專利名稱：一種基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于振蕩電路技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路。
背景技術(shù)：
大小和方向都隨周期發(fā)生變化的電流叫振蕩電流，能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路。振蕩電路的種類很多，按信號的波形來分，可分為正弦波和非正弦波振蕩電路，通常將選頻網(wǎng)絡(luò)由電感和電容組成的正弦波振蕩電路叫做LC正弦波振蕩電路。從結(jié)構(gòu)上來看，正弦波振蕩電路就是一個沒有輸入信號的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大電路，欲使正弦波振蕩電路產(chǎn)生持續(xù)振蕩，必須要滿足振幅平衡條件和相位平衡條件。由于振幅平衡條件對元件參數(shù)的匹配要求較高，所以傳統(tǒng)的LC正弦波振蕩電路不容易起振。為了實(shí)現(xiàn)振蕩頻率可調(diào)，一般采用可變電容器替代選頻網(wǎng)絡(luò)中的電容，通過調(diào)節(jié)可變電容器的電容值來改變電路的振蕩頻率，由于機(jī)械式可變電容器的穩(wěn)定性不高，且不易于實(shí)現(xiàn)自動控制，這些不足在很大程度上影響了振蕩電路調(diào)整振蕩頻率時的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種起振容易、穩(wěn)定性高和易于實(shí)現(xiàn)自動控制的基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該電路由共射級放大電路、選頻網(wǎng)絡(luò)和控制模塊組成，選頻網(wǎng)絡(luò)與共射級放大電路和控制模塊分別連接。共射級放大電路的輸入端Vli和輸出端Vltj分別與選頻網(wǎng)絡(luò)連接，共射級放大電路的輸出端Vltj與外圍電路的輸入端Vw連接。選頻網(wǎng)絡(luò)由憶容等效電路、電感和憶感等效電路組成。憶容等效電路的端子Cml與憶感等效電路的端子Lnil連接，憶感等效電路的端子L1112與電感的端子L1連接，電感的端子L2與憶容等效電路的端子Cm2連接。憶容等效電路的端子Cml和憶感等效電路的端子Lml分別與共射級放大電路的輸出端Vltj連接，憶容等效電路的端子Cni2和電感的端子L2分別與共射級放大電路的輸入端Vli連接，憶感等效電路的端子Lm2和電感的端子L1分別與參考地連接，憶容等效電路的端子VT21和VT22與控制模塊的輸出端CV2I和CV22對應(yīng)連接，憶感等效電路的端子VT11和VT12與控制模塊的輸出端CV11和CV12對應(yīng)連接?？刂颇K的輸出端CV11和CV12與憶感等效電路的端子VT11和VT12對應(yīng)連接，控制模塊的輸出端CV2I和CV22與憶容等效電路的端子VT21和VT22對應(yīng)連接。所述控制模塊由第一模擬開關(guān)、第二模擬開關(guān)、第三模擬開關(guān)、第四模擬開關(guān)和控制電路組成。第一模擬開關(guān)的輸入端X1與控制電路的輸出端Vpl連接,第一模擬開關(guān)的輸出端Y1接控制模塊的輸出端CV11 ;第二模擬開關(guān)的輸入端X2與控制電路的輸出端Vnl連接，第二模擬開關(guān)的輸出端Y2接控制模塊的輸出端CV12 ;第一模擬開關(guān)的輸入端C1和第二模擬開關(guān)的輸入端C2分別與控制電路的輸出端Vca連接。第三模擬開關(guān)的輸入端X3與控制電路的輸出端Vp2連接，第三模擬開關(guān)的輸出端Y3接控制模塊的輸出端CV21 ;第四模擬開關(guān)的輸入端X4與控制電路的輸出端Vn2連接，第四模擬開關(guān)的輸出端Y4接控制模塊的輸出端CV22 ;第三模擬開關(guān)的輸入端C3和第四模擬開關(guān)的輸入端C4分別與控制電路的輸出端\2連接。所述憶感等效電路由第一電阻、第一電容、第一憶阻器和第一運(yùn)算放大器組成。第一電阻的端子R11與第一電容的端子C11連接，第一電阻的端子R12和第一運(yùn)算放大器的輸出端V2。分別與第一運(yùn)算放大器的輸入端V2i_連接,第一電阻的端子R11與第一電容的端子C11分別接憶感等效電路的端子Lml，第一電容的端子C12與第一憶阻器的端子M11和第一運(yùn)算放大器的輸入端V2i+分別連接，第一憶阻器的端子M12接憶感等效電路的端子Lm2，第一憶阻器的端子CS11接憶感等效電路的端子VT11,第一憶阻器的端子CS12接憶感等效電路的端子VT12。