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:

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Золото, которое не плавится 09.08.2025 В природе вещества подчиняются четким физическим законам: при достижении точки плавления твердые тела переходят в жидкое состояние. Однако современная наука все чаще сталкивается с ситуациями, в которых эти законы удается временно "приостановить". Яркий пример - недавний эксперимент международной команды ученых, в ходе которого золото сохранило твердую форму при температуре, в 14 раз превышающей его обычную точку плавления. В результате эксперимента исследователи нагрели образец золота до примерно 14700 °C - фантастической температуры, сравнимой с условиями внутри некоторых звезд. Для сравнения, стандартная температура плавления золота составляет всего 1064 °C. Тем не менее, материал не расплавился и даже не потерял свою кристаллическую структуру. В течение миллиардных долей секунды золото оставалось твердым, несмотря на экстремальный нагрев. Ключ к столь необычному поведению вещества лежит в явлении перегрева. При помощи мощного лазерного импульса ученым удалось настолько быстро нагреть образец, что атомы попросту не успели покинуть свои позиции в кристаллической решетке. Обычные процессы, ведущие к плавлению и разрушению структуры, просто не успели реализоваться. Это временное состояние - своего рода «ловушка времени» - не укладывается в рамки классической термодинамики. Обычно при таком уровне энергии в веществе должна наступить так называемая энтропийная катастрофа - резкое нарушение порядка в системе, переход в хаос и потеря структуры. Однако золото, подверженное сверхбыстрому воздействию, демонстрирует, что при определенных условиях можно избежать этого сценария, сохранив упорядоченность даже в чрезвычайных обстоятельствах. Интерес ученых к этому феномену продиктован не только теоретическими вопросами. Возможность существования вещества в устойчивом твердом состоянии при высоких температурах открывает перспективы создания новых классов сверхустойчивых материалов. Это особенно важно для разработок, предназначенных для экстремальных условий - например, компонентов космических кораблей, работающих вблизи звезд, или промышленных установок, подвергающихся высоким тепловым нагрузкам. Кроме того, эксперимент помогает моделировать процессы, происходящие в недрах планет и звезд, где подобные температуры и давления являются обычным явлением. Такие исследования позволяют ученым лучше понять физику ядра Земли, поведение материи внутри Солнца и эволюцию других небесных тел. Следующим шагом будет попытка повторить эффект с другими металлами - в частности, с железом, серебром и платиновыми сплавами. Если перегретое твердое состояние окажется возможным и для них, это значительно расширит границы материаловедения и даст толчок новым технологиям. Проведенный эксперимент стал не просто научной сенсацией, но и наглядной демонстрацией того, как в граничных условиях можно переосмыслить фундаментальные законы природы. Он подтверждает, что быстрые и точные физические воздействия могут открывать неожиданные состояния вещества - и, возможно, переписать привычные представления о твердом и жидком.

Другие интересные новости:

▪ Устройство для контроля сновидений

▪ Подкожный нанодатчик

▪ Дисплейный контроллер ELSA Datapath FX4

▪ Голодного микроб не тронет

▪ Опасность езды на электроскутерах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телефония. Подборка статей

▪ статья Быть не в своей тарелке. Крылатое выражение

▪ статья Кто такой единорог? Подробный ответ

▪ статья Очистка плодоовощей и картофеля. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Измеритель-индикатор уровня радиации. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монгольские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026