Locked-Sync-Sinusgenerator deckt drei Jahrzehnte mit geringer Verzerrung ab

Ich arbeite an meinem ersten Projekt im Analog-/Board-Design, und obwohl ich eine anständige Menge an Theorie in der Elektronik kenne, fehlt mir die praktische Erfahrung.

Ich brauche einen genauen Sinusgenerator, und jemand hat vorgeschlagen, sich das anzusehen:

https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/4504

  1. Kann ich darauf vertrauen, dass dieses Design so funktioniert, wie es ist?

    Dies scheint das zu sein, wonach ich in Bezug auf den Ausgangsfrequenzbereich suche, aber ich habe einige Fragen zum Betrieb

  2. Aufgrund seiner Beschreibung denke ich, dass der Eingang eine Rechteckwelle und der Ausgang eine Sinuswelle ist, die 1/64 der Frequenz der Rechteckwelle beträgt. Ist das korrekt?

  3. Was ist der Sinn des PLL + VCO (der erste IC) des Designs? Warum nicht die Rechteckwelle direkt in den Frequenzteiler einspeisen?

Sieht aus wie eine App-Notiz, die aus einem EDN-Artikel erstellt wurde. Ich würde beides als signifikanten Indikator dafür verwenden, dass es funktioniert.

Antworten (1)

1) Ich verstehe nicht, warum nicht. Auf dem Artikel steht der Name des Herstellers, viel seriöser als „irgendein Typ aus dem Internet“. Ohne es tatsächlich zu bauen oder zu simulieren oder Berechnungen rund um R2/3 C2-Werte durchzuführen (das einzige Bit, das nicht „offensichtlich in Ordnung“ ist), denkt dieser Typ aus dem Internet (ich), dass alles vollkommen plausibel aussieht, das Konzept und das Blockdiagramm sind solide.

Die Tatsache, dass sie Verzerrungszahlen gegenüber der Frequenz angeben, deutet stark darauf hin, dass es simuliert und gebaut wurde und funktioniert. Es ist bekannt, dass Datenblätter Fehler enthalten, aber bei dieser einfachen Schaltung und den Leistungsergebnissen wäre es zu vorsichtig, anzunehmen, dass in diesem Stadium etwas nicht stimmt.

2) Nein. Die Eingabe in die gesamte Schaltung ist ein Signal mit der gewünschten Ausgangsfrequenz. Das Ausgangssignal wird mit dem Eingangssignal synchronisiert.

3) „Die Rechteckwelle“ existiert nicht extern, sie wird von der digitalen PLL erzeugt, die aus 4046 und 4060 besteht.

Der Switched-Capacitor-Filter-IC benötigt die 64-fache Rechteckwelle als Takteingang. Es entfernt alle Harmonischen von der 1x-Rechteckwelle an seinem Signaleingang.

Abgesehen davon, dass die Schaltung solide aussieht, ist es ziemlich einfach, Dinge durcheinander zu bringen, wenn Sie sie bauen. Aufbauend auf einer Steckplatine ist es einfach, falsch zu verdrahten und diese CMOS-ICs mit statischer Aufladung zu sprengen. Achten Sie beim Auslegen auf einem Brett darauf, dass sich der 64x-Takt nicht in der Nähe des Analogausgangs befindet, da Sie sonst abgeholt werden. Der einfachste Weg, einen sauberen Boden zu bekommen, ist die Verwendung einer Grundplatte. Halten Sie das Flugzeug sakrosankt, zerfetzen Sie es nicht in einen Spitzenvorhang, indem Sie „nur eine, ok dann, nur noch eine“ Spur durchziehen.

Das 297-Datenblatt behauptet, dass es bis zu einer Ecke von 0,1 Hz funktioniert. Da das vollständige Design nur eine Mindestfrequenz von 20 Hz beansprucht, ist dies alles, was Sie erwarten sollten. Die Limitierung liegt wohl im PLL-Filter R2/3 C2, für niedrigere Frequenzen müsste man zumindest den Wert von C2 erhöhen, allerdings würde die Schaltung dann langsamer reagieren.

Vielleicht verstehe ich weniger, als ich über dieses Design nachgedacht habe. Können Sie mir bitte eine detailliertere Erklärung geben, was diese Schaltung tut / wie sie funktioniert? Was genau ist die Eingabe 'SIG IN'? Wie genau entsteht die Rechteckwelle zwischen dem 4046 und dem 4060? Ich verstehe, dass der dritte IC ein LPF ist, der entwickelt wurde, um die Rechteckwelle von ihren ungeraden Harmonischen zu befreien ...
der 4046 arbeitet, um SIGIN und COMPIN zu zwingen, auf der gleichen Frequenz zu sein. Da VCOOUT im 4060 durch 64 geteilt wird, zwingt dies VCOOUT zu 64x SIGIN. SIGIN ist ein beliebiges Signal, das die für den Ausgang gewünschte Frequenz und eine ausreichende Amplitude hat, um am 4046 SIGIN-Eingang erkannt zu werden. Weitere Einzelheiten finden Sie in den App-Hinweisen zum 4046. Wenn Sie stattdessen bereits eine hochfrequente Rechteckwelle haben, z. B. von einem Synthesizer, den Sie herunterteilen möchten, können Sie den 4046 weglassen und einfach den 4060 und den 297 verwenden. Der 4046 soll einen 1x-Eingang ermöglichen, anstatt einen 64x zu benötigen Eingang.
Danke für die Erklärung der Schaltung. Wollen Sie damit sagen, dass SIGIN eine Rechteckwelle mit 50 % Einschaltdauer oder 10 % oder 90 % oder eine Sägezahnwelle sein kann, solange die Frequenz die ist, die ich will? Denn in der Erklärung heißt es: „Die Tatsache, dass das Eingangssignal des Filters eine Rechteckwelle ist (mit 50 % Tastverhältnis), hilft dieser Anwendung, da eine Rechteckwelle nur ungeradzahlige Harmonische der Grundwelle enthält und die Harmonische mit der niedrigsten Frequenz die ist drittens, was gut innerhalb des Tiefendämpfungsbereichs des Filters liegt."
Der 297-Eingang ist eine Rechteckwelle mit 50% Tastverhältnis, da es der Ausgang des 4060-Binärteilers ist. Ich habe das etwas falsch verstanden und dachte, die 2. Harmonische wäre nicht im Stoppband, aber als ich die Summen machte, stelle ich fest, dass sogar die 2. Harmonische in das richtige Stoppband von -80 dB fällt, also ist das Bit „keine geraden Harmonischen“ wahr, aber irrelevant , jetzt in meiner Antwort behoben. Die Eingabe für den 4046, SIGIN, kann alles sein, woran sich der 4046 anschließt. Es kann ein Logikpegel oder ein AC-gekoppelter niedriger Pegel sein, aber das Datenblatt des 4046 sagt nicht aus, wie niedrig oder wie extrem das Tastverhältnis sein kann, nicht gut, Sie müssten experimentieren!
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