Cyfrowe rozwiązanie analogowych problemów z oscylatorem

Projektant, potrzebujący sygnału sinusoidalnego 100Hz, zajrzy prawdopodobnie do podręcznika układów analogowych, albo poszuka informacji w Internecie. Jest to dobry sposób na początek, pomija jednak inne bardzo skuteczne rozwiązanie, jakim jest posłużenie się mikroprocesorem.

Sygnał sinusoidalny można otrzymać za pomocą wielu dobrze znanych układów, jak mostek Wiena z przesunięciem fazy, czy oscylatory kwadraturowe lub Bubba. Początkowo, ponieważ opisujące je równania są ogólnie dostępne, wydają się najłatwiejszymi i najszybciej osiągalnymi rozwiązaniami.

Za przykład można wziąć podręcznikowy oscylator, którego konstrukcja i działanie są zadawalające, dopóki projektant nie otrzyma zadania zmiany jego częstotliwości ze 100Hz do 200Hz. Będzie wtedy musiał powrócić do projektu i zmienić w schemacie rezystor czy kondensator. Ale można też przejść do rozwiązania cyfrowego, opartego na mikrosterowniku, co znacznie ułatwia wszystkie ewentualne późniejsze zmiany.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

A jak generować sygnał sinusoidalny w układzie cyfrowym? W praktyce jest to bardzo łatwe. Trzeba najpierw do jednego z wyjść sterownika wyprowadzić sygnał modulacji szerokości impulsów (PWM). Sygnał ten może być generowany przez program sprzętowy przy użyciu wewnętrznego układu peryferyjnego PWM w sterowniku lub procesorze. Sygnał PWM przetwarza się następnie w sinusoidalny za pomocą analogowego filtru dolnoprzepustowego. Tego rodzaju układ jest pokazany na rys. 1. Wyższe częstotliwości sygnału PWM są w nim tłumione przez dolnoprzepustowy filtr drugiego rzędu. Rozwiązanie analogowe jest nieelastyczne, a zmiany mogą być dokonywane tylko przez wymianę elementów. Alternatywne, cyfrowe, jest programowalne, ma mniejsze rozmiary i jest tańsze, nie wymaga bowiem niemal żadnych zewnętrznych komponentów. Wszelkich modyfikacji dokonuje się prostym przeprogramowaniem. Może być zmieniana częstotliwość, a nawet faza, bez pogorszenia jakości. Układy cyfrowe, zastępujące analogowe, są coraz lepsze i coraz liczniejsze. Mieszczące się w chipach współczesnych mikrosterowników układy peryferyjne, jak komparatory, układy PWM i czasomierze, przyspieszają tę tendencję. Cyfrowe funkcje nie zastąpią wszystkich analogowych. Układy analogowe zachowają nadal swoje miejsce przy formowaniu sygnałów, gdzie ich szybkość i dokładność jest potrzebna do interfejsów ze światem rzeczywistym. Ale przy korzystaniu z funkcji analogowej warto sprawdzić, czy cyfrowa alternatywa nie okaże się lepsza.

Bonnie C. Baker, Microchip


Rys. 1. Częstotliwość PWM jest równa 1/T, a współczynnik wypełnienia 50%. Częstotliwość ta może być dynamicznie zmieniana przez program układowy mikrosterownika lub mikroprocesora. Filtr drugiego rzędu stłumi niewielką trzecią harmoniczną PWM o 40dB.

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Zobacz więcej w kategorii: Technika
Pomiary
Samochód widzi znaki drogowe, ale czasami odczytuje je błędnie. Dlaczego elektronika potrafi wprowadzać kierowców w błąd?
Produkcja elektroniki
Kontrola jakości montażu SMT – inspekcja optyczna 2D/3D i wykrywanie wad lutowniczych
Artykuły
Nowe rezonatory kwarcowe i anteny Kyocera AVX w ofercie TME
Komponenty
Klawiatury membranowe w urządzeniach elektronicznych – konstrukcja, parametry i dobór
Optoelektronika
Dobór optyki opraw LED – charakterystyki rozsyłu światła w praktyce
Optoelektronika
Wyświetlacze w aplikacjach dronowych firmy Solomon Goldentek Display
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Technika
Nowe rezonatory kwarcowe i anteny Kyocera AVX w ofercie TME
Magazyn
Październik 2026
Magazyn
Wrzesień 2026

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów