Функциональный генератор своими руками на микроконтроллере

Генератор различных стабильных частот является необходимым лабораторным оборудованием. В интернете есть немало аналогичных по функциям схем, но они либо морально устарели, либо не обеспечивают достаточно широкого перекрытия частот. Устройство, описываемое здесь, основано на высоком качестве работы специализированной микросхемы XR Диапазон перекрываемых генератором частот впечатляет: 1 Гц — 1 МГц! XR способна генерировать качественные синусоидальные, прямоугольные и треугольные формы сигналов высокой точности и стабильности. У выходных сигналов может быть как амплитудная и частотная модуляция.

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ✅ ГЕНЕРАТОР сигналов XR2206 ⚡ Полный ТЕСТ 🔵

Конструктор «Функциональный генератор на микросхеме XR2206»

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей. Периодически материал сайта пополняется, поэтому добавьте Komitart в закладки или подпишитесь на новостную рассылку RSS, так будет проще узнавать о публикуемых новинках. Друзья сайта. Купить паяльник. Конструктор из Китая. Функциональный генератор на ICL Конструктор генератора сигналов.

Плата генератора сигналов. Вы можете скачать файл с нашего сервера, благодарность сайту приветствуется, особенно материальная. Обращаю ваше внимание! В связи с нахождением сайта на платном хостинге проведется определение рентабельности дальнейшего его содержания. Срок определения 6 месяцев. Надеюсь на понимание. Схема генератора для настройки аппаратуры. Программный генератор ГСНЧ Звуковой генератор для радиолюбителя Дверной звонок своими руками.

Понравилась новость? Не забудь поделиться ссылкой с друзьями в соцсетях. Информация Посетители, находящиеся в группе Гости , не могут оставлять комментарии к данной публикации. Усилитель для наушников Sapphire 4. Усилитель для наушников Sapphire Интересное в сети. Distortion , Overdrive , TDA , автомобилисту , Бесплатные программы , блок питания , выпечка , вязание , Гитарные примочки , гитарные эффекты , гитарный предусилитель , демотиваторы , Зарядное устройство , Защита акустики , индикатор уровня , индикатор уровня сигнала , книга , книги , предварительный усилитель , предварительный усилитель APEX , предусилитель , Регулируемый блок питания , регулятор тембра , рецепты , своими руками , скачать книгу бесплатно , схема , схема дисторшн , схема усилителя , схемы гитарных эффектов , транзисторный УНЧ , транзисторный усилитель , УНЧ , Усилитель , усилитель APEX , Усилитель для наушников , усилитель на TDA , усилитель на TDA , усилитель на микросхемах , усилитель на транзисторах Показать все теги.

При желании поддержать сайт, можете указать любую сумму, какую не жалко, например, 10 рублей. Раздел: Радиолюбителю Загрузка Функциональный генератор на ICL На Алиэкспресс нам попался конструктор функционального генератора сигналов, способного выдавать на выходе синусоиду, сигнал треугольной и прямоугольной форм с регулируемой частотой генерации.

Этот конструктор выглядит следующим образом: Конструктор генератора сигналов В комплекте идет полный набор радиоэлементов на данную схему, а также односторонняя печатная плата с шелкографией. Принципиальная схема генератора показана на следующем рисунке: Описание на странице товара оставляет желать лучшего, но, в принципе это не особая проблема.

Судя по переводу данная схема работает в диапазоне частот от 50 Гц до 5 кГц с возможностью переключения частотного диапазона с помощью переключателя. Частота генераци задается напряжением на 8 ножке микросхемы, отсюда регулировка частоты производится переменным резистором RP1.

В общем, номинал емкости, стоящей в цепи го вывода микросхемы задает частотный диапазон на выходе. Микросхема ICL позволяет реализовать генератор с частотой вплоть до кГц. Выхода микросхемы: 2 ножка — выход синусоидального преобразователя; 3 ножка — выход импульсов треугольной формы; 9 ножка — выход прямоугольных импульсов. Триммер RP3 служит для корректировки формы синусоиды чтобы положительная и отрицательная полуволна была одинаковая по амплитуде Триммером RP2 регулируем длительность прямоугольных импульсов и пауз между ними чтобы они были одинаковыми по времени , также влияет на форму остальных сигналов.

Питание схемы осуществляется от однополярного источника напряжением 12 Вольт. Размер файла архива — 0,45 Mb. Уважаемый Пользователь!

Набор генератора сигналов на ICL8038

При создании функциональных генераторов традиционно используют генератор прямоугольных импульсов, к выходу которого подключают формирователь треугольного напряжения, основанный на зарядно-разрядных процессах. Затем сигнал треугольной формы преобразуют в подобие синусоидального, выделяя из нее первую гармонику. Недостатки таких схемных решений очевидны: это явно выраженная нелинейность зарядноразрядных процессов, особенно заметная при перестройке частоты генератора и заметные искажения синусоидального сигнала в результате некачественной фильтрации высших гармоник сложного сигнала. Ниже описан функциональный генератор , формирование сигналов в котором происходит в обратной последовательности. Вначале формируется сигнал синусоидальной формы, который затем преобразуется в сигнал треугольной формы, а из последнего получают биполярный сигнал прямоугольной формы. Практическая схема инверсного функционального генератора представлена на рис.

Слева — генератор прямоугольных импульсов, с возможностью установки частоты и справа Что же это такое — «Функциональный генератор»? Полезное устройство своими руками 48 в Блог им. Ghost_D.

Функциональный генератор на XR2206

В статье будет рассмотрена схема функционального генератора на основе микросхемы ICL, дан рисунок печатной платы данного генератора в формате Lay6. Схема генератора соответствует типовой схеме включения данной микросхемы и взята у одного из продавцов данными модулями с Алиэкспресс. Схема показана на рисунке 1. Вообще модулей генераторов из Китая с применением данной схемы много, но мне потребовался генератор синусоидального сигнала с частотой 50 Гц. Поэтому я взял за основу самую простую, на мой взгляд, схему. Конечно, схема генератора на одну фиксированную частоту будет еще компактнее, но я ради интереса решил повторить полностью данную схему. Да, и рисунок печатной платы кому ни будь, может пригодиться. Разъем для питания схемы я не применял, и транзистор вместо 2SC поставил С с другой цоколевкой. На фото видно, что повернут. Как и следовало ожидать, прямоугольные импульсы были на вид очень подходящими, с крутыми фронтами и спадами.

Функциональный генератор инверсного построения

Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками. Не более одного письма в день. Войти Чужой компьютер. В гостях у Самоделкина!

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки.

Генератор НЧ на МС ICL8038

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя. Доброго дня уважаемые радиолюбители! Сегодня мы начнем собирать функциональный генератор. Данный прибор необходим в практике радиолюбителя для настройки различных радиолюбительских схем — усилителей, цифровых устройств, различных фильтров и множества других устройств. К примеру, после того как мы соберем этот генератор, мы сделаем маленький перерыв в ходе которого изготовим простое светомузыкальное устройство.

Уважаемый Пользователь!

Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку. Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками. Идеальный номер два? Внедряю в павербанк. Зарегистрироваться Логин или эл. Напомнить пароль Пароль.

Функциональный генератор НЧ сигналов на основе DDS с применением контроллера AVR ATMega16 Осциллограф из компьютера своими руками.

Радио-как хобби

Войти Регистрация. Логин: Пароль Забыли? Популярные ICO. Обзор ICO Agrotechfarm: цели, преимущества, токены.

Схема DDS-генератора сигналов

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Генератор сигналов (эксперимент)

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя. Доброго дня уважаемые радиолюбители! На сегодняшнем занятии в Школе начинающего радиолюбителя мы закончим собирать функциональный генератор. Сегодня мы соберем печатную плату, припаяем все навесные детали, проверим работоспособность генератора и проведем его настройку с помощью специальной программы. Плата получилась размером 9х5,5 см и содержит две перемычки две линии синего цвета.

Пользователь интересуется товаром MP — Встраиваемый индикатор температуры двигателя.

Аналоговый функциональный генератор

Схема функционального генератора Категория: Генераторы. Простой измеритель емкости Схема сигнализатора для автомобиля Схема четырех тонального квартирного звонка Схема деки Hi-Fi Схема синтезатора напряжения для УКВ тюнера Схема двух простых усилителей Схема лабораторного генератора звуковой частоты Мерцающая звезда. Чем удобнее всего паять? Паяльником W. Радиопейджер для сигнализации. Схема функционального генератора.

Пользователь интересуется товаром MP — Встраиваемый индикатор температуры двигателя. Пользователь интересуется товаром NM — Регулятор скорости для асинхронного двигателя. Пользователь интересуется товаром FB — Робот для мойки окон Hobot Пользователь интересуется товаром NM — Набор для пайки «Новогодняя звёздочка».

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: 31.01.2021).



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

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.

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: 1 795, сегодня: 6

Генератор сигналов для проверки VGA/SVGA мониторов

В данной статье рассмотрена конструкция генератора для тестирования VGA мониторов, который пригодится как для ремонта, так и для испытания и прогонки после ремонта мониторов.

Занимаясь ремонтом мониторов, столкнулся с определенным неудобством. Дело в том, что при ремонте часто приходится подключать ремонтируемый монитор к компьютеру для проверки или измерения каких либо параметров или режимов, для регулировки. Но часто бывает, что на рабочем месте компьютер отсутствует или находится слишком далеко и приходится тоскать монитор туда, суда. Вот после таких тасканий я купил 5-ти метровый VGA кабель. Но тут тоже было неудобство. Во-первых, штатный монитор на компьютере отключен, а иногда надо подбежать и скачать даташитик на какую-нибудь микросхемку, которая стоит в мониторе. И тут снова передергивание кабелей, переподключение монитора, короче тоже неудобно. Тут стал думать, вот бы такой генератор бы заиметь, например как используют при ремонте телевизоров, типа «Телетеста». Купить такой было негде да и не очень хотелось. И тут решил собрать сам. Вооружившись «гуглом» стал искать, но похожего ничего не находилось. И тут как то общаясь на форуме monitor.espec.ws, мне один из участников форума выслал схему и прошивку для контроллера генератора для тестирования мониторов. Схема была собрана, опробована и показала себя очень даже хорошо, а главное очень удобно.
Схема собственно вот

Данная схема предназначена для формирования сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации в различных режимах разрешения. Может применятся для технического обслуживания и ремонта VGA/SVGA мониторов, мультимедийных видео-проекторов.
Режимы работы генератора представлены в таблице

Тут N — это показания на индикаторе.
Основа генератора — микроконтроллер PIC16F84. Все функции реализованы программно. Выводы порта «B» микроконтроллера DD1 (RB2, RB3) используются для подключения кнопок переключения режимов генератора. На выводах RB4 — RB7 формируется сигнал индикации выбранного режима в двоичном формате. Выводы RB0 и RB1 запрограммированы как выходы сигналов синхронизации. Вывод порта RA3 используется для подключения звукового излучателя.На выводах RA0 — RA2 формируются сигналы R/G/B.На элементах R1, C4 выполнен узел внешнего сброса микроконтроллера при включении питания. Переключатели S1-S3 не устанавливались, заменил на перемычки. Кнопками SB1,SB2 выбирается режим работы генератора. Микросхема 74HC164 используется для вывода на семисегментный индикатор. Подбором резисторов R12-R18 можно регулировать яркость индикатора. В эту схему желательно добавить транзисторные ключи( на все выходные сигналы. Опыт показывает, что не у всех мониторов входы H-sync, V-sync TTL. Питать генератор нужно от напряжения 6-7В, это необходимо для формирования определенных уровней выходных сигналов. При нажатии кнопок выбора выходного сигнала, пикает пьезоизлучатель.
Была разработана печатная плата

Все детальки собраны. Разъем для подключения мониторов был выпаян с какой-то древней видеокарты.

Все собрано

И проверено

А вот видео работы генератора

Вот прошивка контроллера
Вот файл печатной платы
Генератор получился очень удобным в работе и компактным.

Генератор импульсов на Attiny 13a (с настройками) 📹

 В одном из моих проектов, мне надо было время от времени нажимать на кнопку, тем самым инициировать импульсы на вход устройства. Вначале я понажимал кнопки вручную, но понял, что такая стратегия в наш век и с моими возможностями ну совсем не по мне! Поэтому было решено сделать по-быстрому генератор импульсов, от которого и можно будет брать управляющий сигнал. Сделал я его правда не очень быстро, все из-за своей лени и из-за того, что у меня не было тумблеров, микротумблеров. Пришлось сгонять в магазин. Но все же у меня кое-что получилось, что я и хочу представить вашему вниманию.

Генератор с настройками на микроконтроллере Аттини 13а схема

 Собственно сразу было принято решение, что генератор будет на микроконтроллере, по донной простой причине. Это очень компактно, удобно в плане настройки перенастройки, не прожорливо по питанию, да и в целом весьма функционально по возможностям. В закромах были Тиньки 13а купленные на Али по доллару за штуку, с ними и было решено работать.
Дабы расширить настройки генератора, то есть сделать не просто мигалку, а настраиваемую мигалку, с неким диапазоном, как раз и были куплены и внедрены в схему микротумблеры. Через них задаются условия логической 1 или 0 на соответствующих ножках микроконтроллера, и исходя из этих условиях на выходе генерируется своя частота. Взгляните на схему.

