Генератор сигналов своими руками на микроконтроллере: Генератор сигналов на микроконтроллере

Содержание

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ

Этот проект — качественный и универсальный функциональный генератор, который несмотря на некоторую сложность схемы, по крайней мере в сравнении с более простыми похожими приборами, обладает очень широким функционалом, что оправдывает затраты на его сборку. Он способен выдавать 9 различных форм сигналов, а также работать с синхронизацией импульсов.

Принципиальная схема генератора на МК

Параметры устройства

  • Частотный диапазон: 10 Гц — 60 кГц
  • Цифровая регулировка частоты с 3 различными шагами
  • Формы сигнала: Sine, Triangle, Square, Saw, H-pulse, L-pulse, Burst, Sweep, Noise
  • Выходной диапазон: 15 В для синуса и треугольника, 0-5 В для других режимов
  • Имеется выход для синхронизации импульсов

Питание прибора осуществляется от 12 вольт переменки, что обеспечивает достаточно высокое (свыше 18 В) напряжение постоянного тока, необходимое для нормальной эксплуатации 78L15 и 79L15, формирующих двухполярку по 15 В. Это делается для того, чтобы микросхема LF353 могла вывести полный диапазон сигналов на нагрузке 1 кОм.

Регулятор уровня использован ALPS SRBM1L0800. В схеме следует использовать резисторы с погрешностью ±1% допуска или лучше. Ограничители тока светодиодов — резисторы 4306R серии. Яркость может быть увеличена в зависимости от предпочтений исполнителя. Генератор собран в пластиковом корпусе 178x154x36 мм с алюминиевой передней и задней панелями.

Многие контактные компоненты монтируются на передней и задней панелях (кнопки, ручки, разъемы RCA, светодиодные сборки, разъем питания). Печатные платы крепятся к корпусу болтами с пластиковыми прокладками. Все остальные элементы генератора смонтированы на печатных платах — блок питания отдельно. Левая кнопка по середине для изменения режима, правая — для выбора частоты режима.

Генератор вырабатывает различные сигналы и работает в трех режимах, которые выбираются с помощью клавиши «Select» и указываются тремя верхними (на схеме) светодиодами. Поворотный регулятор изменяет параметры сигнала в соответствии со следующей таблицей:

Сразу после настройки в режиме 1 идёт генерация синуса. Однако, начальная частота довольно низкая и по крайней мере один щелчок энкодера необходим, чтобы увеличить его. На плате есть контакт подключения прибора для программирования, что позволяет оперативно изменять функциональность генератора сигналов, если необходимо. Все файлы проекта — прошивки PIC16F870, рисунки плат, находятся в архиве.

Originally posted 2019-10-02 01:26:29. Republished by Blog Post Promoter

Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере AVR

Библиографическое описание:

Литовченко, А. А. Генератор сигналов произвольной формы на микроконтроллере AVR / А. А. Литовченко, Ю. А. Ерусалимский. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 21 (125). — С. 173-177. — URL: https://moluch.ru/archive/125/34400/ (дата обращения: 11.12.2021).



В статье описаны этапы разработки и исследования генератора сигналов произвольной формы для исследовательских целей на МК типа AVR. Проведена разработка принципиальной схемы генератора и программного обеспечения для его работы, изготовлен макет генератора и проведены его экспериментальные исследования.

Ключевые слова: AVR, генерация сигнала

На настоящий момент сложно обнаружить какое-либо оборудование без использования микроконтроллеров (МК), являющихся вычислительной микросхемой, управляющей электронными устройствами. Как известно, типовой МК выполнен на одном кристалле и содержит процессор, периферийные устройства, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и/или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), в зависимости от применяемого назначения. Другими словами, микроконтроллер можно представить в виде миникомпьютера, способного решать несложные вычислительные задачи.

Разработка структурной схемы

Сигнал формируется микроконтроллером путём выполнения алгоритма, записанного в его ПЗУ. На выходе МК выдаёт двоичный код, который необходимо преобразовать в напряжение. Для выполнения данной задачи применяется цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) с последующим использованием фильтра нижних частот (ФНЧ) для подавления ступенек на сигнале. Из-за большой частоты, амплитуда сигнала очень маленькая, поэтому для усиления сигнала применяется усилитель. Для выбора формы сигнала, который будет генерировать МК, используется блок управления, так же, как и индикация выбора сигнала для визуализации выбранной формы сигнала. Структурная схема генератора сигналов изображена на рисунке 1.

Рис. 1. Структурная схема генератора сигналов

Выбор элементов принципиальной схемы

Главной частью генератора является МК ATMEGA328P-MU в корпусе MLF-32. Микроконтроллер уже распаян на платформе Arduino, что существенно упрощает монтаж и наладку МК и позволяет уделить больше внимания разработке самого генератора.

Основные параметры МК ATMEGA328P-MU описаны в таблице 1.

Таблица 1

Основные параметры МК ATMEGA328P-MU

ЦПУ: Ядро

AVR

ЦПУ:F, МГц

от 0 до 20

Память:Flash, КБайт

32

Память:RAM, КБайт

2

Память:EEPROM, КБайт

1

I/O (макс.), шт.

23

Таймеры:8-бит, шт.

2

Таймеры:16-бит, шт.

1

Таймеры:Каналов ШИМ, шт.

6

Таймеры:RTC

Да

Интерфейсы:UART, шт.

1

Интерфейсы:SPI, шт.

1

Интерфейсы:I2C, шт.

1

Аналоговые входы:Разрядов АЦП, бит

10

Аналоговые входы:Каналов АЦП, шт.

8

Аналоговые входы:Быстродействие АЦП, kSPS

76.9

Аналоговые входы:Аналоговый компаратор, шт.

2

VCC, В

от 1.8 до 5.5

ICC, мА

40

TA, °C

от -40 до 85

Блок управления состоит из четырёх клавиш выбора и трёх потенциометров. Для выбора сигнала используется соответствующая кнопка. Потенциометры предназначены для регулирования частоты, скважности (ШИМ) и управления усилением, при этом регулировать ШИМ возможно только при генерации прямоугольного сигнала.

Индикация выбора состоит из четырёх светодиодов, причём под каждой кнопкой выбора находится светодиод, сообщающий о выборе генерируемого сигнала.

Цифро-аналоговый преобразователь обеспечивает перевод цифровых данных в соответствующую аналоговую форму. В схеме используется ЦАП взвешивающего типа (делитель Кельвина). Определенному биту двоичного кода ставится в соответствие резистор или источник тока, который подключается в общую точку суммирования.

Принципиальная электрическая схема генератора представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Электрическая схема генератора

Разработка программного обеспечения

Для выполнения инструкций, определяющих, как и в каком порядке работать компонентам, подключённым к микроконтроллеру, реализована программа для данного микроконтроллера на языке программирования Arduino. Окно среды разработки с фрагментом программы показано на рисунке 3.

Рис. 3. Окно среды разработки Arduino

Исследование генератора

Созданный генератор формирует сигналы прямоугольной, пилообразной, синусоидальной и треугольной формы (рисунки 4–7).

Рис. 4. Сигнал прямоугольной формы

Рис. 5. Сигнал пилообразной формы

Рис. 6. Сигнал синусоидальной формы

Рис. 7. Сигнал треугольной формы

Литература:

  1. Кравченко А. В. 10 практических устройств AVR-микроконтроллерах. — Книга 2. — СПб.: МК-Экспресс, 2009. — 320 с.
  2. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 256 с.
  3. Arduino IDE — установка, настройка и интерфейс. Проверка соединения с платой Arduino // Программирование микроконтроллеров AVR, Atmega, Arduino и др. URL: http://progmk.ru/ (дата обращения: 14.09.2016).
  4. ATmega328P Overview // Atmel Corporation — Microcontrollers, 32-bit, and touch solutions. URL: http://www.atmel.com/devices/ATMEGA328P.aspx (дата обращения: 02.09.2016).
  5. From Arduino to a Microcontroller on a Breadboard // Arduino. URL: https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard (дата обращения: 02.09.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): AVR, ICC, VCC, блок управления, двоичный код, основной параметр МК, программное обеспечение, структурная схема генератора сигналов, треугольная форма, цифро-аналоговый преобразователь.

Карманный функциональный генератор на Atmega8. Схема и описание

В статье описывается карманный функциональный генератор сигналов с частотой 1 Гц … 99,9 кГц, работающий от PowerBank, использующий механизм синтеза DDS.

Сердцем устройства, схема которого показана на рисунке ниже, является интегральная схема программируемого генератора частоты AD9837 от Analog Devices (U2). Это один из самых простых синтезаторов DDS из обширного предложения Analog. Он характеризуется низкой ценой, низким энергопотреблением, несложным применением и простой настройкой.

Механизм генерации сигнала основан на принципе прямого синтеза частоты DDS. Микросхема U2 работает с тактовой частотой 16 МГц. Одна из двух пар регистров частоты и фазы используется для генерации формы сигнала (вторая пара используется, когда AD9837 генерирует сигнал, например, для FSK).

Слово, полученное от микроконтроллера, а точнее, ее самый старый бит, выводится на выход U2 через соответствующую конфигурацию сигнального тракта. В дополнение к формированию прямоугольной формы сигнала можно получить синусоидальную форму волны на основе встроенного массива SIN или треугольную с использованием встроенного ЦАП.

Настройка системы осуществляется через последовательный интерфейс. Для этой цели используется микроконтроллер U1, который отвечает за декодирование состояния регуляторов частоты, переключателей диапазона и сигналов. Микроконтроллер U1 работает от внутреннего генератора частотой 1 МГц, которого достаточно для выполнения расчетов и коммуникаций. В то же время такая частота обеспечивает снижение энергопотребления, что важно при работе от powerbank.

Настройка частоты выполняется с помощью трех переключателей SWH, SWD, SWU для значений в диапазоне 000 … 999 и установки множителя с помощью переключателя RSEL × 1 / × 10. Для диапазона „×1” генерируется частота 1 Гц…999 Гц, а для диапазона „×10” 1 кгц…99,9 кгц.

Форма формы волны (SIN, TR, CKSQ) выбирается с помощью переключателя WSEL. Состояние входов декодируется и преобразуется в настройки DDS и через последовательный интерфейс, вводимые в регистры U2.

Использование переключателей позволяет быстро задать необходимую частоту и не требует использования. Благодаря этому их можно вводить быстро, легко и удобно. Значение „000”, независимо от диапазона DDS, вводит генератор в режим пониженного энергопотребления.

Генератор питается через USB-разъем (5 В / 25 мА). Светодиод PWR указывает на наличие питания. Выходной сигнал доступен с разъема RCA-OUT. Для сигналов SIN / TR он имеет амплитуду около 650 мВ и для прямоугольного сигнала 5 В, что полезно для проверки цифровых цепей.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Генератор собран на небольшой печатной плате. Сборка типична и не требует описания. Устройство не требует настройки. После программирования микроконтроллера генератор сразу готов к работе. Настройка фьюзов показана на следующем рисунке:

Скачать прошивку и рисунок печатной платы (17,4 KiB, скачано: 271)

Формирователь синусоидального сигнала – Радиодед

Иногда в руки попадают электромоторы переменного тока, однофазные или трехфазные. Кроме того, случается что они рассчитаны на частоту более 50Гц. Что с ними делать? Выбросить жалко!  Почему бы не изготовить мощный источник регулируемого переменного напряжения. Для начала остановимся на однофазном источнике, без всяких «наворотов».
Берем микроконтроллер AVR ATtiny13 и делаем, схема очень проста!

В  микроконтроллере ATtiny13 всего один 8-ми разрядный таймер, но зато он имеет два выхода ШИМ, а это – то, что нам надо. Но как быть с регулировкой частоты синусоиды? И тут стоит вспомнить, что  частота внутреннего тактового генератора микроконтроллера может изменяться в очень широких пределах, примерно в четыре раза, путем изменения содержимого регистра OSCCAL (проверено на опыте).

Схема представлена на рисунке:

Кроме контроллера на ней присутствуют еще регулятор частоты и буферные каскады (БК) для управления (например) высоковольтными МОП транзисторами. Вход 2 АЦП контроллера (порт РВ4) используем для измерения напряжения на движке потенциометра, его величина и определяет частоту синусоидального сигнала на выходе. БК никаких особенностей не имеют.
Программа тоже довольно простая. Синусоида «рисуется» благодаря использованию ШИМа, отрицательная волна – канал А (порт РВ0), положительная– канал В (порт РВ1).

Вычисляем на Excel  табличку синуса из 24 значений, для половины периода и программа записывает поочередно эти  величины в регистры таймера ATtiny13: положительные полпериода – в регистр OCR0B, отрицательные  полпериода – в регистр OCR0A. Дополнительно к этому происходит небольшая перенастройка таймера при переходе от одной фазы колебания к другой. Обновление содержимого вышеуказанных регистров происходит по переполнению счетного регистра TCNT0.

Измеренное АЦП напряжение используется для корректировки содержимого регистра  OSCCAL. Обновление OSCCAL осуществляется по прерыванию АЦП. Он регулирует тактовую частоту контроллера и соответственно частоту «рисуемой» синусоиды.

Собираем схему, прошиваем программу, подаем питание – имеем на выходе такую картину:

Желтым цветом нарисована положительная фаза, синим – отрицательная.
По каналу В можно не делать противофазного сигнала, особенно если планируется опторазвязка с силовыми цепями. Но, в некоторых случаях, такое решение желательно.

В следующей статье попробуем реализовать 3-х фазную синусоиду, для трехфазного двигателя.

Автор: Юрий, [email protected]

Просмотров всего: 2 539, сегодня: 1

Лабораторный генератор сигналов на DDS под управлением Arduino

Прототипом этого генератора стала найденная автором в Интернете конструкция [1]. Она дополнена аттенюатором, которым управляет микроконтроллер, буферный усилитель собран на микросхеме другого типа, внесены изменения в программу микроконтроллера модуля Arduino Nano.

Микросхемы прямого цифрового синтеза частоты (DDS) обычно применяют в задающих генераторах и перестраиваемых гетеродинах радиостанций [2, 3], лабораторных генераторах сигналов [4, 5]. Микроконтроллерное управление ими легко позволяет реализовать генератор качающейся частоты [6]. В последнее время сложилась ситуация, когда приобретение отдельно микросхемы DDS и микроконтроллера дороже, чем готовых содержащих их модулей. В предлагаемом лабораторном генераторе синусоидальных сигналов применены модуль синтезатора частоты HC-SR08 на микросхеме DDS AD9851 и микроконтрол-лерный модуль Arduino Nano.

Генератор имеет три режима работы:

1 — генерация синусоидального сигнала частотой от 1 Гц до 70 МГц, устанавливаемой с минимальным шагом 1 Гц;

2 — генерация сигнала качающейся частоты. Качание происходит от установленного на ЖКИ значения в сторону повышения частоты. Полосу и шаг качания можно устанавливать произвольно во всём диапазоне генерируемых частот, но шаг должен быть меньше полосы. Число шагов в одном цикле качания равно ширине полосы качания, делённой на длину шага, плюс единица. Период повторения циклов равен этому числу, умноженному на 660 мкс. В начале каждого цикла качания для синхронизации развёртки осциллографа генерируется импульс низкого логического уровня длительностью 11 мкс;

3 — генерация сигнала, частота которого отличается от заданной на одно из следующих фиксированных значений: 450 кГц, 455 кГц, 460 кГц, 465 кГц, 1,6 МГц, 1,8 МГц, 5,5 МГц, 10,7 МГц и 21,4 МГц. Выходная частота равна сумме установленного на индикаторе значения и выбранного смещения.

Аттенюатор ослабляет выходной сигнал на 0-110 дБ ступенями по 10 дБ. Экспериментально снятые графики зависимости амплитуды выходного напряжения от частоты при различном ослаблении аттенюатора показаны на рис. 1. Генератор, внутреннее сопротивление которого 50 Ом, был нагружен только входным сопротивлением осциллографа (около 1 МОм).

Рис. 1. Экспериментально снятые графики зависимости амплитуды выходного напряжения от частоты при различном ослаблении аттенюатора

 

Принципиальная схема генератора изображена на рис. 2. Он состоит из готовых модулей Arduino Nanо (А1), HC-SR08 (A2) на базе микросхемы DDS AD9851 и самодельных плат питания и органов управления, аттенюатора (2 шт.), буферного усилителя. Позиционные обозначения элементов, находящихся на самодельных платах, снабжены цифровыми префиксами, равными условному номеру платы. Информация о работе генератора выводится на ЖКИ HG1.

Рис. 2. Принципиальная схема генератора

 

Внешнее напряжение питания генератора (14,5…20 В) подают на разъём 3XS1 от внешнего источника. Потребляемый от него ток не превышает 150 мА. Выключатель питания 3SA1 расположен на передней панели корпуса генератора. На плате питания и органов управления установлены три интегральных стабилизатора: на 12 В (3DA1), на 10 В (3DA3) и на 5 В (3DA2). Напряжение 10 В на выходе стабилизатора 3DA3 точно устанавливают подборкой резисторов 3R7 и 3R8. Конденсаторы 3C1-3C9 и 4C1-4C4 фильтруют питающие напряжения.

Модуль A1 питается напряжением 12 В от стабилизатора 3DA1, при этом действует установленный в модуле стабилизатор напряжения 5 В, которое использовано для питания ЖКИ HG1. Напряжением 12 В питают реле, установленные на платах аттенюаторов. Модуль A2 получает питание от стабилизатора 3DA2, что позволило избавиться от помех, создаваемых микроконтроллером модуля A1. ОУ 4DA1 в буферном усилителе питается напряжением 10 В от стабилизатора 3DA3.

Всеми узлами генератора управляет по загруженной в него программе микроконтроллер ATmega168P или ATmega328P, установленный в модуле Arduino Nano. Применён модуль с индексом R3, в котором преобразователь интерфейса USB-COM выполнен на микросхеме Ch440G.

ЖКИ HG1 и меет две строки по 16 символов и встроенный контроллер, совместимый с HD44780. Плата ЖКИ была подвергнута доработке. Имевшийся на ней резистор R8 (рис. 3) сопротивлением 100 Ом, ограничивающий ток подсветки экрана, был заменён резистором сопротивлением 220 Ом. Это понизило ток, потребляемый подсветкой, с более чем 20 мА до 10 мА. При этом яркость подсветки практически не уменьшилась. На этой же плате были смонтированы после подборки резисторы R1 и R2, задающие контрастность изображения на экране индикатора.

Рис. 3. Плата ЖКИ

 

Вращением ручки энкодера3S1 увеличивают или уменьшают генерируемую частоту шагами, длину которых можно изменять нажатиями на эту ручку. Нажатиями на кнопку 3SB1 изменяют коэффициент ослабления аттенюатора, а с помощью кнопки 3SB2 сменяют режимы работы генератора. В режиме 1 нажатием на кнопку 3SB3 устанавливают шаг перестройки равным 1 кГц. Нажатиями на эту же кнопку в режиме 2 циклически выбирают частоту начала сканирования, ширину полосы качания и длину шага перестройки частоты. В режиме 3 этой кнопкой задают смещение генерируемой часто-ты относительно показанной на индикаторе. Все входы модуля A1, к которым подключены контакты кнопок и энкоде-ра, соединены с цепью питания +5 В через резисторы 3R1-3R6 для поддержания на них высокого логического уровня при разомкнутых контактах.

Детали стабилизаторов напряжения питания и органов управления размещены на односторонней печатной плате, представленной на рис. 4. Кнопки и энкодер устанавливают на ней со стороны печатных проводников. Энкодер крепят гайкой к корпусу генератора. К нему же без изоляционных прокладок прижимают теплоотводящие фланцы стабилизаторов 3DA1 и 3DA2. Стабилизатор 3DA3 работает без дополнительного теплоотвода. Конденсаторы 3C3 и 3C5 монтируют на плату лишь при необходимости устранить сбои в работе энкодера.

Рис. 4. Печатная плата

 

Внешний вид модуля HC-SR08 показан на рис. 5. Генерируемый им сигнал снимают с имеющегося в модуле нагрузочного резистора LC-фильтра нижних частот. Провода, идущие от модуля к буферному усилителю, припаяны непосредственно к этому резистору (R5). На рис. 5 он находится у правого среза платы вверху.

Рис. 5. Внешний вид модуля HC-SR08

 

Чтобы уменьшить искажения сигнала, рекомендуется отключить встроенный в микросхему AD9851 компаратор, формирующий прямоугольный выходной сигнал. Для этого необходимо перевести движок установленного на плате модуля подстроечного резистора R13 в одно из крайних положений.

С модуля DDS сигнал поступает на буферный усилитель с коэффициентом усиления 2, собранный на ОУ 4DA1 (OPA642N), через конденсаторы 4C5 и 4C6, не пропускающие его постоянную составляющую. С помощью резисторов 4R1, 4R2 и блокировочных конденсаторов 4C1-4C4 создана искусственная средняя точка питания ОУ. Для устранения постоянной составляющей выходной сигнал ОУ поступает на аттенюатор через конденсаторы 4C7 и 4C8. Резистором 4R6 задано выходное сопротивление генератора.

Буферный усилитель собран на односторонней печатной плате, изображённой на рис. 6. Она рассчитана на установку компонентов для поверхностного монтажа. Резисторы и конденсаторы — типоразмера 1206, допускается установка резисторов типоразмера 0805.

Рис. 6. Печатная плата буферного усилителя

 

Усиленный сигнал поступает через аттенюаторы на выходной разъём XW2 (СР50-73). Для управления коэффициентом ослабления в аттенюаторах использованы реле HLS-4098-DC12V с сопротивлением обмотки 720 Ом. Транзисторы 1VT1, 1VT2, 2VT1, 2VT2 управляют этими реле по командам модуля A1. Обмотки реле для подавления выбросов напряжения самоиндукции зашунтированы диодами 1VD1, 1VD2, 2VD1, 2VD2.

Платы двух аттенюаторов идентичны (рис. 7) и различаются лишь номиналами установленных на них резисторов. Изготовлены эти платы из фольгиро-ванного с двух сторон стеклотекстолита. Фольга на одной из сторон служит экраном и соединена с общим проводом стороны печатных проводников через переходные отверстия, которые на рис. 7 показаны залитыми. Вокруг выводов деталей фольга экрана удалена зенкованием.

Рис. 7. Платы двух аттенюаторов

 

Для получения необходимых значений сопротивления каждый из резисторов эквивалентной схемы аттенюатора фактически составлен из двух, соединённых параллельно.

На практике почти невозможно найти резистор, сопротивление которого в точности равно написанному на нём номиналу. Поэтому необходимо, измерив реальное сопротивление имеющихся в наличии резисторов, выбрать тот, сопротивление которого близко к требуемому Rрасч, но больше его. Затем, подставив сопротивление выбранного резистора R1 в формулу   R2 = (Rрасч — R1 )/Rрасч · Rнайти сопротивление резистора R2, который следует подключить параллельно первому. В таблице представлены некоторые возможные комбинации резисторов для различных ступеней аттенюаторов.

Таблица

Ослабление, ДБ

Расчётное сопротивление, Ом

Комбинации резисторов, Ом

Отклонение от расчётного, %

10

96,25

150 и 270

0,19

160 и 240

-0,26

71,15

91 и 330

0,25

110 и 200

-0,26

20

61,11

75 и 330

0,00

82 и 240

0,01

247,50

270 и 3000

0,08

390 и 680

0,14

40

51,01

56 и 390

-4,00

подбор из 51

 

2499,75

3000 и 15000

0,01

3600 и 8200

0,08

 

Генератор собран в алюминиевом корпусе фирмы Gainta BX23B-1 (120х х100х31 мм) с крышкой BX23T-1 (120х100х4 мм). Могут быть использованы более современные корпусы той же фирмы BO23 или BS23, укомплектованные крышками. Внутри корпус разделён на отсеки перегородкой из фольгированного стеклотекстолита, изображённой на рис. 8. Она отделяет платы аттенюаторов от модуля DDS с буферным усилителем и от платы питания и управления. Расположение основных узлов внутри корпуса представлено на рис. 9. Разъёмы XW1 и XW2 — СР50-73. Вид прибора со стороны лицевой панели — на рис. 10.

Рис. 8. Вид корпуса

 

Рис.9. Расположение основных узлов внутри корпуса

 

Рис. 10. Вид прибора со стороны лицевой панели

 

Между платами аттенюатора для исключения замыканий проложена изолирующая прокладка. Плата буферного усилителя с той же целью обмотана ПВХ изоляционной лентой. Платы аттенюаторов, буферного усилителя и модуля DDS в корпусе не закреплены. ЖКИ зафиксирован между дном корпуса и его крышкой четырьмя винтами длиной 30 мм.

Модуль Arduino Nano закреплён поверх платы ЖКИ на изолирующей прокладке из пластика от коробки для CD.

Программа микроконтроллера модуля Arduino Nano и библиотека к ней имеются здесь.

Литература

1. Arduino DDS — синтезатор частоты на базе AD9851 под управлением Arduino. — URL: https://frompinskto.wordpress.com/ 2016/09/19/arduino-dds-синтезатор-частоты-на-базе-ad9851-под-упр/ (14.08.17).

2. Тарасов А. Синтезатор частоты для КВ трансивера. — Радио, 2004, № 5, с. 62-64; 2004, № 6, с. 64-67.

3. Денисов В., Попов В. Синтезатор частот для любительской коротковолновой радиостанции. — Радио, 2005, № 3, с. 68-71.

4. Хлюпин Н. Лабораторный генератор сигналов на DDS. — Радио, 2009, № 8, с. 15- 17.

5. Кулешов С. Генератор на PIC16F84A и AD9850. — Радио, 2004, № 3, с. 27-29.

6. Каминский С. ГКЧ из синтезатора на основе DDS AD9835. — Радио, 2012, № 4, с. 19, 20.

Автор: С. Алтухов, г. Вольск Саратовской обл.

Функциональный генератор частот на микросхеме


В простейшем случае источником тестовых сигналов может быть смартфон или аудиовыход компьютера, когда требуются частоты до 20 кГц с не слишком высоким качеством сигнала. Но в радиолюбительской практике при настройке высококачественной аппаратуры нужно что-то получше.

Представляем популярный функциональный генератор, который работает в диапазоне от 1 герца до 20 МГц, есть возможность расширения и не требуется применение микроконтроллеров с прошивками. Большим преимуществом генератора является его простота сборки и низкая цена комплектующих.

На взгляд редакции сайта Техмагия, для начинающих электронщиков, которые собираются иметь дело с цифровыми схемами или аналоговым аудио, это то что надо.

Схема генератора сигналов на MAX038

Схема функционального генератора на MAX038

В нем синусоидальные, прямоугольные и треугольные сигналы, а также регулировка их уровня на выходе.

Питается схема от блока с напряжением +/-15 В. Тоокопотребление 60 мА плюс 100 мА на частотомер.

Цифровые индикаторы тут показывают частоту. Что касается синего цвета, это не дань моде — он очень удобочитаемый и хорошо контрастирует. Вы можете ставить красный или зеленый — это вопрос вкуса. Конечно не помешает синий цветофильтр из плексигласа.

И не помешает подстройка яркости. В течение дня это смотрится хорошо, но вечером несколько утомляет. В конце концов, недаром у оборудования, работающего в темноте, есть дисплеи красные, желтые, зеленые, но не синие.

Для точного выставления желаемой частоты использовался многооборотный потенциометр, потому что было трудно получить правильную точность установки с обычным потенциометром.

В приложении есть также ещё один подобный по функциям микроконтроллерный генератор сигналов с ЖК дисплеем, модель генератора AVT5124. Скачать файлы проекта можете бесплатно по ссылке.

Набор «DDS генератор v2.0 на микроконтроллере AVR от 400 грн

Набор «DDS генератор v2.0 на микроконтроллере AVR

Код товара: 149520

Производитель:
Описание: Набор для самостоятельной сборки. DDS генератор сигналов на микроконтроллере AVR. Отдельный высокоскоростной выход (HS) до 8МГц. DDS-сигналы с изменяемой амплитудой и смещением. DDS-сигналы: синус, прямоугольник, прямая и обратная пила, треугольник, ЭКГ-сигнал и сигнал шума. LCD 2×16 дисплей. Шаги для регулировки частоты: 1, 10, 100, 1000, 10000 Гц. Память последнего состояния перед выключением. Размер платы: 80×80 mm
Назначение: Для измерений
Тип изделия: Для самостоятельной сборки

В наличии/под заказ
9 шт — склад Киев
2 шт — РАДИОМАГ-Киев
2 шт — РАДИОМАГ-Львов
3 шт — РАДИОМАГ-Харьков
4 шт — РАДИОМАГ-Одесса
3 шт — РАДИОМАГ-Днепр


2699 шт — склад Киев
128 шт — РАДИОМАГ-Киев
27 шт — РАДИОМАГ-Львов
19 шт — РАДИОМАГ-Харьков
29 шт — РАДИОМАГ-Одесса
29 шт — РАДИОМАГ-Днепр 329 шт — склад Киев
35 шт — РАДИОМАГ-Киев
21 шт — РАДИОМАГ-Львов
23 шт — РАДИОМАГ-Харьков
39 шт — РАДИОМАГ-Днепр
NE555P
Код товара: 26138
Производитель: TI
МикросхемыТаймеры
Корпус: DIP-8
Описание: Таймер 1 выход; 4.5…16В; 500 кГц
Темпер. диапазон: 0…+70°C 1290 шт — склад Киев
67 шт — РАДИОМАГ-Киев
50 шт — РАДИОМАГ-Львов
89 шт — РАДИОМАГ-Харьков
61 шт — РАДИОМАГ-Днепр
50 шт — ожидается
Возможные замены
NE555N
Код товара: 4669
Возможные замены
LM555CN
Код товара: 31264
2810 шт — склад Киев
237 шт — РАДИОМАГ-Киев
253 шт — РАДИОМАГ-Львов
41 шт — РАДИОМАГ-Одесса
90 шт — РАДИОМАГ-Днепр

Я спроектировал и построил собственный генератор функций

Последние два-три месяца я провел, работая над bFunc, платой генератора функций с открытым исходным кодом. У меня давний зуд было спроектировать небольшую часть оборудования с открытым исходным кодом, и мне нужен был генератор функций для моего собственного стенда. Я также немного увлекся микросхемами прямого цифрового синтеза, и мне нужен был предлог, чтобы использовать их в проекте.

Это моя рецензия на мою работу и небольшой предварительный обзор того, что готовится к следующему этапу проекта.

Мне часто задавали этот вопрос — в основном от моих друзей и членов семьи, которые не являются инженерами-электриками. Я воспринимаю это как знак того, что веду очень уравновешенный образ жизни. Так же важно, чтобы в вашей жизни были люди, которые не знают , что такое генераторы функций, как и люди, которые делают , знают, что они из себя представляют.

Функциональные генераторы на самом деле являются обычным оборудованием для электрических испытаний. На самом базовом уровне они используются для генерации наиболее распространенных типов электрических сигналов: синусоидальных, треугольных и прямоугольных.Эти три типа сигналов — хлеб с маслом из лота концепций электротехники. Наличие известного источника сигналов такого типа чрезвычайно полезно в лабораторных условиях. Если вам нужна демонстрация, это видео на YouTube из Ноттингемского университета — отличное введение в то, что делают генераторы функций.

Более дорогие генераторы функций могут делать более причудливые вещи: генерацию шума, генерацию сигналов произвольной формы и даже схемы модуляции RF (OOK, ASK, PSK, FSK).Это великолепно, но я бы сказал, что 99% их использования и полезности исходит от этих трех исходных типов сигналов.

Причин множество.

У меня не было, а мне нужно было.

Само по себе это ужасная причина создавать собственное испытательное оборудование. Если, конечно, вы не работаете в какой-то действительно нишевой области физики, где у вас нет другого выбора, кроме как создать собственное испытательное оборудование.

Я начал изучать микросхемы прямого цифрового синтеза несколько месяцев назад и подумал, что они классные.Я также занимался разработкой некоторых настольных схем, но без генератора функций мне было трудно сравнивать их производительность с LTSpice. В конце концов я решил: «Это не так уж сложно». Итак, я начал создавать генератор функций на базе микросхемы DDS. Почесывание собственного зуда казалось довольно верным способом мотивировать себя завершить это. К счастью для меня, этот проект почесал несколько проблем: потребность в генераторе функций, желание использовать микросхему DDS, желание заниматься дополнительным встроенным программированием и т. Д.(Подробнее о встроенном программировании чуть позже.)

Я не единственный любитель-производитель без генератора функций.

Я видел достаточно снимков рабочего стола на / r / electronics, чтобы знать, что существует , так много производителей онлайн с очень небольшим надлежащим испытательным оборудованием. Более того — так много из них, кажется, не понимают, почему необходимо или полезно иметь испытательное оборудование. Многие люди создают проекты, не беспокоясь о том, чтобы поделиться действительно основными рабочими характеристиками своей работы.Никого не волнуют частотные характеристики своих схем? А как насчет фазовой характеристики ?!

Я бы также сказал, что многие люди действительно не могут позволить себе испытательное оборудование известных марок. У меня точно нет 1500 долларов, чтобы потратить на генератор функций Keysight. Я должен представить, что то же самое верно и для значительной части любителей электроники в Интернете.

Моя гипотеза относительно создания bFunc на самом деле двояка:

  • Многие производители не имеют доступа к приличному, доступному по цене испытательному оборудованию и
  • Многим производителям не хватает понимания, зачем им эти инструменты.

Я рассматриваю этот проект как прекрасную возможность убить двух зайцев одним выстрелом — дать сообществу разработчиков более совершенные инструменты и дать им инструмент, из которого они могут чему-то научиться.

Хотел еще программировать.

В последнее время у меня мало шансов заниматься программированием. Мне не хватало встроенного C. Пришло время снова почесать этот зуд.

По совпадению, я тусовался во многих уголках Интернета, которым действительно очень нравятся микроконтроллеры STM32 серии ST Micro.Я подумал, что это была еще одна возможность убить двух зайцев одним выстрелом.

Я хотел попробовать начать (очень) малый бизнес.

Моя первоначальная цель для этого проекта состояла в том, чтобы создать прототип и построить его вовремя для OSHWA Summit 2020. Я надеялся, что смогу пойти на конференцию и продать несколько из этих плат людям, которым нужна была дешевая небольшая функция. генератор для стимуляции цепей, которые они строят. Почему? Потому что я ни разу не продал ничего в своей проклятой жизни, и потому что я провел так много времени в Hacker News, что мне промыли мозги, заставив поверить в то, что предпринимательство — это ответ на все ваши проблемы.

Хотя серьезно. Я хотел попробовать свои силы в продаже продукта. Я никогда раньше этого не делал. Я хотел проверить свои идеи на рынке и посмотреть, как рынок отреагирует. Я рад сообщить, что пока что рынок положительно отреагировал!

Я хотел узнать про USB.

Универсальная последовательная шина везде . Он заряжает наши телефоны. Он регистрирует наши нажатия клавиш. Он передает наши данные между компьютерами — попробуйте, как Dropbox и Google Drive могут его вытеснить.

Я считаю, что USB — это фундаментальная технология для нашего современного цифрового общества. Такие технологии заслуживают изучения!

Я хотел отвлечься.

OSHWA Summit 2020 — это крайний срок, установленный мной для подготовки этого проекта.

С другой стороны, я уложился в срок!

С другой стороны, из-за COVID-19 саммит OSHWA был переведен на полностью цифровую конференцию.

В результате я не поехал в Нью-Йорк, я не представил свои работы, я не встретил других хакеров оборудования, я не прошел Go, я не собрал 200 долларов.

Это была краткосрочная неудача, но долгосрочная победа. Во-первых, у меня был хороший маленький проект, над которым нужно было работать в условиях изоляции от COVID-19. Это было действительно, очень ценное . Всякий раз, когда мне скучно или тревожно, я могу на несколько часов исчезнуть в лаборатории электроники в подвале и задействовать новую функцию, провести тесты или написать краткое описание функций. Это похоже на головоломку, но с гораздо большим количеством таблиц данных и ошибок компилятора.

Все это дополнительное время привело к созданию лучшего продукта, более крутого и полезного маленького гаджета.За время, прошедшее после OSHWA, мне уже удалось добавить в bFunc множество важных функций, в том числе:

  • Добавление номеров версий в кодовую базу и идентификаторов сборок в мою прошивку.
  • Добавление поддержки загрузчика, чтобы прошивка могла быть обновлена ​​через USB.
  • Добавление функции пилообразной волны.

Я полагаю, что через несколько месяцев работы этот уровень функциональности станет еще богаче и полнее.

Ненавижу программировать большую часть тестового оборудования.

Я имел дело только с дорогим тестовым оборудованием с дерьмовыми интерфейсами сценариев. Я ненавижу SCPI особенно страстно. Похоже, что это стандарт связи де-факто для большинства электронного испытательного оборудования. Я уверен, что он используется только потому, что у него много наследия. Мне трудно запоминать, излишне вложены и сложно запрашивать «на лету».

Я хотел иметь шанс стать тем изменением, которое я хотел видеть в мире, в области программирования программируемого испытательного оборудования.Как спросите вы? К написал свой проклятый тестовый аппарат с последовательным интерфейсом .

Самая лучшая часть этого проекта, без сомнения, — это все классные вещи, которым я научился. Все эти высокие цели потребовали чертовски много знаний.

Последовательные интерфейсы нетривиальны.

Вступая в этот проект, я просто предположил, что последовательные консольные терминалы — это просто стандартизированная вещь, которую все поняли, и что был согласован единственный «правильный путь».

Как я был очень, очень неправ.

Кажется, что каждая отдельная операционная система и пакет эмуляции терминала имеют свой собственный специальный набор управляющих символов и функций. Я этого не понимаю. Это похоже на то, что должно было быть стандартизовано много лет назад, но все мы знаем, как это получается:

Например: вы знаете, что такое большая проблема, чтобы правильно работать с несколькими ОС? Возврат. Позвольте мне объяснить:

  • Mac отправляют символ DEL ( 0x7F ) при нажатии клавиши Backspace.Это связано с тем, что клавиша клавиатуры, которая обычно является «Backspace», на клавиатуре Mac является клавишей «Удалить».
  • Компьютеры Windows отправляют символ возврата ( \ b ), как обычные машины. Я читал несколько сообщений на форуме в Интернете, в которых говорится, что это поведение различается в зависимости от программного обеспечения эмуляции терминала. PuTTY, мой эмулятор терминала, работал как чемпион, безупречно удалял и стирал символы в буфере. Однако мне интересно, когда я получу сообщение об ошибке несовместимости терминала.

