Генератор синусоидального сигнала на основе сдвигового регистра

28/07/2013 - 16:53 Павел Бобков

   Интересная схема генерации синусоидального сигнала предложена в одном из старых выпусков журнала EDN. Идея основана на использовании цифрового сдвигового регистра и нескольких резисторов с фиксированными номиналами. Схема показана на рисунке ниже.


   Два 8-ми разрядных сдвиговых регистра (CD4015 состоящий из двух секций 4-ех битных сдвиговых регистров) соединены таким образом, чтобы генерировать непрерывный паттерн из 12 нулей и 12 единиц - 000000000000111111111111. Каждый задействованный выход регистров через резистор соединен в общей точке. Если все резисторы будут иметь одинаковый номинал, то суммарных выходной сигнал будет иметь ступенчатую треугольную форму с частотой повторения равной 1/24 от входной тактовой частоты. 

   Для получения ступенчатого сигнала синусоидальной формы резисторы должны имеет определенные номиналы, как на рисунке ниже.



   При использовании резисторов с допуском 1%, выходной сигнал будет соответствовать истинному синусоидальному сигналу с точностью лучше чем 1 градус. Для получения чистой синусоиды, нужно пропустить выходной сигнал через НЧ фильтр с частотой среза меньше входной тактовой частоты. Для простых приложений можно использовать однополюсной фильтр низкой частоты с буферными операционными усилителями, как показано на рисунке ниже.


   На основе этой схемы можно сделать схему для генерации двух синусоидальных сигналов с разностью фаз 90 градусов.

   Для регулировки разности фаз (от 15 до 180 градусов с шагом 15 градусов) между выходными сигналами можно подключать вход второго генератора (7 вывод IC2B) к одному из выходов первого. 

 


  Следующий рисунок иллюстрирует генератор трехфазного синусоидального сигнала. 





   Значения весовых резисторов рассчитаны для низкочастотных синусоидальных сигналов и 4000-ой серии CMOS микросхем, имеющих маленький выходной ток. Для других выходных частот и семейств логики значения этих резисторов можно масштабировать. 

Комментарии   

# Иванопуло 29.07.2013 17:34
Довольно интересно, но в свете современных технологий DDS гораздо занятнее. Не планируете статей?
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Pashgan 29.07.2013 17:45
Хочу написать материал связанный с генерацией звука с помощью DDS, но пока что руки не дошли.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать
# Васьок 05.11.2015 14:50
Если взять обычный элемент "исключающее-ИЛ И" и на входы подать 2 частоты, скажем 50 кГц и 50,050 кГц то на выходе получится ШИМ-частотой 100,050 кГц промодулированн ый синусоидальной частотой 50 Гц. Останется профильтровать НЧ-цепочкой. В результате идеальный синус с полным размахом в диапазоне напряжения питания.
Ответить | Ответить с цитатой | Цитировать

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить