采用开关电容滤波器芯片MAX296，第六芯片（U6）采用高精度运算放大器OP07；第五芯片（U5）的第8脚接第三芯片（U3）的第5脚和第四芯片（U4）的第3脚，第五芯片（U5）的第2脚和第三电容（C3）的一端接-5V电源，第三电容（C3）的另一端和第五芯片（U5）的第6脚接地，第五芯片（U5）的第3脚和第4脚相连，第五芯片（U5）的第7脚和第四电容（C4）的一端接+5V电源，第四电容（C4）的另一端接地；第五芯片（U5）的第5脚接第九电阻（R9）的一端，第九电阻（R9）的另一端接第十电阻（R10）的一端和第六芯片（U6）的第3脚，第十电阻（R10）为滑动变阻器，第十电阻（R10）的另一端接地，第六芯片（U6）的第7脚接电源VDD，第六芯片（U6）的第4脚接电源VEE，第六芯片（U6）的第2脚接第十一电阻（R11）的一端和第十二电阻（R12）的一端，第十一电阻（R11）的另一端接地，第十二电阻（R12）的另一端和第六芯片（U6）的第6脚接第二输出端。

说明书

技术领域

本实用新型属于信号处理技术领域，涉及一种正交正弦信号产生电路。

背景技术

正交正弦信号在数据采集、信号检测和处理等领域有着广泛的应用。利用矩形波产生相位差为90°的正交正弦波，即正弦和余弦信号，具有广泛的应用前景。

用DDS、FPGA等可以产生频率可变正交正弦信号，但是电路复杂、功耗大、成本高。本实用新型提供一种正交正弦信号产生电路，输入信号为CMOS电平的数字信号，通过频率控制，滤波和移相电路，它可以产生相位差为90°的正弦信号，克服了传统实现方法电路复杂、使用不灵活、功耗大、成本高等缺点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、功耗小、成本低的正交正弦信号产生电路。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种正交正弦信号产生电路，包括依次相连的分频电路、电平移动电路、滤波电路和移相电路，分频电路还与滤波电路相连；

所述的滤波电路包括第三芯片和第四芯片，第三芯片采用开关电容滤波器芯片MAX295，第四芯片采用高精度运算放大器OP07；第三芯片的第1脚接分频电路，第三芯片的第8脚接电平移动电路；第三芯片的第2脚和第二电容的一端接-5V电源，第二电容的另一端和第三芯片的第6脚接地，第三芯片的第3脚和第4脚相连，第三芯片的第5脚和第四芯片的第3脚接移相电路，第三芯片的第7脚和第一电容的一端接+5V电源，第一电容的另一端接地；第四芯片的第2脚和第6脚接第七电阻的一端，第四芯片的第4脚接-5V电源VEE，第四芯片的第7脚接+5V电源VDD，第七电阻的另一端和第八电阻的一端接第一输出端，第八电阻为滑动变阻器，第八电阻的另一端接地。

本实用新型产生电路根据f= f₁/100的关系，随输入CMOS数字信号的频率f₁（1kHz～200kHz）的变化而输出频率f在10Hz～2kHz之间变化的正交正弦信号。电路结构简单、精确度高、实时性好、功耗小、成本低、灵活性好等特点。由于输入信号的产生方法很多，例如可以用7555定时器电路产生，也可以通过有源晶振产生，还可以由单片机或FPGA产生，所以该产生电路的灵活性和可扩展性优良。

附图说明

图1是本实用新型产生电路的系统结构框图。

图2是本实用新型产生电路中分频电路的示意图。

图3是本实用新型产生电路中电平移动电路的示意图。

图4是本实用新型产生电路中滤波电路的示意图。

图5是本实用新型产生电路中移相电路的示意图。

图1中：1.分频电路，2.电平移动电路，3.滤波电路，4.移相电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型正交正弦信号产生电路，包括依次相连的分频电路1、电平移动电路2、滤波电路3和移相电路4，分频电路1还与滤波电路3相连。

如图2所示，本实用新型正交正弦信号产生电路中的分频电路1，包括第一芯片U1，第一芯片U1采用双十进制计数器74HCT390；第一芯片U1的第1脚接输入信号，第一芯片U1的第3脚和第4脚均接滤波电路3，第一芯片U1的第7脚和第12脚相连，第一芯片U1的第9脚和第15脚相连，第一芯片U1的第13脚接电平移动电路2，第一芯片U1的第8脚、第14脚和第2脚均接地，第一芯片U1的第16脚接+5V电源。

