El generador sinusoidal de sincronización bloqueada cubre tres décadas con baja distorsión

Estoy trabajando en mi primer proyecto en diseño analógico/placa, y aunque sé bastante de teoría en electrónica, me falta experiencia práctica.

Necesito un generador de onda sinusoidal exacto, y alguien sugirió mirar esto:

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

  1. En primer lugar, ¿puedo confiar en que este diseño funcione tal como está?

    Esto parece ser lo que busco en cuanto al rango de frecuencia de salida, pero tengo algunas dudas sobre su funcionamiento

  2. Por su descripción, creo que la entrada es una onda cuadrada y la salida es una onda sinusoidal que es 1/64 de la frecuencia de la onda cuadrada. ¿Es eso correcto?

  3. ¿Cuál es el punto del PLL+VCO (el primer IC) del diseño? ¿Por qué no alimentar la onda cuadrada directamente al divisor de frecuencia?

Parece una nota de aplicación creada a partir de un artículo de EDN. Usaría cualquiera como un indicador significativo de que funcionará.

Respuestas (1)

1) No veo por qué no. El artículo tiene el nombre del fabricante, mucho más respetable que 'algún tipo de Internet'. Sin realmente construirlo o simularlo, o hacer cálculos alrededor de los valores R2/3 C2 (el único bit que no está "obviamente bien"), este tipo de Internet (yo) piensa que todo parece perfectamente plausible, el concepto y el diagrama de bloques son sonido

El hecho de que proporcionen cifras de distorsión en función de la frecuencia sugiere fuertemente que ha sido simulado y construido, y funciona. Se sabe que ocurren errores en las hojas de datos, pero con este circuito simple y los resultados de rendimiento, sería demasiado cauteloso asumir que algo anda mal en esta etapa.

2) No. La entrada a todo el circuito es una señal a la frecuencia de salida deseada. La señal de salida se sincroniza con la señal de entrada.

3) 'La onda cuadrada' no existe externamente, es generada por el PLL digital que comprende el 4046 y el 4060.

El circuito integrado de filtro de condensador conmutado necesita la onda cuadrada 64x como entrada de reloj. Elimina todos los armónicos de la onda cuadrada 1x en su entrada de señal.

Habiendo dicho que el circuito parece sólido, es bastante fácil estropear las cosas cuando lo construyes. Sobre la base de una placa de prueba, es fácil equivocarse en el cableado y explotar esos circuitos integrados CMOS con estática. Cuando se coloque en un tablero, asegúrese de que el reloj de 64x no esté cerca de la salida analógica, de lo contrario, lo captarán. La forma más fácil de obtener un terreno limpio es usar un plano de tierra. Mantenga el plano sacrosanto, no lo desmenuce en una cortina de encaje pasando 'solo uno, está bien, entonces, solo uno más' a través de él.

La hoja de datos del 297 afirma que funcionará hasta la esquina de 0,1 Hz. Como el diseño completo solo reclama una frecuencia mínima de 20 Hz, esto es todo lo que debe esperar. La limitación es probablemente el filtro PLL R2/3 C2, necesitaría al menos aumentar el valor de C2 para frecuencias más bajas, sin embargo, entonces el circuito respondería más lentamente.

Tal vez entiendo menos de lo que pensé en este diseño. ¿Puede darme una explicación más detallada de lo que hace este circuito/cómo funciona? ¿Qué es exactamente la entrada 'SIG IN'? ¿Cómo se crea exactamente la onda cuadrada entre el 4046 y el 4060? Entiendo que el tercer IC es un LPF diseñado para despojar a la onda cuadrada de sus extraños armónicos...
el 4046 trabaja para obligar a SIGIN y COMPIN a estar en la misma frecuencia. Como VCOOUT se divide por 64 en el 4060, esto obliga a que VCOOUT sea 64x SIGIN. SIGIN es cualquier señal que tenga la frecuencia que desea para la salida y suficiente amplitud para ser reconocida en la entrada 4046 SIGIN. Mire las notas de la aplicación para el 4046 para obtener más detalles. Si, en cambio , ya tiene una onda cuadrada de alta frecuencia, digamos de un sintetizador que desea dividir, entonces puede omitir el 4046 y solo usar el 4060 y el 297. El 4046 es para permitir una entrada 1x, en lugar de necesitar un 64x aporte.
Gracias por tu explicación del circuito. Entonces, ¿está diciendo que SIGIN puede ser una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50 % o del 10 % o del 90 %, o una onda de diente de sierra, siempre que la frecuencia sea la que quiero? Porque dice en la explicación "El hecho de que la señal de entrada del filtro sea una onda cuadrada (con un ciclo de trabajo del 50%) ayuda a esta aplicación, porque una onda cuadrada contiene solo armónicos impares de la fundamental, y el armónico de frecuencia más baja es el tercero, que está dentro del rango de atenuación profunda del filtro".
La entrada 297 es una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50%, porque es la salida del divisor binario 4060. Entendí mal ese bit, y pensé que el segundo armónico no estaba en la banda de exclusión, pero cuando hice las sumas, noté que incluso el segundo armónico cae dentro de la banda de exclusión adecuada de -80dB, por lo que el bit 'sin armónicos pares' es cierto, pero irrelevante , ahora arreglado en mi respuesta. La entrada al 4046, SIGIN, puede ser cualquier cosa que el 4046 bloquee. Puede ser un nivel lógico o un nivel bajo acoplado a CA, pero la hoja de datos del 4046 no dice qué nivel bajo o qué tan extremo puede ser el ciclo de trabajo, no es bueno, ¡tendría que experimentar!
El generador sinusoidal de sincronización bloqueada cubre tres décadas con baja distorsión
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