Generador de señales armónicas con estabilidad de oscilador de cristal. Esquema, descripción

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Generador de señales armónicas con estabilidad de oscilador de cristal. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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Este artículo explica cómo obtener una señal de onda sinusoidal de alta precisión con deriva de baja frecuencia sintetizando una onda sinusoidal de una fuente de señal digital. Esta señal de onda sinusoidal estable y de alta precisión es ideal para servoaccionamientos, instrumentación y aplicaciones de telecomunicaciones.

Los servoaccionamientos, la instrumentación y los sistemas de telecomunicaciones requieren una fuente de onda sinusoidal estable y de alta precisión para funcionar. Hay muchos circuitos generadores de armónicos diferentes, pero encontrar un circuito con una calidad de señal satisfactoria y estabilidad de alta frecuencia es un desafío.

Pero si sintetiza una señal sinusoidal a partir de una digital, puede obtener una sinusoide con baja desviación y una señal de alta calidad. Dado que la onda cuadrada incluye la fundamental más un número infinito de armónicos impares, puede obtener una onda sinusoidal a la frecuencia de la fundamental eliminando las armónicas con un filtro de paso bajo. Un filtro de condensador conmutado es adecuado para esto (Fig. 1). IC3 es un Butterworth LPF de octavo orden.

Generador de señales armónicas con estabilidad de oscilador de cristal
Arroz. 1. Filtrar los armónicos de una onda cuadrada le permite obtener una onda sinusoidal en la salida con estabilidad de frecuencia como un oscilador de cristal

Una señal de un oscilador de cristal con una frecuencia de 8 MHz se envía a un divisor por 8 y la frecuencia resultante de 1 MHz se envía al condensador C1. (Las señales de 2MHz y 500kHz de la salida de IC1 se pueden usar para generar una onda sinusoidal en otras frecuencias). El transistor Q1 convierte el nivel de señal de 1 MHz al nivel necesario para que funcione IC2A. (Para obtener una señal de salida de polaridad única, puede usar una fuente de voltaje unipolar aplicando la mitad del voltaje de suministro al pin común de IC3 y agregando un capacitor de desacoplamiento). El contador síncrono IC2 divide 1 MHz por 256, dando una salida de 3906 Hz, y el IC3 filtra los armónicos.

El reloj del filtro se toma del primer divisor por dos de IC2 para dar una señal con un ciclo de trabajo del 50%. IC2 divide aún más esta señal por 128 para llevar la entrada del filtro de 1MHz/256 a la parte plana de su respuesta de frecuencia. El ciclo de trabajo del 50 % en la salida de IC2 proporciona una onda sinusoidal simétrica en la salida del filtro. El polo principal del filtro, o frecuencia de esquina, es constante en relación con la frecuencia del reloj y tiene una relación de 100:1. El filtro reduce la amplitud de los armónicos inferiores a un nivel de -80 dB.

Dado que la frecuencia de entrada del filtro y la frecuencia del reloj están en una proporción de 1:128, un cambio en la frecuencia aplicada al capacitor C1 cambiará proporcionalmente la frecuencia de la señal armónica en la salida. Cambiar esta frecuencia, por ejemplo en el rango de 2 MHz a 500 kHz, cambiará la frecuencia de entrada en el rango de 7812 Hz a 1953 Hz. En este caso, la amplitud de la señal de salida no cambia, ya que el rango de operación es mucho más bajo que la frecuencia angular de 25 kHz. El efecto de solapamiento tampoco es un problema, ya que aquellas frecuencias que representan una causa potencial de solapamiento en este circuito son armónicos impares, con frecuencias por encima de la mitad de la frecuencia de muestreo que tienen amplitudes insignificantes.

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