¿Ondas de diente de sierra/rampa con amplitud fija de fuente de reloj sinusoidal o cuadrada?

¡Espero que alguien me pueda ayudar!

Un poco de información de fondo:Creé un generador de señal basado en DDS (usando PIC MCU para controlar un AD9833 para salida DDS). El generador es capaz de producir ondas sinusoidales, triangulares y cuadradas de hasta 12,5 Mhz. Sin embargo, la salida a frecuencias más altas (más de 2 Mhz) está lejos de ser perfecta (no se acerca a las formas de onda deseadas). De todos modos, actualmente no necesito más de 2MHz. He agregado un filtro elíptico de séptimo orden para suavizar la salida sinusoidal del DDS. ¿Despúes TH? filtro Utilizo un disparador Schmitt para obtener formas de onda rectangulares (también puedo ajustar el círculo de trabajo). El problema es que no sé cómo puedo crear formas de onda de diente de sierra/rampa o triangular basadas en la señal DDS como fuente de reloj de referencia (ya sea rectangular o sinusoidal filtrada). Mi requisito más importante es una forma de onda de diente de sierra,

Mi consulta es: ¿Existe una solución económica y fácil de implementar que pueda generar formas de onda de diente de sierra/rampa (el triángulo como extra también es bienvenido) con pendiente lineal (sin artefactos de discretización o aliasing), frecuencia ajustable y amplitud fija en un amplio rango de frecuencia ?

Desafortunadamente, no puedo encontrar una solución decente a ese problema. Lo único que encontré fue una publicación en un foro: http://www.eevblog.com/forum/blog/eevblog-483-microcontroller-voltage-inverter-tutorial/msg247080/#msg247080 , que sugiere el uso de 4046 Chip PLL, que genera una onda cuadrada de mayor frecuencia, que rastrea la entrada y un contador binario 4024, que luego se alimenta a un DAC barato r2r que consiste solo en una escalera de resistencia. Incorporando eso, posiblemente podría generar un diente de sierra de frecuencia arbitraria con amplitud fija. Sin embargo, el rango de frecuencia que podría obtener de 4046 PLL no cubrirá los requisitos (esta es mi opinión basada en las fórmulas dadas en la hoja de datos 4046, que especifican el rango de frecuencia), también habrá artefactos de escalera debido a la conversión ADC.

Sería mejor si pudiera cubrir el rango de 1Hz a 2MHz.

¿Alguien puede recomendar algo que pueda hacer las cosas correctamente?

Perdón por la publicación larga, espero haber logrado explicar el problema (perdón por mi inglés, ya que no es mi idioma nativo).

Gracias Osvaldo

¿Qué pasa con un condensador con un CCS?

Respuestas (2)

Cualquier forma de onda que no sea sinusoidal a 12,5 MHz estará compuesta por la frecuencia fundamental de 12,5 MHz, más los armónicos por encima de eso. Para formas de onda ideales con bordes afilados, los armónicos se extienden hasta el infinito.

Parece que ha agregado un filtro con una frecuencia de corte de alrededor de 12,5 MHz, por lo que sus salidas no sinusoidales no se ven como deberían: su filtro está eliminando los armónicos que dan a esas ondas su identidad no sinusoidal. .

Para ilustrar, aquí hay algunas animaciones de Wikipedia que muestran varias formas de onda no sinusoidales a medida que se agregan/eliminan armónicos:

armónicos de diente de sierra

armónicos de onda cuadrada

Lo que debería estar haciendo su filtro es eliminar los armónicos generados por los impulsos en cada salida de muestra de su DAC. Esto se llama un filtro anti-aliasing , e idealmente es un filtro de paso bajo de pared de ladrillo con un corte igual a la mitad de su frecuencia de muestreo. Dado que los verdaderos filtros de pared de ladrillo no son realizables, el corte suele estar un poco por debajo de la mitad de la frecuencia de muestreo, y la caída se hace tan pronunciada como sea posible. Si puede muestrear significativamente más del doble de la frecuencia más alta de interés, entonces el diseño del filtro no es tan crítico.

También se deduce que si desea sintetizar una onda cuadrada (o triangular, o de diente de sierra...) de 12,5 MHz, necesita un muestreo DAC lo suficientemente rápido como para sintetizar también los armónicos más altos en esa onda. Cuánto más alto depende de qué tan cerca desee acercarse a una onda cuadrada/triangular/diente de sierra ideal.

Mi consulta es: ¿Existe una solución económica y fácil de implementar que pueda generar formas de onda de diente de sierra/rampa (el triángulo como extra también es bienvenido) con pendiente lineal (sin artefactos de discretización o aliasing), frecuencia ajustable y amplitud fija en un amplio rango de frecuencia ?

La parte clave de esta consulta es "sin artefactos de aliasing o discretización" porque esto apunta al uso de un circuito analógico como este: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Dije "así" porque soy plenamente consciente de que el TL082 no es lo suficientemente fuerte como para mantener una buena forma de rampa a 2 MHz, pero hay muchos amplificadores operacionales que pueden hacerlo.

Pero, ¿qué pasa con el título de la pregunta? Implica que la sierra debe derivarse de una fuente de reloj (seno o cuadrado) y me gustaría señalar que la salida (en el pin 7) que se muestra arriba podría ser la fuente del reloj.

¿El OP realmente significa una fuente de reloj de su propia producción, como un pin IO de una MCU? Si la respuesta es "sí", es posible que se enfrente al uso de un PLL y un contador, PERO el uso de este método significa que tendrá artefactos de discretización y no le dará el rango requerido de 1 Hz a 2 MHz.