如图3所示，本实用新型正交正弦信号产生电路中的电平移动电路2，包括第二芯片U2，第二芯片U2采用运算放大器AD843；第二芯片U2的第2脚（反相输入端）接第三电阻R3的一端和第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端和第二芯片U2的第6脚（输出端）接滤波电路3；第三电阻R3的另一端接第一电阻R1一端和第二电阻R2的一端，第一电阻R1的另一端接地，第一电阻R1为滑动变阻器，第二电阻R2的另一端和第二芯片U2的第7脚接电源VDD，第二芯片U2的第4脚接电源VEE；第二芯片U2的第3脚（同相输入端）接第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端，第四电阻R4的另一端接分频电路1，即第四电阻R4的另一端接第一芯片U1的第13脚，第五电阻R5的另一端接地。

如图4，本实用新型正交正弦波产生电路中的滤波电路3，包括第三芯片U3和第四芯片U4，第三芯片U3采用开关电容滤波器芯片MAX295，第四芯片U4采用高精度运算放大器OP07；第三芯片U3的第1脚接第一芯片U1的第3脚和第4脚，第三芯片U3的第8脚接第二芯片U2的第6脚和第六电阻R6的另一端；第三芯片U3的第2脚和第二电容C2的一端接-5V电源，第二电容C2的另一端和第三芯片U3的第6脚接地，第三芯片U3的第3脚和第4脚相连，第三芯片U3的第5脚和第四芯片U4的第3脚（同相输入端）接移相电路4，第三芯片U3的第7脚和第一电容C1的一端接+5V电源，第一电容C1的另一端接地；第四芯片U4的第2脚（反相输入端）和第6脚接第七电阻R7的一端，第四芯片U4的第4脚接电源VEE，第四芯片U4的第7脚接电源VDD，第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的一端接第一输出端，输出信号V_out1，第八电阻R8为滑动变阻器，第八电阻R8的另一端接地。

如图5，本实用新型正交正弦波产生电路中的移相电路4，包括第五芯片U5和第六芯片U6，第五芯片U5采用开关电容滤波器芯片MAX296，第六芯片U6采用高精度运算放大器OP07；第五芯片U5的第8脚接第三芯片U3的第5脚和第四芯片U4的第3脚，第五芯片U5的第1脚接频率为f_clk2的时钟信号，第五芯片U5的第2脚和第三电容C3的一端接-5V电源，第三电容C3的另一端和第五芯片U5的第6脚接地，第五芯片U5的第3脚和第4脚相连，第五芯片U5的第7脚和第四电容C4的一端接+5V电源，第四电容C4的另一端接地；第五芯片U5的第5脚接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接第十电阻R10的一端和第六芯片U6的第3脚（同相输入端），第十电阻R10为滑动变阻器，第十电阻R10的另一端接地，第六芯片U6的第7脚接电源VDD，第六芯片U6的第4脚接电源VEE，第六芯片U6的第2脚（反相输入端）接第十一电阻R11的一端和第十二电阻R12的一端，第十一电阻R11的另一端接地，第十二电阻R12的另一端和第六芯片U6的第6脚（输出端）接第二输出端，输出信号V_out2。

频率为f₁的矩形波从第一芯片U1的第1引脚输入分频电路1，作为时钟信号1CP0，1CP0 经过2分频后的信号从第一芯片U1的第3引脚1Q0输出，其占空比为50%，一路连接到第三芯片U3，作为滤波电路3的时钟f_clk1，另一路和第一芯片U1的1CP1连接。第一芯片U1的第7引脚1Q3与第12引脚时钟2CP1连接；第一芯片U1的第9引脚2Q3与第15引脚时钟2CP0连接，第一芯片U1的第13引脚2Q0输出占空比为50%的矩形波，第一芯片U1的第13引脚输出的矩形波通过第四电阻输入第二芯片U2，该矩形波的频率为f，且满足f=f₁/100。