所述憶容等效電路由第二電容、第二憶阻器、第二電阻和第二運(yùn)算放大器組成。第二電容的端子C22和第二運(yùn)算放大器的輸入端V3i+分別與第二憶阻器的端子M21連接，第二電容的端子C21接憶容等效電路的端子Cml，第二憶阻器的端子M22與第二電阻的端子R21連接，第二憶阻器的端子M22和第二電阻的端子R21分別接憶容等效電路的端子Cm2，第二憶阻器的端子CS21接憶容等效電路的端子VT21，第二憶阻器的端子CS22接憶容等效電路的端子VT22，第二電阻的端子R22和第二運(yùn)算放大器的輸出端V3。分別與第二運(yùn)算放大器的輸入端V31-連接。本發(fā)明采用憶容等效電路代替可變電容器和憶感等效電路代替反饋網(wǎng)絡(luò)中的一個電感的方法，實(shí)現(xiàn)了基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路的起振和振蕩頻率可調(diào)的功能。憶感等效電路由憶阻器、電阻、電容和運(yùn)算放大器組成，憶感等效電路的等效電感值與憶阻器的電阻值成正比；憶容等效電路由憶阻器、電容、電阻和運(yùn)算放大器組成，憶容等效電路的等效電容值與憶阻器的電阻值成正比。由于本發(fā)明的憶阻器的阻值大小與加在其兩端的電壓幅值、極性和持續(xù)時間的長短有關(guān)，通過控制模塊能改變憶阻器的阻值，即能改變憶感等效電路的等效電感值和憶容等效電路的等效電容值，從而使基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路滿足振蕩條件而起振,并且實(shí)現(xiàn)振蕩頻率可調(diào)。由于本發(fā)明的憶感等效電路的等效電感值能在大范圍內(nèi)改變，從而能使元件參數(shù)更容易匹配，即能使基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路的起振更加容易。與可變電容器相比，憶容等效電路具有更高的穩(wěn)定性且易于實(shí)現(xiàn)自動控制。因此,本發(fā)明具有起振容易、穩(wěn)定性聞和易于實(shí)現(xiàn)自動控制的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖1中的控制模塊2的結(jié)構(gòu)示意 圖3是圖1中的憶感等效電路6的結(jié)構(gòu)示意 圖4是圖1中的憶容等效電路4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例一種基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路。如圖1所示，該電路由共射級放大電路1、選頻網(wǎng)絡(luò)3和控制模塊2組成，選頻網(wǎng)絡(luò)3與共射級放大電路I和控制模塊2分別連接。共射級放大電路I的輸入端Vli和輸出端Vltj分別與選頻網(wǎng)絡(luò)3連接，共射級放大電路I的輸出端Vltj與外圍電路的輸入端Vw連接。選頻網(wǎng)絡(luò)3由憶容等效電路4、電感5和憶感等效電路6組成。憶容等效電路4的端子Cml與憶感等效電路6的端子Lml連接，憶感等效電路6的端子Lm2與電感5的端子L1連接，電感5的端子L2與憶容等效電路4的端子Cm2連接。憶容等效電路4的端子Cml和憶感等效電路6的端子Lml分別與共射級放大電路I的輸出端Vltj連接，憶容等效電路4的端子Cni2和電感5的端子L2分別與共射級放大電路I的輸入端Vli連接，憶感等效電路6的端子Lm2和電感5的端子L1分別與參考地連接，憶容等效電路4的端子VT21和VT22與控制模塊2的輸出端CV2I和CV22對應(yīng)連接，憶感等效電路6的端子VT11和VT12與控制模塊2的輸出端CV11和CV12對應(yīng)連接?？刂颇K2的輸出端CV11和CV12與憶感等效電路6的端子VT11和VT12對應(yīng)連接，控制模塊2的輸出端CV2I和CV22與憶容等效電路4的端子VT21和VT22對應(yīng)連接。如圖2所示，本實(shí)施例所述控制模塊2由第一模擬開關(guān)11、第二模擬開關(guān)10、第三模擬開關(guān)9、第四模擬開關(guān)8和控制電路7組成。第一模擬開關(guān)11的輸入端X1與控制電路7的輸出端Vpl連接,第一模擬開關(guān)11的輸出端Y1接控制模塊2的輸出端CV11 ;第二模擬開關(guān)10的輸入端X2與控制電路7的輸出端Vnl連接，第二模擬開關(guān)10的輸出端Y2接控制模塊2的輸出端CV12 ;第一模擬開關(guān)11的輸入端C1和第二模擬開關(guān)10的輸入端C2分別與控制電路7的輸出端Vcl連接。第三模擬開關(guān)9的輸入端X3與控制電路7的輸出端Vp2連接，第三模擬開關(guān)9的輸出端Y3接控制模塊2的輸出端CV2I ;第四模擬開關(guān)8的輸入端X4與控制電路7的輸出端Vn2連接，第四模擬開關(guān)8的輸出端Y4接控制模塊2的輸出端CV22 ;第三模擬開關(guān)9的輸入端C3和第四模擬開關(guān)8的輸入端C4分別與控制電路7的輸出端\2連接。如圖3所不，本實(shí)施例所述憶感等效電路6由第一電阻15、第一電容14、第一憶阻器13和第一運(yùn)算放大器12組成。第一電阻15的端子R11與第一電容14的端子C11連接，第一電阻15的端子R12和第一運(yùn)算放大器12的輸出端V2。分別與第一運(yùn)算放大器12的輸入端V2i_連接，第一電阻15的端子R11與第一電容14的端子C11分別接憶感等效電路6的端子Lml，第一電容14的端子C12與第一憶阻器13的端子M11和第一運(yùn)算放大器12的輸入端V2i+分別連接，第一憶阻器13的端子M12接憶感等效電路6的端子Lm2，第一憶阻器13的端子CS11接憶感等效電路6的端子VT11,第一憶阻器13的端子CS12接憶感等效電路6的端子VT12。如圖4所示，本實(shí)施例所述憶容等效電路4由第二電容19、第二憶阻器18、第二電阻17和第二運(yùn)算放大器16組成。第二電容19的端子C22和第二運(yùn)算放大器16的輸入端V3i+分別與第二憶阻器18的端子M21連接，第二電容19的端子C21接憶容等效電路4的端子Cml，第二憶阻器18的端子M22與第二電阻17的端子R21連接，第二憶阻器18的端子M22和第二電阻17的端子R21分別接憶容等效電路4的端子Cm2，第二憶阻器18的端子CS21接憶容等效電路4的端子VT21，第二憶阻器18的端子CS22接憶容等效電路4的端子VT22，第二電阻17的端子R22和第二運(yùn)算放大器16的輸出端V3。分別與第二運(yùn)算放大器16的輸入端V31-連接。本具體實(shí)施方式
采用憶容等效電路代替可變電容器和憶感等效電路代替反饋網(wǎng)絡(luò)中的一個電感的方法，實(shí)現(xiàn)了基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路的起振和振蕩頻率可調(diào)的功能。憶感等效電路由憶阻器、電阻、電容和運(yùn)算放大器組成，憶感等效電路的等效電感值與憶阻器的電阻值成正比；憶容等效電路由憶阻器、電容、電阻和運(yùn)算放大器組成，憶容等效電路的等效電容值與憶阻器的電阻值成正比。由于本具體實(shí)施方式
的憶阻器的阻值大小與加在其兩端的電壓幅值、極性和持續(xù)時間的長短有關(guān)，通過控制模塊能改變憶阻器的阻值，即能改變憶感等效電路的等效電感值和憶容等效電路的等效電容值，從而使基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路滿足振蕩條件而起振，并且實(shí)現(xiàn)振蕩頻率可調(diào)。由于本具體實(shí)施方式
的憶感等效電路的等效電感值能在大范圍內(nèi)改變，從而能使元件參數(shù)更容易匹配，即能使基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路的起振更加容易。與可變電容器相比，憶容等效電路具有更高的穩(wěn)定性且易于實(shí)現(xiàn)自動控制。因此，本具體實(shí)施方式
具有起振容易、穩(wěn)定性高和易于實(shí)現(xiàn)自動控制的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路，其特征在于該電路由共射級放大電路(1)、選頻網(wǎng)絡(luò)⑶和控制模塊⑵組成，選頻網(wǎng)絡(luò)⑶與共射級放大電路⑴和控制模塊(2)分別連接； 共射級放大電路⑴的輸入端Vli和輸出端V1。分別與選頻網(wǎng)絡(luò)(3)連接，共射級放大電路⑴的輸出端Vltj與外圍電路的輸入端Vw連接； 選頻網(wǎng)絡(luò)(3)由憶容等效電路(4)、電感(5)和憶感等效電路(6)組成，憶容等效電路(4)的端子Cml與憶感等效電路(6)的端子Lml連接，憶感等效電路(6)的端子Lm2與電感(5)的端子L1連接，電感(5)的端子L2與憶容等效電路⑷的端子Cm2連接； 憶容等效電路(4)的端子Cnil和憶感等效電路(6)的端子Lnil分別與共射級放大電路(I)的輸出端V1。