 Схема нарисована на листочке бумаги и отсканена, но мне кажется туту все понятно. Так вот, на схеме есть табличка. Табличка с обозначением физических ножек и их программным значением. Эти пины можно сопоставить как раз по таблице. То есть при программировании микроконтроллера, надо учитывать, что то, что в программе, не совсем соответствует физическим выводам микросхемы. Чтобы как раз перевести одно в другое и была сделана эта табличка.
Ну, LM7805 понятно, что стабилизирует напряжение и защищает микроконтроллер от скачков. Конденсатор – простейший фильтр по питанию. Резистор 10 кОм стоит, дабы через него обеспечивать логический 0, а 20 Ом чуть ограничивает ток и напряжение для логической 1. Светодиод установлен исключительно для визуального наблюдения за выходным сигналом, что бы была хоть какая-то индикация и возможность контролировать процесс.
Теперь остается обратиться к программной части, то есть посмотреть, что у нас залито в контроллер.

Скетч для генератора импульсов на Attiny 13a (среда Arduino)

 Так как на настоящий момент мной освоена только среда Arduino, в которой я пишу скетчи и заливаю через одноименную плату все в Аттиньку, то и скетч в этой же среде. Описывать сам скетч, особого смысла нет. Как я уже и сказал, есть критерии формирования условий из 3 тумблеров и подачи сигналов на 3 ножки. Контроллер смотрит на критерии и на выходе выдает определенную частоту. Скетч залит для Аттиньки на частоте работы 128 KHz. Осталось сказать, что может скетч не идеален, а также не использовано свойства ШИМ для Аттини, когда частоту можно было бы задавать через analogwrite (ножка, уровень ШИМ). Но в принципе меня на данном этапе все устраивает.
По итого, получился простенький генератор с 7 настройками, где одни из них это режим покоя, – отсутствия чего-либо на выходе вообще.

Применение генератора частоты в жизни

 Такое генератор частоты можно применять не только для генерации импульсов, но и для механических поделок. Как-то было дело, мне задавали вопрос о возможности сделать зимнюю удочку с вибрацией, при этом такой, чтобы ее можно было регулировать. Этот генератор очень кстати будет к такому проекту. Останется лишь сформировать импульс с высоким током, через транзистор и найти механическое устройство, приводящее в движение удочку, вибрирующее.
Теперь в видео о том же самом.

Всё о микроконтроллерах AVR

Микроконтроллер — микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами.

AVR – это название популярного семейства микроконтроллеров, которое выпускает компания Atmel. Кроме АВР под этим брендом выпускаются микроконтроллеры и других архитектур, например, ARM и i8051.

Какими бывают AVR микроконтроллеры?

Существует три вида микроконтроллеров:

1. AVR 8-bit.
2. AVR 32-bit.
3. AVR xMega

Самым популярным уже более десятка лет является именно 8-битное семейство микроконтроллеров. Многие радиолюбители начинали изучать микроконтроллеры с него. Почти все они познавали мир программируемых контроллеров делая свои простые поделки, вроде светодиодных мигалок, термометров, часов, а также простой автоматики, типа управления освещением и нагревательными приборами.

Микроконтроллеры AVR 8-bit в свою очередь делятся на два популярных семейства:

• Attiny – из названия видно, что младшее (tiny – юный, молодой, младший), в основном имеют от 8 пинов и более. Объём их памяти и функционал обычно скромнее, чем в следующем;
• Atmega – более продвинутые микроконтроллеры, имеют большее количество памяти, выводов и различных функциональных узлов;

Самым мощным подсемейством микроконтроллеров является xMega – эти микроконтроллеры выпускаются в корпусах с огромным количеством пинов, от 44 до 100. Столько необходимо для проектов с большим количеством датчиков и исполнительных механизмов. Кроме того, увеличенный объем памяти и скорость работы позволяют получить высокое быстродействие.

Расшифровка: Пин (англ. pin – иголка, булавка) – это вывод микроконтроллера или как говорят в народе – ножка. Отсюда же слово «распиновка» – т.е. информация о назначении каждой из ножек.

