Clasificaría tres métodos posibles para la generación de ondas sinusoidales,
- Forma de onda
La mayoría de los generadores de funciones modernas en realidad no producen una onda sinusoidal. Más bien, lo moldean usando una forma de onda más simple existente, que, en la mayoría de los casos, es una onda triangular.
Las ondas triangulares son más fáciles de generar. Tome una onda cuadrada, pásela a través de un filtro de paso bajo (condensador en paralelo) y obtendrá una onda triangular.
Una pequeña teoría aquí. Una onda cuadrada se compone de una suma de ondas sinusoidales de diferentes frecuencias y amplitudes. (Vea cómo los armónicos del seno se suman para formar una onda cuadrada). Cuando pasa una onda cuadrada a través de un filtro de paso bajo, que atenúa / bloquea los componentes de frecuencia más alta, obtiene una onda triangular que tiene armónicos menores. Si continúa agregando filtros de paso bajo, eventualmente, todos los armónicos se filtrarán y lo que quedará será una onda sinusoidal pura (que es prácticamente demasiado difícil e innecesaria para la mayoría de las aplicaciones).
Este enfoque proporciona una onda sinusoidal aproximada con una distorsión armónica manejable. La mayoría de los generadores de funciones más baratos y los generadores de onda sinusoidal utilizan este método.
Los IC disponibles que utilizan este método para la generación de ondas sinusoidales son XR2206 y MAX038.
Las ventajas de este método son, - Generar una onda cuadrada es súper simple. IC 555 FTW!
- Los filtros de paso bajo no son un gran problema. Los filtros pasivos simples como un condensador paralelo harán su trabajo decentemente.
- Podemos cambiar la frecuencia de la onda cuadrada. Como la onda sinusoidal ahora depende de la onda cuadrada, en realidad podemos variar la frecuencia de onda sinusoidal de salida sobre la marcha. Sin embargo, el circuito de filtro de paso bajo debe ser capaz de manejar el rango de frecuencia requerido.
- Como la onda cuadrada es una señal digital, puede controlar su frecuencia utilizando cualquier circuito lógico adecuado. Puede controlar la frecuencia utilizando un microcontrolador.
- Sintetizadores de onda
Este es un enfoque bastante moderno que utiliza procesadores de señal digital (DSP). También se llama sintetizador digital directo (DDS). Una ROM incorporada almacena la estructura de onda sinusoidal real. En términos simples, almacena valores de amplitud de un ciclo completo de una onda sinusoidal (como 0, 0.25, 0.5, 0.707, 0.866, 0.96, 1, 0.96, 0.866, …). Basado en los comandos de frecuencia, el DSP genera una señal PWM. Al pasar este PWM a través de un filtro Chebyshev de paso bajo de orden superior, obtenemos una onda sinusoidal.
La forma de onda de salida se decide por la señal PWM que genera el DSP. Un DSP también puede producir formas de onda mucho más complejas y no periódicas.
El IC disponible que genera generación de onda sinusoidal basada en DDS es AD9850. Puedes obtener más en la web.
Las ventajas de este método son, - Forma de onda más precisa.
- Más control granular sobre la forma de la onda.
- Puede generar cualquier forma de onda (depende del DSP).
- Es un concepto moderno.
- Generadores fijos de onda sinusoidal
Los dos métodos anteriores son más dinámicos y pueden generar más que solo una onda sinusoidal. Sin embargo, sufren de una distorsión armónica más alta. Los generadores de ondas sinusoidales dedicados abordan este problema al no generar una onda sinusoidal a partir de otras ondas. El oscilador de puente Wein es uno de esos ejemplos. Los problemas con tales generadores son que no pueden sintonizarse en un rango de frecuencia mayor y tienen aplicaciones limitadas.
