Praca poświęcona została problematyce projektowania oraz analizy obwodów aktywnych oscylatorów harmonicznych, których parametry są przestrajane cyfrowym sygnałem sterującym. Dla zaproponowanych układów wykonane zostały badania analityczne, a w celu weryfikacji otrzymanych wyników przeprowadzono symulacje komputerowe w środowisku PSpice. W badanych układach, jako komponenty aktywne wykorzystywano przygotowane na potrzeby symulacji różne makromodele wzmacniaczy operacyjnych, modele przetworników cyfrowo-analogowych (DAC) z aktywnym wyjściem napięciowym oraz aktywnym wyjściem prądowym, jak również aktywne modele symulujące bierne elementy dwójnikowe typu konduktancji, indukcyjności i pojemności. Zaproponowano cztery różne typy obwodów sterowanych cyfrowo aktywnych oscylatorów harmonicznych, dla których określono ważniejsze parametry, takie jak: warunek wzbudzenia, zakres zmian wartości częstotliwości wytwarzanych przez układy oscylacji oraz zakresy zmian wartości amplitudy generowanego sygnału wyjściowego. Dla poszczególnych obwodów sprawdzano również wartości współczynnika zniekształceń nieliniowych (THD). W pracy wykazano, że wykorzystanie transmitancji rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych jako elementów inercyjnych pozwala na realizację obwodów oscylatorów przebiegów harmonicznych o parametrach sterowanych cyfrowo, bez konieczności stosowania dodatkowych biernych elementów zewnętrznych.
Digitally Controlled Active Oscillators Based on Operational Amplifiers Transmittances
The PhD thesis is devoted to designing the active harmonic oscillator circuits, the parameters of which can be controlled by a digital way. General concepts presented in the thesis were verified by means of designing and testing a sample oscillation circuits. For the designed circuits the tests of amplitude relation to the frequency of the harmonic oscillations was carried out, and the sample oscillograms generated were presented. Also conditions of oscillation and influence of the resolution of the DACs applied on the scope of changes in the frequency of the controlled oscillator were tested. Another value verified was the Total Harmonic Distortion index. The test results were verified using two different methods, in which the values obtained by theoretical computing were confirmed with numerical simulations in PSpice programme. The basic advantage of the proposed solutions when compared with other models described in reference works is using only active components. Another advantage of the solutions presented is the possibility to implement them in electronic integrated circuits technology. For example, the suggested circuits may be used in CMOS technology where the only components are insulated-gate field-effect transistors with n or p channels, which can be used for constructing various amplifiers and switches.
