Es gibt unterschiedliche Methoden eine Sinusspannung zu erzeugen. Für hohe Frequenzen verwendet man gerne LC-Oszillatoren, während man bei niedrigeren Frequenzen RC-Oszillatoren, wie z.B. einen Phasenschieber-Oszillator, einsetzt. Besonders erwähnenswert ist der Wien-Robinson-Oszillator. Bei guter Dimensionierung erreicht man sehr niedrige Klirrfaktorwerte und eine gute Frequenzstabilität. Dies erreicht man dadurch, dass im Resonanzfall die Verstärkung die Dämpfung des frequenzselektiven Netzwerkes im Rückkopplungspfad mittels Regelung gerade so kompensiert, dass eine bestimmte Sinusspannung konstant gehalten wird. Eine derart erzeugte Sinusspannung hat wie ein LC-Oszillator etwas Natürliches an sich, weil die Sinusform durch ein Resonanzphänomen erzeugt wird.
Im ersten Kapitel widmen wir uns ein wenig diesem Generatortyp mit einer erprobten Schaltung, die man leicht den eigenen Bedürfnissen anpassen kann. Man lernt dabei auch eine Art der Verstärkerregelung mittels JFET kennen, wie man sie auch gerne bei Dynamikkompressoren einsetzt. In den weiteren Kapiteln wird in groben Zügen mittels Blockschemata gezeigt, wie der Funktionsgenerator und der Frequenzsynthesizer arbeiten. Mit Schieberegistern und einem Widerstandsnetzwerk an den parallelen Datenausgängen lässt sich jede Spannungsfunktion, und damit auch eine Sinusspannung, erzeugen. Die Frequenz der Sinusspannung ist ebenso mit einer Taktfrequenz steuerbar. Diese Methode eignete sich bereits in den frühen 1970er-Jahren hervorragend für die FSK-Modulation (FSK = Frequency-Shift-Keying). Da diese Art der Sinuserzeugung aufwändig ist, wird sie heute nicht mehr realisiert. Trotzdem lohnt es sich zu lernen, wie so etwas funktioniert. Es kann eine Anregung für andere Projekte mit Schieberegistern sein. Es gibt längst Alternativen, wie ein relativ einfacher digitaler Sinusgenerator mittels (E)EPROM und die sogenannte DDS-Methode. Diese beiden Methoden werden kurz vorgestellt.
Damit stecken wir bereits in der Thematik der digital erzeugten Sinusspannung. Wir setzen das Thema mit dem Titel Aus Rechteck wird Sinus, mit einer spektralen Betrachtung der Rechteckspannung praxisnah fort. Es wird gezeigt, dass mit geeigneter Tiefpassfilterung aus einer solchen Rechteckspannung eine brauchbare Sinusspannung erzeugt werden kann. Dass aus all dem dieser Elektronik-Minikurs auf einen Sinusgenerator mittels SC-Tiefpassfilter hinausläuft, dessen Sinusfrequenz ganz leicht mit einer frequenzvariablen Rechteckspannung steuerbar ist, ist dann nur noch die logische Konsequenz. Es gibt dazu eine praxiserprobte Schaltung.
Dieser Elektronik-Minikurs ergänzt die folgenden längst bestehenden Elektronik-Minikurse über Switched-Capacitor-Filter (SC-Filter):