为了减小滤波电路3输出的正弦波谐波的分量，滤波电路3输入的是方波信号。第二芯片U2与第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6组成一个减法器。第二电阻R2与第一电阻R1对+5V电源VDD分压，第一电阻R1两端的电压为V_BD，第二芯片U2的输出V_in1=V_B－V_BD，所以调节第一电阻R1的阻值，就可以改变V_BD的大小，使得输出信号V_in1为方波。

由于方波信号通过滤波器可以产生相位移为0°的正弦信号，改变时钟频率即可改变滤波器的截止频率；第三芯片U3的第1引脚接时钟输入，第三芯片U3的第8引脚接收第二芯片U2输出的方波信号V_in1，由于MAX295是8阶的低通滤波器，所以第三芯片U3能够抑制谐波，输出正弦波信号V_out01。第四芯片U4与第八电阻R8和第七电阻R7实现输出信号幅值的调节。只要调节第八电阻R8就可改变输出信号V_out1的幅值。

由于正弦信号通过移相器可以产生相位移为90°的正弦波，不管输入信号的频率f₁如何变化，只要保持移相电路4的输出信号频率f=f_clk2/100（式中f_clk2为输入的时钟信号频率），就能保证正弦信号的相位移90°。第五芯片U5的第1引脚接频率为f_clk2的时钟信号，该时钟信号与频率为f₁的输入信号相连；第五芯片U5的第8引脚输入正弦信号V_in2，第五芯片U5的第5引脚输出正弦信号V_out02。由于MAX296是8阶的贝塞尔型的低通滤波器，所以它能够抑制谐波，并可移相输出正弦波，只要调节第十电阻R10的阻值，就可改变输出信号V_out2的幅值。

本实用新型正交正弦信号产生电路的原理是：输入的CMOS数字信号的频率为f₁，占空比为50%，其频率

f₁=100f （1）

f是本实用新型产生电路产生的正交正弦信号V_out1和V_out2的频率。f₁通过74HCT390 的2分频电路产生信号f_clk1，作为滤波电路MAX295的时钟；由于f₁经过74HCT390的100分频得到V_B，V_B经过电平移动变为方波信号V_in1，方波信号V_in1频率也为f（ V_out1的频率、V_out2的频率和V_in1的频率均为f），方波信号V_in1作为滤波电路的信号输入。滤波电路MAX295的截止频率f_o1由时钟控制，f_o1= f_clk1/50。由于f₁=2 f_clk1，从（1）式可得：

f = f_clk1/50 （2）

由于滤波器的截止频率f_o1与输入信号频率f相同，MAX295是8阶的巴特沃兹型的低通滤波器，它可以滤除方波信号中的谐波，产生了频率为f的正弦信号V_out01，V_out01作为移相电路MAX296的输入V_in2，MAX296是贝塞尔型的8阶低通滤波器，它的截止频率f_o2由时钟控制，即f_o2=f_clk2/50。MAX296低通滤波器不但有滤波效果，还有线性移相功能。V_in2的频率为f，MAX296输出为V_out02，它的移相由时钟控制，根据时钟和信号的移相关系，当f=f_clk2/50，即f =f_o2，MAX296移相为180°；当f=f_clk2/100, 即f = f_o2/2，移相为90°。由（1）式得：f=f₁/100，因为本实用新型的连接使得f_clk2=f₁，所以满足f=f_clk2/100，f= f_o2/2关系，即V_out02相对于V_out01的相位移是90°；滤波电路3中第三芯片U3输出V_out01和移相电路4中第五芯片U5输出的V_out02是一组频率为f的正交正弦信号。V_out01和V_out02经过幅度调节作为正交正弦信号V_out1和V_out2输出。

频率为f₁的输入信号分别输入分频电路1和移相电路4，分频电路1的输出信号f_clk1和V_B分别输入滤波电路3和电平移动电路2；电平移动电路2的输出信号V_in1输入滤波电路3；滤波电路3中的第三芯片U3输出信号V_out01与移相电路4的输入信号V_in2连接。滤波电路3中的第三芯片U3输出的信号V_out01和移相电路4中的第五芯片U5输出的信号V_out02分别经过各自的幅度调节环节，产生输出正交正弦信号V_out1和V_out2，所以，通过改变输入本实用新型产生电路的信号频率f₁，就可输出频率为f的正交正弦信号。

一种正交正弦信号产生电路专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。