La pagina illustra la seconda parte del progetto descritto alla voce "Generatore di onda sinusoidale"

L'onda quadra e le sue "armoniche"

Il segnale generato dal primo dei due amplificatori operazionali contenuti nell'integrato LM358, descritto nella parte precedente, è in effetti un'onda quadra.
Come noto, un'onda quadra a frequenza f è composta da un'oscillazione fondamentale, appunto di frequenza f, e da un numero praticamente infinito di armoniche dispari.
Precisiamo che per armoniche si intendono le oscillazioni a frequenza multipla della fondamentale; nel caso dell'onda quadra, le armoniche presenti sono la terza, la quinta, la settima, ecc. Ciascuna di queste armoniche, come illustrato in figura 4, è presente con un'ampiezza che è inversamente proporzionale rispetto al suo ordine: troveremo quindi la terza armonica (3^A) con un'ampiezza pari a 1/3 della fondamentale, la quinta armonica (5^A) con un'ampiezza pari a 1/5 della fondamentale e così via.


Il circuito realizzato sfruttando il secondo amplificatore operazionale dell'LM358, e illustrato in figura 5, ha lo scopo di filtrare, o almeno di ridurre sensibilmente, tutte le armoniche, lasciando passare soltanto la frequenza fondamentale.

Sezione 2: il filtro passa-basso

L'onda quadra generata dal precedente circuito, attraverso il condensatore C2, arriva appunto alla sezione illustrata nella figura 5. Il pin 5 è collegato ad una massa virtuale di tensione Vs/2, ottenuta con il partitore R7, R8.
Le resistenze R6 ed R9, insieme al condensatore C3, costituiscono una prima cella filtrante, ad effetto passa-basso, che cioè attenua maggiormente le frequenze alte rispetto a quelle basse.
Anche sull'amplificatore operazionale risulta presente una rete di reazione negativa, costituita dalla resistenza R10 e dal condensatore C4, che determina un funzionamento di tipo “integratore”; le frequenze presenti sull'uscita, quanto più sono alte, più vengono retrocesse all'entrata dal condensatore, e quindi attenuate.
Come risultato, praticamente tutte le componenti armoniche di frequenza elevata, presenti nell'onda quadra, vengono eliminate, ed il segnale in uscita assume l'aspetto di un'onda sinusoidale.

Per comodità del lettore, si riporta di seguito lo schema completo del generatore, già presente nella parte prima; i valori dei componenti sono ricavabili da tale schema.