Я нахожу немного странным и удивительным, что в Windows было намного проще заставить последовательный терминал работать должным образом. Мак, я так и не понял. (Это то, что вы знаете, как исправить? Я был бы очень рад вашей помощи в этом проекте, если вы это сделаете.)

Это должна быть более сложная проблема, чем кажется — или, может быть, мне просто не хватает исторического контекста полностью решить сам.

ST Micro серьезно относится к опыту разработчиков.

Об этом я мог бы написать целый пост.Раньше я думал, что Microchip — настоящая стая ботаников в мире микроконтроллеров. Я могу сказать, просто из документации, что ST Micro дает им возможность за свои деньги. Когда начать? Есть — так много вещей, которые показывают, насколько они заботятся о хорошем опыте своих конечных пользователей.

Исчерпывающая, подробная документация.

Тот факт, что сейчас 2020 год, и я должен назвать это аплодисментами, шокирует, но, эй, вот оно.

ST Micro , безусловно, дает нам понять, что такое хорошая документация.Их таблицы данных: отлично .

Более того: ST написала уровень аппаратной абстракции для своих микроконтроллеров, и — руководство по программированию для него. Поставщики довольно часто поставляют HAL. Я не могу сказать, что когда-либо работал с человеком, который предоставил вместе с ним достойный бесплатный пакет документации. Браво!

A с батареями, встроенный загрузчик.

Эта единственная особенность серии STM32 — глоток свежего воздуха. Я мог бы написать целый пост фаната про встроенный загрузчик.Я работал со многими поставщиками микроконтроллеров, которые рекомендуют покупать следующую по величине деталь всякий раз, когда мы спрашиваем о возможностях загрузчика, потому что «вам понадобится дополнительное флеш-пространство для хранения загрузчика». Затем, когда мы предварительно условились обойтись без большей части, они вскользь упоминают, что их эталонный дизайн загрузчика поддерживает только UART и I2C — и что, если вам нужна поддержка USB, вам нужно будет написать его самостоятельно. Похоже, что каким-то образом протокол, для которого нам нужна поддержка загрузчика, — это , всегда — тот, который производитель не реализовал.

У меня нет ни хрена , почему полупроводниковым компаниям это кажется хорошей бизнес-логикой.

Подумайте об этом. Периферийные USB-устройства полезны только в контексте USB-хоста, к которому они подключены. Сейчас 2020 год, и большинство USB-хостов являются персональными компьютерами, подключенными к Интернету, почти невозможно представить, что вы не сможете:

  1. Загрузить новое программное обеспечение из Интернета на свой персональный компьютер, а затем:
  2. Загрузить указанное новое программное обеспечение с с компьютера на периферийное USB-устройство.

У вас есть как минимум канал передачи данных 12 Мбит / с к периферийному устройству и подключение к Интернету на хосте. Почему не , вам нужна возможность обновления периферийных устройств ?!

Дополнительно — почему вы намеренно ограничиваете возможности обновления программного обеспечения, доступные вашим клиентам? На этом этапе вы просто накладываете искусственные ограничения на последующих клиентов и ограничиваете их возможности.

Вдобавок ко всему — ST принял еще одно отличное решение в отношении своего загрузчика.Они хранят это в ПЗУ. Единственный способ получить загрузчик из этого чипа — вырезать его из матрицы. Это абсолютно необходимо. Подключив загрузчик к кремнию, вы гарантированно получите встроенный метод восстановления.

Просто включение этой хорошо продуманной функции загрузчика телеграфирует мне лот о ST Micro. Здравый смысл, личный опыт и разговоры с множеством других инженеров по микропрограммам привели меня к выводу, что компаний хотят иметь возможность обновлять микропрограммы микроконтроллеров в полевых условиях.Также выясняется, что у многих из тех же компаний нет времени, опыта или пустяков, чтобы написать свою поддержку загрузчика. И зачем им это? Загрузчики — это трудных, правильных, а хоть отбавляй с крайними случаями!

ST Micro явно сделали свою домашнюю работу в своем сегменте рынка. Они заметили проблемы, с которыми сталкиваются их клиенты, и проявили достаточно уважения к своим клиентам, чтобы решить их проблемы. Это называется конкурентным преимуществом , друзья.

Огромная, богатая экосистема заметок приложений.

ST объяснит вам, как достичь практически любого низкоуровневого варианта использования, связанного с их микросхемами, программным обеспечением или периферийными устройствами. Везде, где ST не хватает — онлайн-сообщество любителей воспользуется слабостью.

Это действительно замечательно с точки зрения интересного проекта. информации о на Stack Overflow и форумах ST достаточно, чтобы охота за ней была увлекательной, но не настолько, чтобы достижение моих целей на уровне приложения начинало казаться невыполнимой задачей.

Инструменты Codegen чертовски полезны.

STM32CubeMX — фантастический инструмент для создания кода. Я думаю, что отчасти это связано с разумным использованием ограждений от комментированного кода. Совершенно ясно, куда должен идти ваш собственный код — просто оставайтесь в пределах удобной границы комментариев / * USER CODE * / ! Если вы будете следовать этому руководству, действительно легко, — снова вызвать инструмент кодогенерации позже в проекте, не опасаясь, что ваш код будет растоптан.

Это похоже на обман, конечно, но честно говоря — мне нравится знать, что я могу положиться на инструмент кодогенерации.Инициализация периферийного таймера сама по себе не является чрезвычайно ценной вещью. Важно то, что вы собираетесь использовать, этот таймер действительно имеет значение. Пусть инструмент кодогенерации запомнит, какие биты нужно установить. Я сосредоточусь на функциональности на уровне приложений. 🙂

Конкурентоспособные цены

ST не ругает цены на свои чипы. Digikey перечисляет цены чуть более $ 2,00 за штуку при количестве 5 тыс. Для линейки чипов STM32F103. Это отличный вариант для 32-битного микропроцессора, работающего на частоте 120 МГц, с 64 КБ ОЗУ и 128 КБ флэш-памяти.

В сторону — я буду классифицировать этот побочный проект как огромный успех , если мне удастся продать достаточно плат, чтобы получить оптовые цены в 5 тысяч.

Пусть рынок проверит, что люди купят.

В начале этого проекта я прочитал Роба Фитцпатрика «Тест для мамы ». Если вы когда-нибудь задумывались о создании продукта, я настоятельно рекомендую The Mom Test . У него много отличных практических советов по проведению собеседований с пользователями по поводу ваших продуктовых идей.

В любом случае — одна из вещей, которые Роб указывает в книге, — это то, как вы должны быть осторожны, рассказывая людям, в чем заключается ваша идея.Это побуждает их учитывать свое мнение и чувства, а не свой опыт.

Это был урок, который я усвоил на собственном горьком опыте, когда отправил свой первоначальный проектный документ в Reddit для обратной связи. Боже, я когда-нибудь получал отзывы. Этот комментарий, в частности, был real трудночитаемым:

Откровенно говоря, разработка генератора на 1 МГц не имеет для меня никакого смысла, если вы хотите, чтобы это было чем-то большим, чем проект личного обучения.

Особенно, когда есть хорошо задокументированные комплекты с использованием хорошо известных клонов XR2206 на AliExpress, которые делают это за 2–3 доллара.Вы не можете конкурировать с этим, даже если у них нет USB (зачем вам вообще USB для генерации основных функций?) И они не подходят для макетов (что, вероятно, глупая идея — зачем вам хотите, чтобы генератор занимал место на вашей макетной плате вместо использования двух проводов для его подключения?). Гаджет с открытым исходным кодом не продаст его, это не аргумент в пользу устройств этой ценовой категории.

И если вы хотите усовершенствовать и разработать генератор 10-20 МГц, тогда вы начнете выступать против конкурентов, как FeelTech FY6900 — генератор сигналов полной произвольной частоты, работающий на частоте до 60 МГц и стоящий около 100 долларов.У него действительно куча проблем, но дешевле, чем эта, вы не сможете построить собственное.

Если ваша цель — узнать что-то новое, во что бы то ни стало — вперед — это может быть интересный проект. Однако, если вы намерены создать что-то для продажи, как вы указали, вас ждет большое разочарование.

Этот комментарий почти убедил меня отказаться от всей проделанной работы и выйти из проекта.

Это было бы настоящим позором, потому что этот комментарий оказался неверным практически в каждом сделанном ими утверждении.

Итак, почему я обращаюсь к книге Роба Фицпатрика?

Один скептик в Интернете — это не рынок. Не принимайте строго сформулированное мнение одного человека по поводу реакции вашего целевого рынка.

Жесткие части генерации функций не являются цифровыми.

Цифровая часть этого проекта была на удивление легко. SI кристалла приличный. Сроки толерантности кристалла достойные. SI интерфейса SPI приличный. Заставить драйвер SPI заработать тоже было не так уж сложно.

Аналоговый Электроника — вот где все начинает усложняться.

Мне уже сообщали об одной ошибке против этого проекта на GitHub. В чем основная причина? Без фильтра сглаживания . Классическая ошибка младшего курса электротехники. Но эй! Это столько же возможностей для следующей ревизии, сколько и немного постыдный недостаток текущего оборудования.

Раз уж мы говорим о досадных ошибках: микросхемы DDS полагаются на ЦАП текущего режима.Я неправильно понял, что это означало входить внутрь. Я ожидал, что это будет двухтактный источник тока — выталкиваю 3 мА, входящие 3 мА. Вместо этого я получил модулированный источник постоянного тока. Средний ток составляет 1,5 мА, что дает максимум 3 мА на выходе и минимум 0 мА. В результате — выход микросхемы DDS имеет приятное постоянное смещение постоянного тока 0,3 [В]! Это определенно , от чего я хочу избавиться в следующей сборке.

В-третьих, это сложная задача — разработать выходной каскад, позволяющий регулировать выходные параметры сигнала.Следующие вопросы сильно отняли у меня в голове за последние несколько недель:

  • Как мне отрегулировать смещение постоянного тока?
  • Как настроить амплитуду?
  • Как подключить сигнал по переменному току?

На все эти вопросы необходимо ответить за пределами цифровой области. И на все эти вопросы сложно ответить. Эта сложность усугубляется тем фактом, что мне нужно найти способ ответить на них, а также контролировать их в цифровой области. Помните — это генератор функций с цифровым управлением! Все в системе контролируется MCU.

Я так рада, что вы спросили!

В начале этого проекта я поставил перед собой пять целей:

  1. Узнать больше о USB.
  2. Подробнее о STM32.
  3. Собираю, программирую и отправляю что-нибудь самостоятельно.
  4. Согните мои программные мускулы.
  5. Попробуйте продать крошечный товар.

Я рад сообщить, что мне удалось достичь всех пяти целей. Еще лучше — у некоторых из них все еще есть тонн места для дальнейшего обучения.Я едва прикоснулся к возможностям STM32 и только начал исследовать небольшую часть возможностей USB.

bFunc Rev2 уже на горизонте. Я вижу много возможностей улучшить текущий дизайн.

Исправьте некоторые проблемы с разъемом.

Неуклюже оторвал один из разъемов USB Micro на одной из плат. При более внимательном рассмотрении выяснилось, что на разъеме на самом деле не было надлежащих удерживающих штифтов, поэтому удерживающие функции на печатной плате не использовались.Я ожидаю, что это станет драйвером некоторых возвратов и звонков клиентов в первой версии.

Частично причина, по которой мне удалось оторвать этот разъем, заключалась в том, что в то время плата была подключена к кабелю BNC. Платы rev1 на самом деле маленькие и не могут встать, когда подключен кабель BNC — у них недостаточно массы или размеров, чтобы уравновесить силу тяжести на кабеле BNC. Это, по сути, создаст скручивающую силу на USB-разъеме. Чтобы решить эту проблему, я хотел бы заменить вертикальный разъем BNC на угловой разъем BNC с краевым креплением, который свешивается с края платы.Я не думаю, что это полностью устранит скручивание USB-разъема, но это должно значительно снизить нагрузку на него.

Разработайте лучший выходной каскад.

Я действительно хочу добавить контроль амплитуды, контроль смещения постоянного тока и связь по переменному току. Я также хочу, чтобы все эти функции были полностью программируемыми. Есть также разумное количество функций, которые я должен добавить, чтобы сделать этот генератор «правильным» функциями, который я пренебрегал / прямо забыл добавить в первой версии:

  • Добавление фильтра сглаживания к выходу DDS.
  • Добавление выходного драйвера,
  • Завершение выходного драйвера резистором 50 Ом,
  • Связь по постоянному току по умолчанию, без смещения постоянного тока.
  • Добавление какой-то защиты от перегрузки по току.
  • Добавление какой-то функции обнаружения пересечения нуля.

Добавьте возможности модуляции.

Мне бы очень хотелось включить в bFunc некоторые базовые возможности модуляции. Я мог бы сделать это сейчас, но я думаю, что дождусь следующей версии сборки — в основном потому, что я довольно серьезно подумываю о переходе с AD9837 на чипсет AD9834 в следующей версии.AD9834 добавляет GPIO-управление регистрами выбора фазы и частоты. У меня есть мысленное представление о том, как это активирует схемы PSK и FSK, и я почти уверен, что и то, и другое будет проще реализовать с помощью управления GPIO. У меня также есть подозрение, что функция обнаружения пересечения нуля, о которой я упоминал ранее, также улучшит это.

Добавьте шум.

Встроенный ЦАП STM32F103 может генерировать псевдослучайный шум. Я хотел бы добавить эту возможность в следующую версию.

Улучшение функций графического интерфейса.

Я хотел бы сделать графический интерфейс Python более богатым, более отзывчивым и более полезным для создания заданной формы выходного сигнала. Вот некоторые идеи для этого:

  • Добавление изображения формы волны, которую генератор будет выводить, с аннотациями временной развертки и амплитуды,
  • Добавление всплывающих подсказок к кнопкам и полям в приложении,
  • Добавление строки меню чтобы переместить некоторые менее используемые функции из окна графического интерфейса пользователя в область уведомлений.

Улучшение адаптации графического интерфейса пользователя.

Насколько я могу судить, ни один из моих пользователей не пользуется преимуществами (по общему признанию, довольно тонкого) GUI-клиента, который я написал как оболочку для интерфейса командной строки. Думаю, я мог бы значительно улучшить это, сделав несколько вещей:

  • Рекламировать свое существование.
  • Улучшение процесса установки / настройки. Сейчас он доступен только как программа, запускаемая из командной строки. Я бы хотел, чтобы это была программа, которая запускается из меню «Пуск» Windows или док-станции OS X.

Создайте автоматическое тестовое крепление.

Программирование каждой платы и выполнение исходящего контроля качества на каждой убедило меня, что это область, созрела для некоторой автоматизации. Это повторяющаяся задача, и это довольно скучно. Такие вещи допускают ошибки.

Я бы убил прибор с фиксацией pogo, который выполнял бы некоторую комбинацию из следующего:

  • Обеспечивает питание платы bFunc,
  • Запрограммировал начальный образ прошивки (либо через ST-Link, либо через загрузчик USB DFU),
  • Устанавливает соединение USB CDC с платой и подтверждает, что был запрограммирован правильный идентификатор сборки.
  • Установите тестовый сигнал на выходе, выберите его и выполните небольшие вычисления, чтобы подтвердить правильность работы.

Я думаю, что это было бы относительно просто сделать с Raspberry Pi и прибором для тестирования оборудования. Мне пришлось бы добавить несколько тестовых точек в следующую версию, чтобы дополнить это.

Лучше создавайте спрос.

Одна из моих целей — превратить это в скромный побочный бизнес. Это самая сложная часть процесса.

На данный момент я в основном генерировал спрос, публикуя свой прогресс на Reddit.Меня немного беспокоит, что я засыпаю этот канал до смерти. Я действительно не хочу, чтобы меня забанили из / r / electronics, что я люблю. Но в то же время там полно людей, которых я считаю своими клиентами: любителей электроники.

Думаю, имеет смысл провести простейший тест целевой страницы, подкрепленный несколькими сотнями долларов, потраченными на Google AdWords, просто чтобы увидеть, есть ли еще один сегмент рынка, который мне не хватает.

Также пора потратить немного усилий на привлечение еще нескольких клиентов.Это просто базовая документация о том, как начать пользоваться созданными мной досками, вносить свой вклад в проект и, возможно, вики или форум, чтобы помочь людям получить ответы на свои вопросы.

Это было намного более вдохновляюще, чем решение головоломки в условиях изоляции, это точно.

Я хотел бы получить известие от вас, если вам нужна печатная плата, вы хотите получить отзывы о дизайне или просто хотите поделиться своим мнением по электронной почте.

⤧ Следующее сообщение Иногда вам просто нужен новый Linux Box ⤧ Предыдущий пост Почему вы должны писать вместо собрания? Генератор функций

| Hackaday

Наверное, не будет большим преувеличением сказать, что многие из нас взялись за проект или два, которые были не более чем завуалированными предлогами, чтобы добавить новый инструмент или часть оборудования в наш арсенал.Есть что сказать о скамейке, полной украшенного пуговицами тестового оборудования, которое мигает, это как шик для ботаников. Но так же, как если ваше имя написано бриллиантами, это может быстро стать дорого.

К счастью, в наши дни в распоряжении хакера достаточно технологий, чтобы испытательное оборудование своими руками могло заполнить ваш стенд, не опустошая ваш кошелек. [Фарански] создал очень впечатляющий генератор функций Arduino, который не экономит на функциях. Полностью цифровая схема способна генерировать синусоидальные, треугольные и прямоугольные волны до 10 МГц, это устройство стоит 30 долларов США или около того, чтобы создать свою собственную версию.

Тем, кто беспокоится, что [Фарански] полагается на ШИМ-функциональность Arduino Nano для генерации сигналов, не бойтесь. В основе устройства лежит генератор сигналов AD9833; с Arduino, поворотным энкодером и ЖК-дисплеем 16 × 2, обеспечивающим интерфейс для управления им через SPI.

К сожалению, AD9833 не имеет возможности управлять амплитудой, что очень важно для функционального генератора. Итак, [Фаранский] использует 8-битный цифровой потенциометр X9C104P 100 кОм в качестве делителя напряжения на выходе микросхемы.

Чтобы завершить сборку, он добавил литий-ионный аккумулятор емкостью 3,7 В емкостью 2000 мАч и зарядное устройство TP4056 с повышающим преобразователем постоянного тока, чтобы получить 5 В для Arduino. Хотя, если вы хотите создать настольную версию этого устройства, вы можете удалить эти компоненты в пользу адаптера 5V AC / DC.

Мы видели нашу изрядную долю генераторов функций DIY, начиная от минималистичных сборок и заканчивая оборудованием, которое могло бы сойти за коммерческое предложение. Мы даже видели несколько дешевых генераторов функций под ключ, хотя действуют обычные предупреждения о том, что вы платите.

Читать далее «Портативный функциональный генератор с питанием от Arduino» →

Генератор сигналов своими руками 30 МГц (часть 1)

Год назад я начал этот простой проект самодельного генератора сигналов на основе микроконтроллера, который был способен работать с частотой дискретизации примерно 60 кГц. Однако это оказалось довольно скучным, потому что мне нужны тестовые сигналы с более высокой пропускной способностью в моих проектах, а в Интернете уже есть несколько подобных проектов генераторов сигналов на основе MCU. Одна идея переросла в другую, и теперь у меня есть двухканальный, 90_MS / s, 30_MHz, 16-битный самодельный генератор сигналов произвольной формы (AWG).Это не будет полным пошаговым руководством по созданию аналогичного, но я постараюсь объяснить достаточно деталей, чтобы дать хороший обзор системы. Кроме того, будут выпущены дизайн HW и исходный код, если кто-то захочет создать его или даже развить дальше!


Нажмите для увеличения

Пользовательский интерфейс (UI) в основном управляется микроконтроллером Atmel ATmega. Сама генерация сигнала выполняется в FPGA, которая также управляет ЖК-экраном и несколькими другими разными задачами.Цифровой сигнал проходит от FPGA к высокопроизводительному ЦАП через 2x 16-битную параллельную шину, а аналоговый сигнал проходит через фильтр нижних частот на высокоскоростной операционный усилитель и выходные разъемы BNC. Фильтр нижних частот необходим для удаления нежелательных частот-псевдонимов.


Аналоговая полоса пропускания __ 30 МГц
Частота дискретизации 90 MS / s
Каналы 2 (+ одна внутренняя модуляция генера./ ч.)
Размах напряжения ± 8 В (± 4 В при нагрузке 50 Ом)
Формы сигналов Синус, квадрат, треугольник, пила, шум, произвольный __
Модуляция FM, AM, PM, частотная развертка
Другое 2,8-дюймовый сенсорный TFT-экран,
3 поворотных энкодера,
вход опорного тактового сигнала 10 МГц (BNC),
внутренний опорный сигнал 2,5 PPM,
USB-пульт дистанционного управления и обновление ПО

Нажмите для увеличения
Первый прототип был построен с использованием коммутационной платы Lattice XO2 (~ 25 долларов США) и самодельной платы разработки ATmega328P.ЦАП был реализован с помощью двух 8-битных лестничных ЦАП R2R. ЖК-дисплей или ручки управления еще не были прикреплены, но все команды подавались через виртуальный COM-порт (FTDI FT232RL) на MCU, который управляет FPGA через шину SPI.
Нажмите для увеличения
На следующем этапе к прототипу был добавлен ЖК-экран, ручки управления и плата для тестирования фильтра нижних частот и усилителя (TI_THS3001). Компонент ЦАП (AD9747) не тестировался в этом прототипе, потому что коммутационная плата только для этого была бы довольно дорогой из-за цены ИС ЦАП (~ 30 долларов США).Вместо физической коммутационной платы ЦАП и аналоговый интерфейс были смоделированы с использованием системы Agilent Advanced Design System, и в итоге моделирование довольно хорошо соответствовало реальным тестам производительности.
Нажмите для увеличения
Скачать схему:
Файл PDF (версия 1.0)
Файл схемы Proteus 7.7 (версия 1.0) Как вы могли заметить, нет отдельного заголовка JTAG для FPGA, но есть заголовок ISP для прошивки микроконтроллера ATmega.После прошивки загрузчика Chip45boot2 на MCU заголовок ISP больше не нужен. Коммутационная плата Lattice XO2 имеет интерфейсную USB-микросхему FTDI FT2232H, которая запрограммирована на конфигурацию моста USB-JTAG. Та же самая микросхема используется также в этой конструкции, но, более того, она также имеет функциональность моста USB-UART, поэтому и MCU, и FPGA могут быть запрограммированы через один USB-разъем. Мост USB-UART также позволяет выполнять отладку и удаленное управление микроконтроллером.

Схематический дизайн светодиодов и регуляторов на передней панели вначале может показаться немного странным, но идея заключалась в том, чтобы использовать как можно меньше контактов MCU для элементов управления.Все сигнальные провода подключены к контактам АЦП микроконтроллера, который очень быстро переключает эти контакты между входным режимом (считывание значений регуляторов) и выходным режимом (подача тока на светодиоды). В зависимости от значения напряжения MCU определяет положение переключателей. Более распространенным способом было бы разместить дополнительный MCU на печатной плате передней панели для регуляторов и светодиодов, и связь проходила бы через шину I2C, но, опять же, это решение было выбрано, чтобы сохранить максимально простой дизайн (и попробовать что-то новое) .После того, как мы подумали, он работает нормально после настройки пороговых значений АЦП, но в моем следующем проекте AWG я бы использовал отдельный MCU для элементов управления.

Поскольку XO2 FPGA имеет довольно хорошие встроенные функции управления тактовой частотой, я использовал кристалл с температурной компенсацией, чтобы обеспечить точную опорную частоту для ядра генератора сигналов. Однако, если даже это недостаточно точно или часы разных устройств необходимо синхронизировать, есть также входной разъем BNC для внешнего опорного тактового сигнала 10 МГц, а внутренний мультиплексор тактовых импульсов ПЛИС выбирает часы, т. Е. выбирается из меню пользовательского интерфейса.16 _ = _ 0,24_ мВ в любом масштабе напряжения или смещения.


Нажмите для увеличения
Конструкция была помещена в двухслойную печатную плату размером 50 x 100 мм, которую заказали в ITead Studio. Была только одна ошибка, которую легко исправить с помощью куска медной проволоки, поэтому я решил не заказывать новую ревизию. Также линейный стабилизатор 5 В рядом с разъемом питания был заменен модулем SMPS, что дает намного лучшую эффективность. Во входных операционных усилителях по-прежнему есть линейный регулятор для достижения наилучших шумовых характеристик.Шины питания ЦАП хорошо фильтруются и регулируются стабилизаторами LDO, поэтому коммутационные шумы не переходят на сигнальные выходы.
Нажмите для увеличения

Коробка проекта (Bahar BDA-40004-W200) была заказана с AliExpress и доработана для всех ручек, разъемов, светодиодов и дисплея. Макет был разработан в программе для 3D-моделирования, чтобы убедиться, что все хорошо сочетается и размещение выглядит логичным.Кому-то могут понравиться отдельные кнопки, но я фанат поворотных энкодеров, так что их три! Один контролирует выбранный пункт меню, другой — цифру выбранного значения, а третья ручка управляет значением выбранного пункта / цифры меню.