連接，憶容等效電路(4)的端子Cm2和電感(5)的端子L2分別與共射級放大電路⑴的輸入端Vli連接，憶感等效電路(6)的端子Lm2和電感(5)的端子L1分別與參考地連接，憶容等效電路⑷的端子VT21和VT22與控制模塊⑵的輸出端CV21和CV22對應(yīng)連接，憶感等效電路(6)的端子VT11和VT12與控制模塊⑵的輸出端CV11和CV12對應(yīng)連接；控制模塊⑵的輸出端CV11和CV12與憶感等效電路(6)的端子VT11和VT12對應(yīng)連接，控制模塊⑵的輸出端CV2I和CV22與憶容等效電路⑷的端子VT21和VT22對應(yīng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路，其特征在于所述控制模塊⑵由第一模擬開關(guān)(11)、第二模擬開關(guān)(10)、第三模擬開關(guān)(9)、第四模擬開關(guān)(8)和控制電路(7)組成； 第一模擬開關(guān)(11)的輸入端X1與控制電路(X)的輸出端Vpl連接,第一模擬開關(guān)(11)的輸出端Y1接控制模塊⑵的輸出端CV11 ;第二模擬開關(guān)(10)的輸入端X2與控制電路(7)的輸出端Vnl連接，第二模擬開關(guān)(10)的輸出端Y2接控制模塊(2)的輸出端CV12;第一模擬開關(guān)(11)的輸入端C1和第二模擬開關(guān)(10)的輸入端C2分別與控制電路(7)的輸出端Vcl連接； 第三模擬開關(guān)(9)的輸入端X3與控制電路(7)的輸出端Vp2連接，第三模擬開關(guān)(9)的輸出端Y3接控制模塊⑵的輸出端CV2I ;第四模擬開關(guān)⑶的輸入端X4與控制電路(7)的輸出端Vn2連接，第四模擬開關(guān)⑶的輸出端Y4接控制模塊(2)的輸出端CV22;第三模擬開關(guān)(9)的輸入端C3和第四模擬開關(guān)⑶的輸入端C4分別與控制電路(7)的輸出端12連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路，其特征在于所述憶感等效電路(6)由第一電阻(15)、第一電容(14)、第一憶阻器(13)和第一運(yùn)算放大器(12)組成； 第一電阻(15)的端子R11與第一電容(14)的端子C11連接,第一電阻(15)的端子R12和第一運(yùn)算放大器(12)的輸出端V2。分別與第一運(yùn)算放大器(12)的輸入端V2i_連接,第一電阻(15)的端子R11與第一電容(14)的端子C11分別接憶感等效電路(6)的端子Lml，第一電容(14)的端子C12與第一憶阻器(13)的端子M11和第一運(yùn)算放大器(12)的輸入端V2i+分別連接，第一憶阻器(13)的端子M12接憶感等效電路(6)的端子Lm2，第一憶阻器(13)的端子CS11接憶感等效電路(6)的端子VT11,第一憶阻器(13)的端子CS12接憶感等效電路(6)的端子VT12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路，其特征在于所述憶容等效電路⑷由第二電容(19)、第二憶阻器(18)、第二電阻(17)和第二運(yùn)算放大器(16)組成； 第二電 容(19)的端子C22和第二運(yùn)算放大器(16)的輸入端V3i+分別與第二憶阻器(18)的端子M21連接，第二電容(19)的端子C21接憶容等效電路(4)的端子Cml，第二憶阻器(18)的端子M22與第二電阻(17)的端子R21連接，第二憶阻器(18)的端子M22和第二電阻(17)的端子R21分別接憶容等效電路⑷的端子Cm2，第二憶阻器(18)的端子CS21接憶容等效電路⑷的端子VT21，第二憶阻器(18)的端子CS22接憶容等效電路(4)的端子VT22，第二電阻(17)的端子R22和第二運(yùn)算放大器(16)的輸出端V3。分別與第二運(yùn)算放大器(16)的輸入端V31_連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于振蕩電路技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種基于憶阻器的頻率可調(diào)正弦波振蕩電路。其技術(shù)方案是該電路由共射級放大電路(1)、選頻網(wǎng)絡(luò)(3)和控制模塊(2)組成，選頻網(wǎng)絡(luò)(3)與共射級放大電路(1)和控制模塊(2)分別連接。共射級放大電路(1)的輸入端V1i和輸出端V1o分別與選頻網(wǎng)絡(luò)(3)連接，共射級放大電路(1)的輸出端V1o與外圍電路的輸入端Vw連接。本發(fā)明具有起振容易、穩(wěn)定性高和易于實(shí)現(xiàn)自動控制的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H03B5/04GK103023434SQ20131000773
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者甘朝暉, 尹力, 朱任杰, 王智 申請人:武漢科技大學(xué)