Рис. 3.6. Формирователь синусоидального сигнала из треугольного на полевом транзисторе
3.1.5. Формирователи синусоидального сигнала из треугольного
Формирование из треугольного сигнала синусоидального является одной из основных и самых трудных задач при построении функциональных генераторов. Простой ограничитель, типа показанного на рис. 3.2, создает заметно (даже на глаз) искаженное синусоидальное напряжение. Это связано с тем, что ограничение происходит по логарифмическому закону, который сильно отличается от синусоидального.
Намного лучшие результаты дает применение преобразователя на полевом транзисторе (рис. 3.6). Тут используется то обстоятельство, что начальный участок выходной ВАХ полевого транзистора похож на вид синусоидальной кривой в первом и третьем квадрантах. Однако и в этой схеме выходной сигнал не идеально синусоидальный и коэффициент гармоник доходит до долей процента лишь в тщательно оптимизированной и отрегулированной схеме, размещаемой в микротермостате [8].
Фактически формирователь может быть одноквадрантным, поскольку должен воспроизводить четверть периода синусоидальной функции (остальные четверти можно получить из первой четверти периода с помощью не очень сложных схем). Было показано [8,9], что для этого вполне подходят диодные 4—5-уровневые ограничители напряжения, которые широко использовались еще в старых аналоговых ЭВМ.
Рис. 3.6. Формирователь синусоидального сигнала из треугольного на полевом транзисторе
На рис. 3.7 показана схема 5-уровневого ограничителя треугольного сигнала, которая при тщательном подборе компонент может обеспечить значения Кг намного меньше 1 %, вполне сравнимые с присущими RC-генераторам с инерционной обратной связью.
Рис. 3.7. Формирователь синусоидального сигнала из треугольного с 5-уровневым ограничителем
Подробное описание функциональных преобразователей и их проектирования можно найти в [59, 60]. Следует отметить, что даже в наши дни уровень развития нелинейных преобразователей не позволяет получить синусоидальное напряжение с коэффициентом гармоник много меньше 1 % в достаточно широком диапазоне частот — от долей Гц до нескольких МГц.
Дьяконов В. П.Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 с, ил.