Нажмите для увеличения

Все необходимые детали поместились в эту коробку для проекта. Основное питание осуществляется с помощью разъема питания IEC с держателем предохранителя и переключателем, а также тороидального трансформатора с 230 В на 2×15 В.Напряжение переменного тока поступает на плату с предохранителями, MOV (защита от перенапряжения), выпрямителем и байпасными конденсаторами. Напряжение + -21 В постоянного тока поступает на главную плату. Трансформатор с 2 выходами 10-12 В переменного тока был бы идеальным, но у меня уже была эта модель на 15 В переменного тока, так что она будет достаточно хороша, хотя выходное напряжение немного высокое.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Не пытайтесь построить источник питания, если вы не знаете, как подключать сетевое оборудование.

Что ж, это было довольно широкое описание проекта.Часть 2 будет включать файлы дизайна печатной платы, исходный код , описание программы и измерения производительности. Подскажите, пожалуйста, в комментариях, что еще вы хотите во второй части!


Самодельный генератор функций | Форум электроники (схемы, проекты и микроконтроллеры)

Будет ли получен сигнал такой же или квадратной формы, зависит от используемого смещения и уровней сигнала.

Если вы включите и полностью выключите его, вы получите прямоугольный / ограниченный сигнал.
Если вы настроите его так, чтобы он никогда не был полностью включен или полностью отключен (например, класс A, но не при высоких токах), вы должны получить выход, аналогичный тому, что вы подаете, только инвертированный.

То же самое для биполярного или полевого транзистора, только с соответствующим смещением для каждого.

В качестве простого примера используйте резистор эмиттера или истока, плюс смещение базы или затвора, чтобы он, например, имел. 5 или 10% напряжения питания на нем (в этот момент можно рассматривать транзистор как эмиттерный повторитель или истоковый повторитель).
Эту часть можно рассматривать как приемник тока, управляемый напряжением — смещение (или сигнал, добавленный к смещению) изменяет напряжение эмиттера / источника, и это напряжение на резисторе определяет ток по закону Ома.

Затем используйте нагрузочный резистор от питания до коллектора или стока, например. в пять раз больше первого резистора.
При таком заданном токе, проходящем через него, напряжение на нем всегда должно быть в пять раз больше, включая любые колебания.

У вас достаточно линейный усилитель с 5-кратным усилением.

Коэффициент усиления может быть намного выше, но при использовании той же базовой схемы смещение становится более критичным.

Чтобы решить эту проблему, используйте еще один резистор эмиттер / исток, соединенный последовательно с достаточно большим конденсатором, поперек оригинального. Это не влияет на усиление постоянного тока или низкой частоты, но на более высоких частотах два резистора эффективно включены параллельно, поэтому вы получаете более высокое усиление переменного тока, например. звуковые частоты.
Или это может быть просто конденсатор, подключенный непосредственно к резистору, но так легче получить искажения.

> google <
Здесь показаны два этапа, очень похожие на мое описание, один за другим (так что усиление 1 * усиление 2), надеюсь, это поможет иметь смысл:
(Если вы хотите попробовать что-то подобное, сделайте базовое смещение резисторы, по крайней мере, в 10 раз больше (например, 47 кОм и 10 кОм или 220 кОм и 47 кОм), а также конденсаторы связи больше; у него будет очень плохая низкочастотная характеристика, как показано. И добавьте конденсатор приличного размера между питанием и землей).

шт. Нагрузка, приложенная каким-либо каскадом усилителя, таким как эти каналы, должна быть большой! более высокое входное сопротивление по сравнению со значением нагрузки коллектора или стока.Нагрузка 4K7 на первой ступени выше, питающая резисторы смещения с низким сопротивлением на второй ступени, не очень хороша, и я бы ожидал искажений и низкого усиления, как показано.
Значения резистора смещения должны быть отрегулированы так, чтобы напряжение коллектора / стока было примерно посередине между напряжением эмиттера / истока и мощностью.

Лучшие комплекты функционального генератора: 5 лучших проверенных комплектов в 2021 г.

Хороший комплект функционального генератора точен, прост в использовании и обладает выдающейся мощностью сигнала.

И наоборот, дрянной комплект генератора функций сделан из хрупкого пластика и полон сигнальных шумов.

Чтобы помочь вам отделить лучшие генераторы функций от мусора, мы рассмотрим 5 лучших комплектов генераторов функций на 2021 год.

Покупайте с уверенностью, зная, что вы получаете точный генератор функций по разумной цене.

Давайте сразу перейдем к обзорам.

Предварительный просмотр Продукт Основные характеристики

Лучший общий

Модернизированный счетчик генератора сигналов DDS 15 МГц Koolertron, высокоточный двухканальный произвольный…
  • Генератор сигналов произвольной формы использует крупномасштабную интегральную схему FPGA и высокоскоростной микропроцессор MCU. Внутренняя схема использует активный кварцевый генератор в качестве эталона. Таким образом, стабильность сигнала значительно повышается.
  • Использование двухканального сигнала DDS и выхода электрического уровня TTL для генерации точного, стабильного выходного сигнала с низким уровнем искажений. Включает синусоидальную волну, прямоугольную волну, треугольную волну, зубчатую волну пилы, импульсную волну, белый шум, определяемую пользователем форму волны и т. д.для каждого канала можно независимо установить параметры.
  • С функциями линейной развертки (макс. До 999,9 с) и логарифмической развертки частоты. Имеет функцию измерения частоты, периода, измерения ширины положительного и отрицательного импульса и функции счета.
КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА

Premium Choice

Siglent Technologies SDG1032X Сигнал произвольной формы — генератор функций
  • 1 мкгц — 30 МГц
  • Прямоугольные волны до 30 МГц
  • Двухканальный.Развертка / пиковая частота / модуляция / гармоники
КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА

Excellent Value

Генератор 4-20 мА, регулируемый генератор сигналов DROK, 0-10 В постоянного тока 0 4-20 мА Аналоговый ток напряжения …
  • ГЕНЕРАТОР ДВОЙНЫХ СИГНАЛОВ AMP & VOLT: Многофункциональный комплект генератора сигналов DROK может генерировать ампер и напряжение с помощью одного модуля, который генерирует сигнал тока 0/4 — 20 мА и сигнал напряжения 0-10 В, просто вращая многоцикловый точный потенциометр, просто и удобно.
  • ЧИСТЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ДИСПЛЕЙ: Наш генератор сигналов 4-20 мА имеет яркий и четкий трехзначный светодиодный цифровой дисплей, который можно использовать для контроля выходного тока и напряжения. Вам просто нужно нажать переключатель под монитором, чтобы легко переключить дисплей.
  • КАЛИБРОВКА ДИСПЛЕЯ АМП И НАПРЯЖЕНИЯ: На задней стороне модуля есть потенциометр для калибровки дисплея тока и напряжения. Если отображение точное, вы можете самостоятельно откалибровать отображаемое значение текущего напряжения.
КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА
JWGJW 24 МГц Двухканальный генератор сигналов произвольной формы DDS Функциональный генератор сигналов FY3200S
  • Частота выходного сигнала высокая точность, хорошая стабильность
  • Амплитуда сигнала до 20Vpp; Точность ширины импульсной волны можно регулировать.
  • Прибор может реализовать программу регулировки функциональных параметров, прост в использовании
КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА
Набор для самостоятельного изготовления функционального генератора от JYE Tech FG085
  • Генерация непрерывных сигналов синуса, квадрата, треугольника, пандуса (вверх и вниз) и лестницы (вверх и вниз)
  • Генерация определяемых пользователем сигналов произвольной формы (AWG)
  • Генерация частотно-качающихся сигналов выбранных форм волны.Начальную частоту, конечную частоту и частоту развертки можно установить независимо.
ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ

Top 5 Best Function Generator Kit

Koolertron 15MHz Function Generator Kit

Koolertron Модернизированный счетчик генератора сигналов DDS 15 МГц, высокоточный двойной- Произвольный канал …
  • Генератор сигналов произвольной формы использует крупномасштабную интегральную схему FPGA и высокоскоростной микропроцессор MCU. Внутренняя схема использует активный кварцевый генератор в качестве эталона.Таким образом, стабильность сигнала значительно повышается.
  • Использование двухканального сигнала DDS и выхода электрического уровня TTL для генерации точного, стабильного выходного сигнала с низким уровнем искажений. Включает синусоидальную волну, прямоугольную волну, треугольную волну, зубчатую волну пилы, импульсную волну, белый шум, определяемую пользователем форму волны и т. д. Каждый канал может быть независимо настроен параметры.
  • С функциями линейной развертки (макс. До 999,9 с) и логарифмической развертки частоты. Имеет функцию измерения частоты, периода, измерения ширины положительного и отрицательного импульса и функции счета.

Комплект генератора функций DDS Koolertron 15 МГц занял первое место в нашем списке не зря. Функциональный генератор работает на основе двухканальной технологии DDS, которая позволяет легко получать точные и точные формы сигналов, а также 60 волн различной формы, генерируемых пользователем. После того, как вы выбрали идеальный тип сигнала, диапазон частот составляет до 100 МГц с вариантами от 1 Гц до 150 кГц в синусоидальной форме — идеально подходит для любого случая использования, от проектирования аудиовизуального оборудования до медицинских диагностических систем визуализации!

Устройство также имеет несколько функций измерения, таких как период, отрицательная ширина импульса или что-то еще, что вам нужно при разработке звуковых устройств, таких как громкоговорители и микрофоны.

Когда мы искали лучший комплект для сборки генератора сигналов DDS, было сложно найти тот, который справился бы со всем тем, что мы искали. Мы обнаружили, что хотим от каждой модели большего, чем они могут нам предложить.

Функциональные генераторы великолепны и имеют некоторые приятные особенности, такие как регулировка частоты. Тем не менее, когда вы действительно приступаете к тестированию оборудования или использованию его в широком спектре приложений электроники — например, в монолитных функциях — другие модели не могут соответствовать нашим ожиданиям!

Диапазон форм сигналов, доступных в этой модели, также впечатляет, что означает, что вы можете тестировать свое оборудование, не беспокоясь о каких-либо проблемах, возникающих во время использования, потому что всегда есть возможность использовать, если что-то выходит из строя (мы были так разочарованы тем, что были ограничены в выбор).

ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ

Преимущества

  • Превосходная точность
  • Доступная регулировка рабочего цикла
  • Невероятная точность с импедансом и частотами
  • Интуитивно понятный интерфейс
  • Превосходная мощность сигнала

Недостатки

  • Меньшая стабильность на низких частотах
  • Небольшой шум в выход

Siglent Technologies SDG1032X Function Generator Kit

Функциональный генератор Siglent Technologies SDG1032X Kit представляет собой качественную сборку от одного из лучших производителей этих продуктов.Обзоры говорят сами за себя, и многие люди считают его своим любимым генератором функций в этом списке!

Несмотря на то, что это самое дорогое устройство на сегодняшний день, с его широким спектром возможностей и функций для всего, что вы хотите от своего лабораторного оборудования — будь то цифровая или аналоговая модуляция, — на самом деле нет ничего, что могло бы сравниться по качеству.

Помимо того, что это отличный двухканальный блок с вариациями амплитуды до 20 Vpp и вариациями частоты, достигающими 30 МГц (абсурдно большое число!), Что действительно отличает этот продукт от других генераторов функций, так это то, насколько он великолепен и прост в использовании. прочтите его дисплей.

Набор «Сделай сам» — это универсальное и доступное решение для любителей электроники, желающих улучшить свою игру. Имея 196 предварительно запрограммированных форм сигналов, это устройство может предложить что-то почти каждому, от радиолюбителей до профессиональных инженеров, которым нужен точный генератор прямоугольных сигналов, не требующий больших затрат.

ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ

Преимущества

  • Низкий уровень шума
  • Точные сигналы
  • Кристально чистый дисплей
  • Универсальная функциональность
  • Надежная конструкция, долговечность

Недостатки

  • Высокая кривая обучения
  • Дорогой

DROK Регулируемый Комплект функционального генератора

Генератор 4-20 мА, регулируемый генератор сигналов DROK, 0-10 В постоянного тока 0 4-20 мА Аналоговый ток и напряжение…
  • ГЕНЕРАТОР ДВОЙНЫХ СИГНАЛОВ УСИЛИТЕЛЯ И НАПРЯЖЕНИЯ: Многофункциональный комплект генератора сигналов DROK может генерировать ампер и напряжение с помощью одного модуля, который генерирует сигнал тока 0/4 — 20 мА и сигнал напряжения 0-10 В, просто вращая многоцикловый точный потенциометр, простой и удобный.
  • ЧИСТЫЙ СВЕТОДИОДНЫЙ ДИСПЛЕЙ: Наш генератор сигналов 4-20 мА имеет яркий и четкий трехзначный светодиодный цифровой дисплей, который можно использовать для контроля выходного тока и напряжения. Вам просто нужно нажать переключатель под монитором, чтобы легко переключить дисплей.
  • КАЛИБРОВКА ДИСПЛЕЯ АМП И НАПРЯЖЕНИЯ: На задней стороне модуля есть потенциометр для калибровки дисплея тока и напряжения. Если отображение точное, вы можете самостоятельно откалибровать отображаемое значение текущего напряжения.

Комплекты генератора регулируемых функций DROK имеют большую ценность, поскольку они имеют низкие эксплуатационные расходы и просты в использовании. Комплект генератора функций DROK может использоваться для тестирования светодиодов или выполнения отладки ПЛК, среди других электронных приложений.

Генератор сигналов хорошо спроектирован и легко калибруется с помощью потенциометра на задней панели устройства. Он работает на DC24V. Светодиодный дисплей хорошо освещен и прост для чтения с функциональным интерфейсом для настройки частот, амплитуды и продолжительности, который отображается интуитивно, что делает его идеальным для новичков или любителей, которым нужны только базовые функции от своего оборудования по низкой цене.

ПРОВЕРИТЬ ЦЕНУ

Преимущества

  • Превосходная точность
  • Простое управление
  • Хорошо собран
  • Простая калибровка
  • Недорогая цена

Недостатки

  • Нестабильная печатная плата
  • Перегрев при длительном использовании

Jinwen Function Generator Kit

Если вы ищете недорогой функциональный генератор, комплект Jinwen Function Generator Kit — отличная покупка.Устройство включает в себя дополнительные кабели и инструменты для начала работы, в том числе два кабеля Q9 длиной 1,1 м, один кабель USB 1,25 м, кабель питания и многое другое!

Вы можете использовать этот DIY-комплект как Ch2 или Ch3 в функциональности создания вашей системы, которой будет легко управлять с самого начала благодаря удобной в использовании технологии прямого цифрового синтеза DDS.

Генератор сигналов имеет широкий частотный диапазон от 0 Гц до 24 МГц и может выдавать фиксированное напряжение постоянного тока. У вас есть возможность сохранить до 20 локаций, чтобы не потерять место при работе над несколькими проектами, что удобно!

Единственным недостатком является то, что у него короткий электрический шнур, и он перемещается, потому что он легкий.В целом, это устройство от Tektronix обеспечивает отличное соотношение цены и качества для энтузиастов электроники, которым нужно больше возможностей, чем то, что им предлагает их осциллограф.

КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА

Преимущества

  • 20 предустановок памяти
  • Высокая точность
  • Первоклассная функциональность
  • Интуитивное управление
  • Отличное соотношение цены и качества

Недостатки

  • Отсутствие контроля чувствительности
  • Короткий электрический шнур

JYE Tech FG085 Набор для генератора функций

Набор для самостоятельного создания функционального генератора от JYE Tech FG085
  • Создание непрерывных сигналов синусоидального, квадратного, треугольного, линейного (вверх и вниз) и ступенчатого (вверх и вниз) сигналов
  • Создание сигналов произвольной формы, определенных пользователем (AWG)
  • Генерация частотно-качающихся сигналов выбранных форм волны.Начальную частоту, конечную частоту и частоту развертки можно установить независимо.

Комплект генератора функций JYE Tech FG085 — это доступный вариант для тех, кто хочет развивать свои проекты в более сложном направлении. Он освещает синусоидальный, квадратный, треугольный пандус вверх и вниз и поддерживает как лестницы, так и сигналы произвольной формы.

Дисплей на этом устройстве легко читается, несмотря на его уровни яркости, которые вы можете легко регулировать в зависимости от вашей рабочей среды благодаря поворотному энкодеру, который регулирует амплитуду / частоту, когда он вступает в игру во время использования этих уникальных форм волны !

Набор для сборки функционального генератора включает в себя все необходимое, от источников питания до входных кабелей, поэтому вам не нужно беспокоиться ни о чем другом, кроме как наслаждаться тем, что этот продукт был разработан для экспериментов в умах электронных энтузиастов.

Частота синусоидальной волны достигает 200 кГц с диапазоном амплитуды: от 0 до 10 В от пика до пика. Вы можете установить смещение, амплитуду и частоту, нажав кнопку на этой цифровой клавиатуре.

Обратной стороной является то, что он шумный, что означает, что вы не сможете использовать его для каких-либо аудиопроектов или тестирования, поэтому избегайте его, если вы используете его в рамках школьного проекта из-за шумового загрязнения в вашей рабочей среде. Однако для сборки требуется несколько видеороликов YouTube, но пусть это вас не смущает, потому что после сборки появляется множество забавных функций!

КОНТРОЛЬНАЯ ЦЕНА

Преимущества

  • Семь различных непрерывных сигналов
  • Доступная цена
  • Простая функция свипирования
  • Частоты до 200 кГц
  • Настройки сохраняются при выключении

Недостатки

  • Неясные инструкции по сборке
  • Не используется для аудио приложений

Tiny DDS — Генератор DDS с открытым исходным кодом

Данный проект представляет собой генератор DDS с открытым исходным кодом (аппаратно и программно), основанный на: умном модуле TFT, AD9834, быстрому усилителе LM7171.

Описание

Самодельный генератор функций — довольно распространенный проект в Интернете. Мы можем найти разные способы сделать это:

  • Быстрый и грязный способ на основе модуля DDS, купленного на eBay
  • Аналоговая версия на базе MAX038 / XR2206
  • «Чистый» способ, основанный на FPGA и быстром ЦАП (например, http://www.circuitben.net/node/14)
  • Программный способ (например, Arduino + R / 2R DAC)

Со своей стороны, мне нужен был маленький, который отвечал бы моим потребностям, но не был слишком дорогим.По мне, такой генератор должен как минимум:

  • Будьте удобны в использовании
  • Выходной сигнал от 1 В до 10 В (+/- 5 В), от 0 до 1 МГц
  • Имейте низкий профиль
  • Без опасности поражения электрическим током (работает от 12 В постоянного тока)

Схема

Выбор микросхемы DDS

Сначала я начал искать дешевую микросхему DDS на eBay; вы должны быть осторожны, потому что большинство микросхем DDS имеют только синусоидальный выход. Поскольку мне также нужен треугольный выход, я выбрал AD9834.Согласно его техническому описанию, этот компонент может выдавать частоту 37,5 МГц от тактовой частоты 75 МГц … Но не ожидайте чистой формы волны на такой частоте: без внутренней ФАПЧ этот сигнал будет определяться только двумя точками.

Исходя из моего личного опыта, я считаю, что форма волны должна определяться 10-20 точками, чтобы ее можно было восстановить. Если полагаться на тактовую частоту 75 МГц, максимальная выходная частота будет 7,5 МГц … Это не очень хорошая производительность для профессионального оборудования (даже если самые дешевые генераторы не работают выше 4 МГц), но вполне разумно для любительского проекта.

AD9834 можно найти на eBay по цене 5 долларов.

Регулировка амплитуды

Амплитуду AD9834 можно контролировать разными способами:

  • Постоянная амплитуда 1Vpp (по умолчанию на большинстве COTS) за счет подключения резистора между выводом FS_ADJUST и землей: это довольно неприятно, потому что для установки амплитуды на желаемый уровень потребуется дополнительный внешний усилитель.
  • Переменная амплитуда, путем подключения потенциометра между выводом FS_ADJUST и землей: это решение действительно легко реализовать, но оно не позволяет управлять программным обеспечением, необходимым, например, для амплитудной модуляции.
  • Программно изменяемая амплитуда, путем подключения ЦАП к выводу FS_ADJUST. Это решение немного сложнее, но оно позволит реализовать некоторые полезные функции. Я выбираю этот путь.

Амплитуда будет установлена ​​микроконтроллером интеллектуального модуля TFT (PIC32MX795). В отличие от других производителей (Atmel, ST…), Microchip не включила ЦАП в свой 10-долларовый чип… Требуется внешний ЦАП (AD5310 можно найти на eBay по цене 0,8–10 долларов / SPI, пакет SOT23-6). Между ЦАП и выводом FS_ADJUST установлен небольшой делитель напряжения для преобразования 0–3.3 В ЦАП в 0-1,2 В, обрабатываемые AD9834:

Примечание: логические уровни меняются местами: минимальная амплитуда достигается, когда выход ЦАП составляет 3 В3, а максимальная амплитуда достигается, когда выход ЦАП равен 0 В.

Муфта переменного тока

AD9834 генерирует сигнал с ненулевым смещением, переменным в зависимости от амплитуды. На данный момент это смещение очень раздражает и должно быть удалено. Два возможных способа:

  • Фильтр верхних частот (простой RC-фильтр): это решение обеспечивает идеальную связь по переменному току, но проблематично для низкочастотных сигналов (для частот ниже 100 Гц потребуется огромный RC-фильтр).
  • Дифференциальный усилитель: это возможно с AD9834, потому что этот компонент уже имеет дифференциальный выход (выводы IOUT / IOUTB).Это решение делает связь по переменному току эффективной даже для очень низких частот, даже для сигнала постоянного тока. Следовательно, связь по переменному току не будет «идеальной»: будет внесено небольшое смещение и, возможно, некоторые дополнительные искажения из-за допусков компонентов (OPAMP и резисторы). Тем не менее, на мой взгляд, он остается лучшим.

Соотношение R15 / R12 установлено так, что максимальное выходное напряжение U6 составляет +/- 3,3 В.

Контроль смещения

Здесь нет ничего сложного: нам просто нужно сгенерировать сигнал постоянного тока между -3.3 В и + 3,3 В. Я использую другой AD5310 с маленьким OPAMP:

Примечание: здесь снова логические уровни меняются местами: минимальное смещение достигается, когда выход ЦАП равен + 3,3 В, а максимальное смещение достигается, когда выход ЦАП равен 0 В.

Заключительный этап

Здесь у нас есть 2 сигнала: один, поступающий от DDS (между -3,3 В и + 3,3 В, связь по переменному току), и второй, поступающий от регулятора смещения (также между -3,3 В и + 3,3 В). Нам просто нужно смешать эти 2 сигнала и усилить их, чтобы получить выход +/- 5 В:

LM7171 может выдавать более 100 мА; тем не менее, ток ограничивается резистором 100R.Небольшой LC-фильтр также реализован перед основным выходом для фильтрации остатка тактовой частоты 75 МГц.

Выход ШИМ

Ничего сложного здесь нет: простой КМОП-вентиль для буферизации вывода ШИМ микроконтроллера. Я попытался использовать быстрый компаратор на треугольном выходе DDS, но джиттер был слишком значительным; Я наконец отказался от этого решения.

Аналоговый вход

Очень минималистичный… Простой резистор для ограничения входного тока и обычный фильтр Pi.Частота дискретизации не очень высока (~ 1 кГц), потому что внутренний АЦП микроконтроллера также используется сенсорным экраном внутри ISR.

Блоки питания / регуляторы

Генератор питается от стандартной розетки на 12 В. Некоторые импульсные регуляторы вырабатывают 5 В (для интеллектуального модуля TFT) и +/- 7 В (для аналогового каскада). 3,3 В поступает напрямую от умного TFT. LT1616 — дорогие компоненты на Farnell, но я нашел их на eBay за 0 долларов.8. Обратите внимание, что здесь должен работать любой регулирующий орган ([защита электронной почты], + / [защита электронной почты]).

Печатная плата

Вся схема может быть легко размещена на небольшой печатной плате (меньше кредитной карты). Печатная плата состоит из 2 схем с общим планом заземления. LM7171 следует прокладывать осторожно: из-за его топологии (быстрый OPAMP — 400 МГц) плохая компоновка заставит его колебаться. По этой причине я также добавляю место для небольшого конденсатора 1 пФ: если компоновка неправильная, я смогу ограничить с его помощью колебания.

Сборка платы

Печатные платы (от SeeedFusion):

Готовая доска:

В сборе с умным TFT:

Программное обеспечение

После первой быстрой и грязной попытки мне пришлось улучшить внешний вид интерфейса; этот работает правильно, но я признаю, что старый вид win95 действительно устарел. Более того, есть проблема с мерцанием некоторых виджетов, которые очень востребованы (например,г. Частота valueBox). Новый интерфейс основан на матовом металлическом фоне с темными виджетами. Я также реализовал двойную буферизацию для соответствующих виджетов:

Новый вид более современный (по мне; я не график). Интерфейс по-прежнему очень реактивный, но объем памяти буквально взрывается (используется более 90% флеш-памяти). Пользовательский интерфейс состоит из 4 «страниц»:

  • DDS (синус / треугольник, с контролем частоты / амплитуды / смещения)
  • PWM (только сигнал PWM)
  • ARB (сигналы произвольной формы и модуляция)
  • Страница меню

Генерация синусоидальной / треугольной формы волны

Эти сигналы генерируются непосредственно AD9834, просто путем настройки его внутренних регистров через шину SPI.Тем не менее, небольшая деталь должна быть обработана программой: регистр частоты кодируется 28 битами, разделенными на два 16-битных регистра. Доступ к регистру частоты не является атомарной операцией и должен сначала буферизироваться (через регистры FREQ0 / FREQ1).

