¿Puedo generar onda sinusoidal pura con solo un reloj y un amplificador?

Sí, en teoría podría comenzar con una señal sinusoidal y amplificarla para hacer un inversor. Sin embargo, el resultado sería bastante ineficiente. El amplificador tiene que trabajar con muchas señales, mientras que usted sabe exactamente la señal que desea. El enfoque general del amplificador ignora esto y, por lo tanto, no aprovecha las optimizaciones que no serían válidas para amplificar señales generales.

Si usaste un amplificador eficiente de clase D, entonces el resultado podría no ser tan malo. Una forma de ver un inversor de onda sinusoidal es como un amplificador de clase D, excepto que también sintetiza la señal directamente en lugar de tener que seguir fielmente alguna señal de entrada analógica.

Una optimización importante de que falta el enfoque general del amplificador es que la distorsión puede ser mucho mayor para un inversor. Un pequeño porcentaje es mucho para un amplificador, pero no mucho para un ciclo de potencia.

También observe cuánto cuestan los amplificadores que pueden apagar el voltaje y la potencia que desea que apague un inversor.

No sé cómo cree que alimentar DC "en un reloj de cuarzo" generará una onda sinusoidal, pero supongamos que sí.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Inversor de CA H-bridge.

Digamos que queremos hacer que un inversor de 1,200 W funcione con una batería perfecta de 12 V con transistores perfectos. La corriente requerida estará en algún lugar alrededor de 100 A.

Nuestra señal de onda sinusoidal se enciende gradualmente en Q1 y Q4, lo que permite que la corriente fluya de izquierda a derecha a través del XFMR1 primario. Gradualmente los apagamos nuevamente y comenzamos a encender Q3 y Q2 para revertir la corriente.

Ahora considere lo que sucede cuando los transistores están parcialmente encendidos. Digamos que la corriente es de 50 A y aproximadamente la mitad de la tensión se cae a través de Q1 y Q4, es decir, 6 V. Podemos ver que la potencia disipada en los transistores es de 50 x 6 = 300 W. (P = VI). Todo esto se pierde a medida que el calor, es un desperdicio de energía, requerirá un gran disipador de calor, calentará la habitación y puede llevar los transistores fuera de su área de operación segura.

La alternativa es modular el ancho de pulso de los transistores a pleno voltaje con pulsos más amplios a medida que aumenta el seno. En este modo, los transistores pasan de apagado (I = 0, entonces P = 0 en el transistor) a completamente encendido (V = 0 [casi], entonces P = 0 [casi]). Dado que esto es mucho más eficiente, es el método de elección.

Puede convertir una onda cuadrada en una onda sinusoidal razonable filtrando. Las piezas del filtro LC son grandes para los estándares modernos. Si genera una aproximación de múltiples pasos a la onda sinusoidal, el tamaño del filtro se reduce mucho. Esta es la base de la conmutación multinivel y ha sido y se usa y se usará. Esta conmutación escalonada o multinivel significa una etapa de salida más complicada, pero proporciona bajas pérdidas de conmutación y un filtro pequeño.