¿Cuál es la mejor manera de obtener una onda sinusoidal a partir de una onda cuadrada?

  

¿Hay alguna otra forma mejor de obtener una onda sinusoidal pura a partir de una onda cuadrada?   sin esta caida de voltaje?

Tome su onda cuadrada y use un bucle de bloqueo de fase para generar una frecuencia que es quizás 50 veces más alta: -

Luegousaunfiltroderelojajustablecomoeste:-

Alimentatuondacuadradaenlaentrada(Vin)ydeberíasobtenerunaondasinusoidalbastantedecenteenlasalida.

FuncionaalrastrearlafrecuenciadeentradausandoelPLL.Generalmente,aunafrecuenciadeentradade20kHz,lasalidadelPLLesde1MHzyelLTC1066loutilizaparaestablecersufrecuenciadecorteen20kHz.EstoesloquediceLTqueparecelarespuestaenfrecuenciaenlosextremosdelaoperación:-

Dado que una onda cuadrada está compuesta de armónicos impares, se necesita un filtro pronunciado que proporcione una atenuación de muchos dB al armónico más dominante (3º). Mire la gráfica para una operación de paso bajo de 800 Hz. A 800 Hz, la respuesta es de aproximadamente 0 dB y a 2,4 kHz (tercer armónico), el identificador de atenuación es mayor que 80 dB (10,000: 1).

Una forma sencilla de aproximar un seno: integrarlo a una onda triangular y "clip suave". Encontrarás muchos circuitos para la "conversión de onda triangular a sinusoidal" a través de la técnica obvia.

El resultado no es perfecto pero la distorsión puede ser inferior al 1%.

Aquí hay algunos que incluyen este elegante circuito JFET.

Una de las dificultades con este enfoque, si está variando la frecuencia de entrada, es que la ganancia del integrador varía inversamente con la frecuencia, mientras que todos estos convertidores de triángulo-seno requieren una amplitud de entrada constante.

Una posible solución es un amplificador de ganancia variable después del integrador, o posiblemente una ganancia variable incorporada en el propio integrador (por ejemplo, usando un VCA como el LM13700) variando la ganancia de tal manera que la amplitud de salida sea constante.

Considere un VCO de onda sinusoidal y un bucle de bloqueo de fase. Puede utilizar un CD4046 para el detector de fase. Aquí , conceptualmente de todos modos, es un oscilador controlado por voltaje que puede ser adecuado con modificaciones menores:

No puedes hacer esto con un filtro lineal invariante en el tiempo. Un filtro de este tipo no conoce la diferencia entre un armónico y un fundamental, solo ve un componente de frecuencia en una frecuencia determinada.

Para determinar una solución aceptable para este problema, se requieren respuestas a dos preguntas clave.

• ¿Qué tan pura debe ser la forma de onda de salida?
• ¿Qué debe suceder cuando cambia la frecuencia de entrada? ¿Cuánto período de transición es aceptable? ¿Qué resultados son aceptables durante el período de transición?

Un enfoque aún no mencionado sería utilizar un filtro seguido de un circuito de control automático de ganancia. Así que a medida que el voltaje cae, el AGC lo aumenta de nuevo. Para una mayor pureza espectral (pero a costa de tiempos de respuesta más lentos) se podrían agregar un segundo filtro y AGC.

Espero que todos los enfoques analógicos tengan tiempos de establecimiento de al menos varios y probablemente muchos ciclos después de un cambio de frecuencia de entrada. Si eso no es aceptable, buscaría un enfoque digital en el que un FPGA (con un reloj maestro rápido) mida el período del ciclo de entrada y use esas mediciones para generar una forma de onda que se alimenta a un DAC.

No estoy seguro del circuito que estás utilizando, pero para mí es como un ladrón joule. Esas cosas cambian de frecuencia con la carga en los rangos de los que estás hablando. Para construir algo barato que funcione, obtenga un ahogador ajustable de 100 ohmios (?) Vatios. conecte un extremo del cebador a un lado de la salida y el otro extremo a su carga. Ahora envuelva el otro cable de salida en la misma dirección que el choke (x) veces. Esto creará un filtro simple, ajustable manualmente. Si va a usar esto con una carga particular, solo afínelo hasta que funcione mejor con una bombilla de igual potencia. Tuning podría requerir más vueltas alrededor del estrangulador. Comenzaría con aproximadamente 10. Si tiene un condensador variable, puede eliminar la envoltura del estrangulador. Incluso podría hacer su propio estrangulador con un pequeño alambre de hierro esmaltado y envolverlo alrededor de un perno en unas pocas capas. Luego, simplemente agregue una resistencia de tipo bobinado en serie para llevar la resistencia total a alrededor de 100 ohmios. Nuevamente, esto ciertamente no es una solución perfecta, pero daría resultados justos, es económico y ajustable.

Yo diría que tanto el PLL como la conversión de onda triangular son quizás un poco de exageración. Intente usar filtros RC de paso bajo activos (es decir, OP AMP con algo de C en retroalimentación) para cortar los primeros armónicos (uno para 2 kHz y otro para 40 kHz). Deben asegurarse de que sus frecuencias originales no estén atenuadas (Ganancia = 1).

  

Necesito convertirlos en una onda sinusoidal   de la frecuencia fundamental correspondiente.

La onda sinusoidal de alguna frecuencia tiene cero "armónicos" constantes, es solo un seno (t), una onda ±.

Puede obtener (visualmente) un seno bastante bueno al paso de banda filtrando su onda cuadrada (dos filtros de forma secuencial, paso bajo y paso alto probablemente con Q no muy baja). En realidad, el borde bajo del paso de banda (paso alto) solo es necesario para filtrar una amplitud constante.

Después de filtrar, es posible que necesites agregar cierta amplitud a tu onda sinusoidal si la necesitas.

Además, necesitas un filtro con 4to orden y más. Después de todo, creo que vale la pena buscar otros métodos.