Todos saben que la mejor forma de obtener señales senoidales es a partir de circuitos analógicos. Sin embargo, los osciladores analógicos poseen algunos "defectos" que pueden ser importantes en ciertas aplicaciones, como por ejemplo, la necesidad de un reproyecto si hay que cambiar mucho su frecuencia de operación.
También existe el problema adicional de que la mayoría de los circuitos actuales son digitales y si deseamos una forma de onda analógica necesitamos pensar en una solución "independiente" que implica ocupar más espacio en una placa, pasar más componentes y eventualmente a hasta tener que derivar una tensión diferente para su alimentación.
Una idea práctica de Intersil Corporation, en su application note AN9780 (www.intersil.com) es la que se muestra en la figura 1.
Lo que se hace en este circuito es derivar una señal senoidal con excelentes características directamente de una señal digital que pueda ser obtenida en el circuito en que debe ser usado.
La frecuencia de salida es 1/32 de la frecuencia de entrada para el contador de 5 bits utilizado, pero la idea básica se puede aprovechar con contadores más largos (o más cortos).
El uso de un contador más largo posibilita la obtención de una forma de onda menos distorsionada.
Con una separación mayor entre la frecuencia de entrada y la frecuencia de salida también es posible implementar el circuito de filtrado con mayor facilidad.
En esta idea práctica la salida del contador serial se conecta a la entrada del shift register que entonces determina si unos o ceros se desplazan en el registrador.
Como se trata de un contador de 5 bits tenemos 16 unos a ser desplazados, seguidos de 16 ceros.
Los 16 unos forman entonces la parte ascendente de la forma de onda senoidal, mientras que los 16 ceros van a determinar la parte descendente de la forma de onda senoidal obtenida.
Asumiendo que todas las salidas del shift register están inicialmente en el nivel bajo, la combinación en paralelo de los resistores actúa como una terminación a los niveles bajos, sirviendo de tierra.
La primera salida del cambio de registro Qa tiene un resistor de 51k, lo que significa que cuando se va al nivel alto, eleva la tensión de la salida ligeramente.
Cada resistor conectado a las salidas siguientes añade una pequeña tensión a la señal de salida, hasta que todas queden en el nivel alto, cuando entonces alcanzamos el valor máximo.
Cuando las salidas comienzan a ir al nivel bajo en secuencia, la tensión total caerá hasta volver al valor mínimo, formando la parte decreciente de la señal.
Los resistores se calcularon para obtener una forma de onda lo más cercana posible a la senoidal.
El filtro de salida es del tipo de paso-bajas de segundo orden con una frecuencia de corte de 100 kHz.
Con ello es posible obtener una forma de onda bastante pura de 86 kHz cuando la frecuencia de entrada es de 2,78 MHz.
En la figura 2 mostramos las formas de onda obtenidas antes y después del filtro.
El circuito integrado elegido para ser utilizado como filtro fue el HA-2841 de Intersil, que posee una banda pasante elevada, requisito principal para la elaboración de un filtro activo.
La ganancia de este amplificador para este circuito debe ser de al menos 20 dB si se utiliza un equivalente.