Oscilador estable de gran voltaje

A una frecuencia tan baja (2 kHz), puede generar la onda sinusoidal transmitiendo valores en una D / A. 256 muestras por ciclo solo requieren una frecuencia de muestreo de 512 kHz, lo que es bastante fácil de realizar.

El contenido de armónicos tendrá una amplitud tan baja y una frecuencia tan alta que se puede filtrar con poco efecto sobre la señal deseada, y ese efecto se puede calcular por adelantado. Por ejemplo, dos polos de filtrado de paso bajo de R-C después del D / A a unos 10 kHz deberían producir un contenido armónico bastante bajo.

La amplitud también se puede ajustar fácilmente con el tipo correcto de D / A. Producirá una tensión proporcional a algo que le das. Para ajustar la amplitud, solo necesita ajustar el voltaje de referencia que se alimenta a D / A. El mismo micro que alimenta el D / A puede producir una señal PWM en el hardware que el filtro de paso bajo crea para la señal de referencia D / A.

Alternativamente, puedes usar una alta resolución D / A. Organice la amplitud completa para que sea un poco más que la máxima que desea, luego multiplique las muestras por un número un poco por debajo de 1 para escalar digitalmente la amplitud de la forma de onda resultante. Este factor de escala se ajustaría automáticamente por la frecuencia para tener en cuenta la ligera atenuación de la fundamental dependiente de la frecuencia del filtro de salida.

Este método producirá una forma de onda de salida altamente estable. La forma es una función de las muestras digitales, y la amplitud es una función de la tensión de referencia A / D.

Los osciladores de onda sinusoidal necesitan estabilización de amplitud y te has centrado en dos tipos diferentes, pero no te has centrado en la raíz del problema y esa es la medida precisa de la amplitud.

Si realmente necesita una "gran" estabilidad de amplitud, use un convertidor de RMS a CC para medir la amplitud de onda sinusoidal con una precisión mucho mayor. Luego alimente la salida RMS / DC a un circuito de amplificador operacional para producir un voltaje de error. El voltaje de error es la amplitud real de RMS menos la amplitud demandada (establecida a través de un potenciómetro simple alimentado desde una referencia de voltaje estable).

El error ahora le dice qué tan lejos está el valor RMS del punto establecido.

A continuación, integre el error para que los errores a largo plazo (en una dirección) produzcan una gran salida de voltaje de corrección.

La salida de voltaje de corrección luego alimenta el JFET en su primer diagrama.

Esto te dará una estabilidad precisa y una forma de onda sinusoidal algo más limpia.

No mencionas si estás buscando ~ 1% o ~ 0.01% o cualquier estabilidad, por lo que hay algunas conjeturas aquí.

Puede reemplazar el diodo con un circuito rectificador de onda completa de precisión y con un filtro de paso muy bajo, lo que mejorará la estabilidad. Es posible que deba agregar algo más de ganancia en el ciclo de retroalimentación.

Hay una compensación inherente entre la distorsión y la estabilidad de amplitud y la cantidad de tiempo que tarda el oscilador en estabilizarse.

Otra opción es producir las ondas sinusoidales filtrando una salida DAC, ya sea desde un microcontrolador o utilizando un chip DDS dedicado (Síntesis Directa Digital) como los de Analog Devices. Luego, la estabilidad de su amplitud estará determinada principalmente por la calidad del DAC (y la referencia para el DAC). Ese tipo de circuito funcionará felizmente desde 0 / 3.3V (+/- 1.65v) donde los JFET pueden no ser tan felices.

También he tenido esa necesidad; una onda sinusoidal de amplitud estable; Hice la generación DAC; Utilicé el DAC (12b) de una MCU (STM32F103) cuya fuente de alimentación era una referencia estable del 0.24% de precisión de 2.5V (IC suministrado desde una batería de 3.7); La estabilidad de la onda sinusoidal generada por el DAC fue floja; +/- 30mV para una oscilación completa 0 ... 2.5V sinusoidal; Necesitaba un máximo de 0.5mV. Aunque el DAC emitía voltajes constantes muy estables; p.ej. 1.5V DC (voltaje no sinusoidal, pero constante) tenía una estabilidad de amplitud mucho mejor que la onda sinusoidal de 1.5V.