Генерация сигналов произвольной формы

Я использую внутренний ЦАП AD9834 для генерации этих сигналов: это решение позволяет сохранить весь аналоговый каскад как есть (тот же контроль амплитуды / смещения). Для использования внутреннего ЦАП я настроил AD9834 на сигнал треугольника с частотой 0 Гц; Затем я настраиваю фазовый регистр, чтобы получить желаемое выходное напряжение.

Доступны некоторые базовые формы сигналов, такие как зубчатая передача, экспонента, шум, sin (x) / x… Также можно нарисовать форму волны и воспроизвести файл wav. Однако существует проблема с полосой пропускания: доступ к AD9834 осуществляется через шину SPI, и даже при тактовой частоте 20 МГц требуется несколько микросекунд для отправки одного отсчета на выходе. В конце концов, микроконтроллер не может обеспечить более 100kSPS (килограммов отсчетов в секунду). Выше этой скорости программа выполняется очень медленно (большая часть процессорного времени уходит на ISR).

Дальше

Даже если этот генератор работает исправно, я должен признать, что его электрические характеристики ближе к гаджету, чем к профессиональному оборудованию (SNR ниже 45 дБ). Однако было бы легко улучшить его характеристики, изменив некоторые компоненты:

Микросхема DDS

DDS, такой как AD9102, намного мощнее AD9834; Помимо более точного ЦАП (14 бит против 10 бит), его внутренний LUT может быть перепрограммирован: там, где PIC32 может обеспечивать только 100kSPS, AD9102 может обеспечивать до 180 MSPS (в 1800 раз больше).К сожалению, это устройство дороже (15 долларов за штуку при 100u) и доступно только в корпусе LFCSP (довольно сложно паять).

Аналоговый каскад

Сначала следует заменить источник питания: +/- 7 В, поступающие от понижающих стабилизаторов, явно проблематичны (выходной сигнал имеет некоторый шум — 1,5 МГц при 10 мВ между пиковыми напряжениями). Лучше бы простой блок питания на базе тороидального трансформатора и каких-нибудь 78хх / 79хх. OPAMP LM7171 также следует заменить более подходящей микросхемой (например, OPAMP с обратной связью по току).

ЦАП

10 бит AD5310 могут быть не самым разумным решением для этого приложения: для 10Vpp 1LSB эквивалентно ~ 10mV, что довольно хорошо … если вы используете весь диапазон DAC! Я уменьшил диапазон с 0-1023 до 0-920 из-за допусков компонентов, что привело к разрешению 11 мВ / младший значащий бит. 12-битный ЦАП здесь был бы лучшим решением, таким образом, истинным источником опорного напряжения (текущий выводится из источника питания 3,3 В).

дешевый генератор функций DDS |

Несколько лет назад вам приходилось либо создавать собственный генератор сигналов, либо покупать, как правило, довольно дорогой генератор сигналов.В последнее время наблюдается тенденция к появлению очень дешевых (15-25 долларов США) комплектов цифровых функциональных генераторов, доступных в Китае. Несколько лет назад я писал о некоторых интересных устройствах-генераторах функций, и вот более подробный обзор одного из таких генераторов функций.

Некоторое время назад я получил модуль генератора сигналов функции DDS, генератор сигналов синусоидальной прямоугольной пилообразной волны. Это просто печатная плата с компонентами, а не модуль корпуса. Это универсальный продукт, который можно найти в различных обычных интернет-магазинах.Он представляет собой печатную плату размером примерно 100 мм на 80 мм с одним из вездесущих модулей буквенно-цифрового дисплея наверху и парой разъемов BNC для вывода.

На некоторых универсальных аналогичных продуктах не напечатано название, на устройстве, которое я получил, есть марка GeekTeches FG-050, а название модели напечатано на печатной плате. Я просто положил его в футляр, чтобы получить в результате такой девайс.

Это генератор сигналов функции (формы волны), разработанный с ЖК-экраном 1602 и пользовательским интерфейсом с 5 кнопками.Он может обещать генерировать множество часто используемых периодических сигналов функции времени (синус, квадрат, треугольник, пилообразная, пульсовая волна и т. Д.), Где вы можете регулировать частоту, амплитуду и смещение постоянного тока. Частотный диапазон: от 1 Гц до 65534 Гц, управляется кнопками. Амплитуда и величина смещения постоянного тока регулируются двумя потенциометрами. Выход сигнала — разъем BNC. В дополнение к этим аналоговым сигналам этот генератор сигналов может генерировать прямоугольный сигнал частотой 1–8 Гц.

Функции кнопок:
ВВЕРХ: выбор формы выходного сигнала
ВНИЗ: выбор формы выходного сигнала
ВЛЕВО: выходная частота —
ВПРАВО: выходная частота +
ПУСК / СТОП: останов / запуск выхода


Выберите желаемую форму сигнала с помощью кнопок ВВЕРХ и ВНИЗ и желаемую частоту с помощью кнопок ВЛЕВО и ВПРАВО.С помощью LEFT вы уменьшаете частоту, с помощью RIGHT увеличиваете это количество. Рекомендуется сначала установить «Шаг частоты» (1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц и 10 кГц), чтобы каждый регулятор ВЛЕВО / ВПРАВО изменял частоту в некоторой степени. Наконец, нажимайте кнопку START / STOP, пока на дисплее не появится «ON», чтобы получить сигнал с выхода BNC. Когда выходной сигнал включен, пользователь не может изменять параметры сигнала. Чтобы внести какие-либо изменения в сигнал с помощью кнопок, сначала необходимо отключить выход.

После включения устройства выход переходит к последним установленным параметрам, что является хорошей особенностью.

Технические характеристики:

Рабочее напряжение: DC7V-9V
Размер: прибл. 100 * 80 мм (длина * ширина)
Толщина шаблона: 2 мм
Диапазон частот DDS: 1 Гц-65534 Гц.
Высокоскоростная частота (HS) Прямоугольная волна: 1 МГц / 2 МГц / 4 МГц / 8 МГц
Сигналы DDS: синусоидальная волна, прямоугольная волна, пила, обратная пила, треугольная волна, волна ЭКГ и волна шума
Раздел на значение: 1,10,100 , 1000, 1000000 Гц
Смещение: 0,5–5 В – пик
Величина амплитуды: 0,5–14 В – пик
Выходное сопротивление: 20–200 Ом
Цвет печатной платы: черный и синий, произвольная доставка

Для мощности есть 2.1-миллиметровый цилиндрический разъем, через который он будет принимать от 7 до 9 В постоянного тока с центральным контактом в качестве положительного. Я запитал свой функциональный генератор напряжением 9 В постоянного тока от шести батареек АА.

Вот видео (не мной) работы генератора функций:

Вид на обратную сторону печатной платы:

Этот цифровой функциональный генератор является типичным источником низкочастотного сигнала. Эта схема очень хорошо работает с простым генератором сигналов, например, для отслеживания аудиосигнала через схему.По сути, этот генератор делает именно то, что заявляет. От нижнего предела 1 Гц до верхнего предела 65,5 кГц форма синусоидальной волны остается неизменной, а амплитуда и смещение, выбранные на двух потенциометрах, одинаковы. Остальные формы волны такие же: квадрат, треугольник, пила, случайный шум, форма волны ЭКГ.

Это вполне способный небольшой функциональный генератор, но не совсем идеальный функциональный генератор. Есть несколько ограничений по схеме и реализации:

Форма сигнала не всегда идеальна, и точная установка параметров сигнала не является самой простой задачей.Вам нужно использовать кнопки для выбора формы волны и частоты, а затем использовать потенциометры для установки амплитуды + смещения. Форму волны и частоту можно регулировать только при выключенном выходном сигнале. Потенциометра с постоянной регулировкой частоты, как во многих аналоговых функциональных генераторах, нет.

На более высоких частотах шаг его выборки становится видимым на осциллографе, но, что больше всего раздражает в работе, потенциометрам не хватает точного управления. Таким образом, получение точных значений амплитуды и смещения может быть неприятным процессом, если у вас есть точные потребности.Простой потенциометр обычно не очень полезен для практических применений в лаборатории.

При неправильной настройке потенциометра сигнал легко искажается. FG-050 без проблем и видимых искажений воспроизводит синусоидальную волну 1 кГц. Однако, если вы установите потенциометр амплитуды на максимальное значение, сигнал застрянет на положительном пороге +8,0 В и отрицательном пороге -6,9 В. Установка смещения постоянного тока при этом значении выходного напряжения не имеет никакого смысла. .

Если повернуть потенциометр FG-050 назад так, чтобы генератор выдавал напряжение 100 мВ, синусоидальная волна 1 кГц полностью искажается остатками тактового сигнала микроконтроллера.Если вам нужны сигналы низкого уровня, рекомендуется подключить к выходу резистивный делитель 1/10 или даже 1/100.

Читая спецификации, вы можете заметить, что выходное сопротивление не 50 Ом, как у многих лучших генераторов сигналов. Выходное сопротивление было не очень четко определено, поэтому я провел небольшое тестирование. Я обнаружил, что выходное сопротивление было очень низким (несколько Ом) при низких уровнях сигнала. Когда я добавил к выходу нагрузку 50 Ом, выходной сигнал в некоторых случаях заметно не изменился, а в некоторых других тестовых случаях добавление этой нагрузки сильно искажало сигнал.

К следующей схеме работы. На странице протестированных продуктов китайской электроники есть хороший обзор того, что находится на печатной плате:

На странице протестированных продуктов китайской электроники

также представлена ​​красивая принципиальная схема:

Принципиальная схема генератора DDS очень проста с использованием микроконтроллера AVR Atmega16 с тактовой частотой 16 МГц, стандартного ЖК-модуля 2 × 16 на базе HD44780, ЦАП R2R, сделанного из простых резисторов, и выходного буфера двойного операционного усилителя NE5532. В выходном буфере двойного операционного усилителя NE5532 реализованы схемы смещения постоянного тока и регулировки амплитуды.Выход управляется напрямую от выходного контакта NE5532. Этот выход дает довольно чистый выход с низким сопротивлением, если выход не перегружен. При нагрузках с высоким импедансом (несколько кОм и более) я мог получить до 5,4 В RMS с синусоидальным сигналом без заметных искажений. Если вы управляете нагрузками с низким сопротивлением, существуют ограничения. В моих тестах выход был способен выдавать синусоидальную волну примерно до 700 мВ RMS на нагрузку 50 Ом до искажения сигнала.

NE5532 — это высокопроизводительный операционный усилитель с полосой пропускания Unity-Gain 10 МГц, низким уровнем искажений и защитой от короткого замыкания на выходе.Выходное сопротивление обычно составляет всего 0,3 Ом (при 10 кГц RL = 600 Ом). Выходной ток короткого замыкания обычно составляет 38 мА (10-60 мА). NE5532 питается от + — источника питания. Отрицательное напряжение от + 7-9 В постоянного тока создается с помощью микросхемы удвоителя напряжения на переключаемых конденсаторах ICL7660.

Все сигналы генерируются с помощью программного обеспечения, работающего на микроконтроллере AVR, который питается от регулятора 5V. Ограничения выходной частоты выхода DDS, вероятно, ограничены программными ограничениями скорости и полосы пропускания выходных операционных усилителей.

ATmega16A — это 8-битный микроконтроллер со следующими характеристиками:
16 Кбайт внутрисистемной самопрограммируемой флэш-памяти программ
512 Байт EEPROM
1 Кбайт Внутренняя SRAM
Рабочее напряжение 2,7 — 5,5 В
Уровни скорости 0 — 16 МГц

Этот ATmega16A можно рассматривать как маленького родственника ATmega328, используемого в популярной плате разработки Arduino Uno. Существует множество конструкций генераторов сигналов, использующих ATmega328, но эта плата решила сделать то же самое с менее дорогим контроллером.

Выходной сигнал DDS генерируется программным обеспечением, работающим на ATmega16A. Выходной сигнал подается на восемь выходных контактов, а результат преобразуется в аналоговый сигнал с помощью 8-битной лестничной схемы ЦАП R2R.

Качество выходного сигнала определяется точностью резисторов, используемых в цепи ЦАП. На печатной плате с использованием дискретных компонентов резисторы с точностью 1% будут достаточными для 5-битной схемы, а для 8-битной требуемой точности будет лучше, чем 1/256 (0.4%), чтобы гарантировать монотонность вывода хотя бы по самым старшим битам. Резисторы, используемые с более значительными битами, должны быть пропорционально более точными, чем резисторы, используемые с менее значительными битами. Я не знаю или не измерял точность резисторов, используемых в этой плате, но судя по осциллограмме на экране осциллографа, качество выглядело приличным.

Есть также второй выход, HS OUT, где появляются только прямоугольные высокоскоростные сигналы с четырьмя фиксированными частотами до 8 МГц.Сигнал высокой скорости (HS) напрямую выводится с вывода Atmega16 OC1A (PD5). Когда он не загружен, это сигнал уровня TTL 5 В. Когда я добавил нагрузку 50 Ом, напряжение высокого уровня упало примерно до 3,3 В.

Другие обзоры аналогичных устройств:
https://chinese-electronics-products-tested.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.