Генератор гармонического сигнала со стабильностью кварцевого генератора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

В этой статье рассказывается, как получить высокоточный синусоидальный сигнал с малым дрейфом частоты путем синтеза синусоиды из цифрового источника сигнала. Этот стабильный высокоточный синусоидальный сигнал идеально подходит для сервоприводов, измерительного оборудования и телекоммуникационных систем.

Сервоприводы, измерительное оборудование и телекоммуникационные системы для своей работы требуют стабильный, высокоточный источник синусоидального сигнала. Существует много различных схем генераторов гармонического сигнала, но найти схему с удовлетворительным качеством сигнала и высокой стабильностью частоты является проблемой.

Но если синтезировать синусоидальный сигнал из цифрового, то можно получить синусоиду с низким дрейфом и качественным сигналом. Так как прямоугольный сигнал включает в себя основную частоту плюс бесконечное число нечетных гармоник, можно получить синусоиду с частотой основного сигнала путем удаления гармоник с помощью фильтра нижних частот. Для этого подходит фильтр на переключаемых конденсаторах (рис. 1). Микросхема IC3 является ФНЧ Баттерворта 8-го порядка.

Рис. 1. Фильтрация гармоник прямоугольного сигнала позволяет получить на выходе синусоиду со стабильностью частоты как у кварцевого генератора

Сигнал с кварцевого генератора частотой 8 мГц подается на делитель на 8, и полученная в результате деления частота 1 мГц далее подается на конденсатор C1. (Сигналы частотой 2 мГц и 500 кГц с выхода IC1 могут быть использованы для генерации синусоиды с другими частотами). Транзистор Q1 преобразовывает уровень сигнала частотой 1 мГц до уровня, необходимого для работы счетчика IC2A. (Для получения выходного сигнала одной полярности можно применить однополярный источник напряжения путем подачи на общий вывод IC3 половины питающего напряжения и добавить разделяющий конденсатор). Синхронный счетчик IC2 делит частоту 1 мГц на 256, что дает частоту на выходе 3906 Гц, и микросхема IC3 фильтрует гармоники.

Тактовая частота фильтра берется с первого делителя на два микросхемы IC2, что бы получился сигнал с 50% скважностью. IC2 делит этот сигнал далее на 128, что бы сигнал на входе фильтра 1мГц/256 попал на плоскую часть его частотной характеристики. 50% скважность на выходе счетчика IC2 обеспечивает симметричный синусоидальный сигнал на выходе фильтра. Основной полюс фильтра, или угловая частота, является постоянной относительно тактовой частоты и находится к ней в отношении 100:1. Фильтр снижает амплитуду низших гармоник до уровня -80 Дб.

Так как частота на входе фильтра и тактовая частота находятся в отношении 1:128, то изменение частоты, подаваемой на конденсатор C1 будет пропорционально изменять частоту гармонического сигнала на выходе. Изменение этой частоты, например в диапазоне от 2 мГц до 500 кГц, приведет к изменению частоты на входе в диапазоне от 7812 Гц до 1953 Гц. При этом амплитуда выходного сигнала не меняется, так как рабочий диапазон лежит гораздо ниже угловой частоты 25 кГц. Эффект наложения тоже не проблема, так как те частоты, которые представляют потенциальную причину алиасинга в этой схеме, являются нечетными гармониками, с частотами, выше половинной частоты дискретизации, имеют пренебрежительно малые амплитуды.

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Беговая дорожка для стадионов с улучшенным покрытием и сенсорами 03.07.2024 Британский стартап Feldspar намерен произвести революцию в мире легкой атлетики, предлагая новую технологию беговых дорожек, которая может значительно улучшить спортивные результаты. Спортсмены смогут достигать новых высот не только благодаря улучшенным тренировкам, но и благодаря современным беговым дорожкам с усовершенствованным покрытием и встроенными сенсорами. Feldspar разрабатывает специальное покрытие для беговых дорожек, которое оптимизирует скорость бега. Это покрытие предназначено для преобразования большей части энергии движения в горизонтальную движущую силу. Такая конструкция позволяет спринтерам уменьшить усилия, необходимые для вертикального толчка, и направить больше энергии на продвижение вперед. Благодаря улучшенной отдаче энергии система также способствует снижению усталости, что позволяет спортсменам дольше сохранять высокую производительность. Одним из ключевых преимуществ новой беговой дорожки является интеграция сенсоров и системы анализа данных в режиме реального времени. Датчики, встроенные в покрытие, собирают информацию о каждом шаге спортсмена. Эта информация анализируется с помощью камер и специализированного программного обеспечения, что позволяет тренерам получать данные о длине шага, скорости ускорения и максимальной скорости. Эти данные помогут оптимизировать тренировочные программы, стратегии соревнований и снизить риск травм. Feldspar планирует сделать спортивные соревнования более увлекательными и информативными для зрителей. Стартап намерен отображать детализированную статистику, которая ранее была недоступна. Болельщики смогут видеть данные о длине шага, скорости ускорения и других важных параметрах, что сделает просмотр соревнований более захватывающим. Инновации в обуви, одежде и тренировках уже привели к установлению новых мировых рекордов в легкой атлетике. Однако модернизация беговых дорожек практически не происходила с 1968 года, когда на Олимпийских играх было введено всепогодное покрытие. Feldspar стремится изменить эту ситуацию, комбинируя новые технологии преобразования энергии и датчики, чтобы подтолкнуть спортсменов к новым уровням производительности. Стартап Feldspar уже привлек инвесторов из Гонконга и планирует разработать прототип системы для доказательства своей концепции на практике. Производство нового покрытия планируется начать в следующем году. Ожидается, что конечным продуктом станет первая в мире беговая дорожка с встроенными датчиками. Она будет модульной и портативной, что позволит транспортировать и устанавливать мобильные беговые дорожки в различных местах по мере необходимости. Инновационная беговая дорожка от Feldspar имеет потенциал изменить подход к тренировкам и соревнованиям в легкой атлетике. Сочетание усовершенствованного покрытия и передовых технологий анализа данных может привести к значительному улучшению спортивных результатов, а также сделать спортивные мероприятия более интересными и информативными для зрителей.

Другие интересные новости:

▪ Игровой монитор AOC 24G15N

▪ Пиво на орбите

▪ Tesla будет цокать копытами

▪ Комплект Cool Bitts ICEbox для экспериментов с иммерсионным охлаждением

▪ Как назвать лекарство

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Не от мира сего. Крылатое выражение

▪ статья Почему у дверей парикмахерских стоит красно-белый знак? Подробный ответ

▪ статья Специалист по организации имущественной и личной безопасности. Должностная инструкция

▪ статья Редактор растровых шрифтов для графических ЖКИ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Минеральные удобрения. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026