摘要：闡述三種新型鈴流源電路的工作原理，分析它們的性能與特點(diǎn)，并依據(jù)上述原理，設(shè)計(jì)出具體的實(shí)用電路。 關(guān)鍵詞：階梯波 文氏電橋振蕩器 spwm 解調(diào)器

鈴流源又稱鈴流信號發(fā)生器，它是一種特殊形式的電源。在通信交換設(shè)備中，鈴流源為用戶話機(jī)提供振鈴信號和工作電源。原郵電部標(biāo)準(zhǔn)化所制定的鈴流源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為:波形為正弦波，頻率為25hz±3hz，輸出電壓為75v±15v，失真度<1％。在早期的通信設(shè)備中，采用的是集中式鈴流源，由單獨(dú)的鈴流源機(jī)架提供整個(gè)系統(tǒng)的鈴流信號，其輸出功率是很大的。而近期的通信設(shè)備多采用分布式鈴流源，將它與程控交換機(jī)的二次電源組合在一起，采用模塊化結(jié)構(gòu)，輸出功率從數(shù)瓦到數(shù)十瓦不等。由于鈴流源的電路型式為dc/ac變換器，除輸出的電壓幅度與頻率有所不同外，鈴流源電路與常用的逆變器電路在原理與制作上并無多大差別。

鈴流源的實(shí)際電路多種多樣。80年代，當(dāng)鈴流源由方波改為正弦波時(shí)，人們曾采用濾波法，將羅耶振蕩器產(chǎn)生的方波信號，經(jīng)lc無源濾波器濾去高次諧波，從而得到25hz的正弦基波。也有的鈴流源采用裂相法，通過裂相電容器和變壓器的作用，將頻率為50hz的交流市電變?yōu)?5hz的鈴流電壓。上述兩種方法都離不開低頻變壓器和濾波器，其缺點(diǎn)是效率低，體大笨重，噪聲也大，不符合現(xiàn)代通信設(shè)備的要求。

本文介紹的三種新型鈴流源電路，在一定程度上克服了上述兩種方法的缺點(diǎn)，在效率、體積、重量和噪聲方面均有所改善，加之電路新穎簡潔，調(diào)試容易，對從事此類電源設(shè)計(jì)的人員會有一定的參考價(jià)值。

1 階梯波鈴流源

與正弦波波形最相近的是階梯波，階梯波可以用多個(gè)幅度不等的等寬矩形波合成，階梯波的階數(shù)越多，失真度越低，波形越近似于正弦波。當(dāng)階數(shù)為12時(shí)，失真度為14％；當(dāng)階數(shù)為16時(shí)，失真度為10％；當(dāng)階數(shù)為20時(shí)，失真度為7％左右。本文采用16階梯波，其失真度基本上能達(dá)到鈴流源的要求。16階階梯波的波形如圖1所示。

正弦波的周期為2π，16階階梯波每個(gè)矩形波的寬度為2π/16，即π/8，矩形波的幅度可以由正弦波的積分求得，在0～π/2區(qū)間內(nèi)有4個(gè)矩形波，它們的幅度比為：

經(jīng)計(jì)算得出其幅度比為0.20：0.56：0.85：1，其它區(qū)間矩形波的幅度比與此相同。產(chǎn)生這樣的階梯波并不困難，采用圖2的電路就能實(shí)現(xiàn)。

電路為一典型的推挽輸出電路，變壓器初級繞組有8個(gè)抽頭，分別由8只功率晶體管驅(qū)動，初級繞組抽頭位置的不同，所繞的匝數(shù)就不同，輸出電壓的幅度也不同，每半個(gè)周期含有4個(gè)抽頭，其匝數(shù)比按0.20：0.56：0.85：1繞制，8只功率晶體管的導(dǎo)通順序?yàn)?234，4321，5678和8765，這樣在變壓器次級繞組上就會產(chǎn)生階梯波。驅(qū)動晶體管的數(shù)目與變壓器抽頭數(shù)相等，與階梯波的階數(shù)比為1：2，階數(shù)越高，所需要的晶體管數(shù)越多，變壓器的抽頭也越多，制作工藝也越復(fù)雜，成本也越高，所以并非是階數(shù)越高越好，而應(yīng)視所要求的技術(shù)參數(shù)和成本而定。階梯波不是嚴(yán)格意義上的正弦波，而是準(zhǔn)正弦波，當(dāng)波形失真要求很低時(shí)，采用階梯波不一定適合，這時(shí)可以考慮用其它方法。

在變壓器次級繞組增加lc濾波器，可以獲得更純正的正弦波，但由于輸出的是功率信號，頻率又很低，濾波用的lc元件數(shù)值很大，其體積和重量也不容忽視。

對于階梯波，階數(shù)為n，輸出信號的頻率為fo，則晶體管觸發(fā)信號的頻率fck=nfo，對于上述鈴流源而言，觸發(fā)信號的頻率fck=16×25=400hz，實(shí)際電路如圖3所示。

電路由一只單結(jié)管和兩塊通用數(shù)字集成電路組成，它是一個(gè)16位的順控器。單結(jié)管又稱雙基極二級管，用它設(shè)計(jì)的張弛振蕩器，電路簡單元件少，振蕩頻率公式f=1/t,t=rc1n[1/(1－η）]或t≈0.3rc1g[1/(1－η)]來確定，η為單結(jié)管發(fā)射結(jié)的分壓比，一般為0.3～0.9，本電路的振蕩頻率為400hz，由電位