Для чего нужны и на что способны микроконтроллеры?

Микроконтроллеры применяются почти везде! Практически каждое устройство в 21 веке работает на микроконтроллере: измерительные приборы, инструменты, бытовая техника, часы, игрушки, музыкальные шкатулки и открытки, а также многое другое; одно лишь перечисление займет несколько страниц текста.

Разработчик может использовать аналоговый сигнал подовая его на вход микроконтроллера и манипулировать с данными о его значении. Эту работу выполняет аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Данная функция позволяет общаться пользователю с микроконтроллером, а также воспринимать различные параметры окружающего мира с помощью датчиков.

В распространенных AVR-микроконтроллерах, например, Atmega328, который на 2017 году является сердцем многих плат Arduino, но о них позже. Используется 8 канальный АЦП, с разрядностью 10 бит. Это значит вы сможете считать значение с 8 аналоговых датчиков. А к цифровым выводам подключаются цифровые датчики, что может быть очевидным. Однако цифровой сигнал может являться только 1 (единицей) или 0 (нулем), в то время как аналоговый может принимать бесконечное множество значений.

Пояснение:

Разрядность – это величина, которая характеризует качество, точность и чувствительность аналогового входа. Звучит не совсем понятно. Немного практики: 10 битный АЦП, записать аналоговую информацию с порта в 10 битах памяти, иначе говоря плавно изменяющийся цифровой сигнал микроконтроллером распознается как числовое значение от 0 до 1024.

12 битный АЦП видит тот же сигнал, но с более высокой точностью – в виде от 0 до 4096, а это значит, что измеренные значения входного сигнала будут в 4 раза точнее. Чтобы понять откуда взялись 1024 и 4096, просто возведите 2 в степени равную разрядности АЦП (2 в степени 10, для 10 разрядного и т.д.)

Чтобы управлять мощностью нагрузки к вашему распоряжению есть ШИМ-каналы, их можно задействовать, например, для регулировки яркости, температуры, или оборотов двигателя. В том же 328 контроллере их 6.

В общем структура AVR микроконтроллера изображена на схеме:

Все узлы подписаны, но всё же некоторые названия могут быть не столь очевидными. Давайте рассмотрим их обозначения.

• АЛУ – арифметико-логическое устройство. Нужно для выполнения вычислении.
• Регистры общего назначения (РОН) – регистры которые могут принимать данные и хранить их в то время пока микроконтроллер подключен к питанию, после перезагрузки стираются. Служат как временные ячейки для операций с данными.
• Прерывания – что-то вроде события которое возникает по внутренним или внешним воздействиям на микроконтроллер – переполнение таймера, внешнее прерывание с пина МК и т.д.
• JTAG – интерфейс для внутрисхемного программирования без снятия микроконтроллера с платы.
• Flash, ОЗУ, EEPROM – виды памяти – программ, временных рабочих данных, долгосрочного хранения независимая от подачи питания к микроконтроллеру соответственно порядку в названиях.
• Таймеры и счетчики – важнейшие узлы в микроконтроллере, в некоторых моделях их количество может быть до десятка. Нужны для того, чтобы отчитывать количество тактов, соответственно временные отрезки, а счетчики увеличивают свое значение по какому-либо из событий. Их работа и её режим зависят от программы, однако выполняются эти действия аппаратно, т.е. параллельно основному тексту программы, могут вызвать прерывание (по переполнению таймера, как вариант) на любом этапе выполнения кода, на любой его строке.
• A/D (Analog/Digital) – АЦП, его назначение мы уже описали ранее.
• WatchDogTime (Сторожевой таймер) – независимый от микроконтроллера и даже его тактового генератора RC-генератор, который отсчитывает определенный промежуток времени и формирует сигнал сброса МК, если тот работал, и пробуждения – если тот был в режиме сна (энергосбережния). Его работу можно запретить, установив бит WDTE в 0.

Выходы микроконтроллера довольно слабые, имеется в виду то, что ток через них обычно до 20-40 миллиампер, чего хватит для розжига светодиода и LED-индикаторов. Для более мощной нагрузки – необходимы усилители тока или напряжения, например, те же транзисторы.

Что нужно чтобы начать изучение микроконтроллеров? 

Для начала нужно приобрести сам микроконтроллер. В роли первого микроконтроллера может быть любой Attiny2313, Attiny85, Atmega328 и другие. Лучше выбирать ту модель, которая описана в уроках, по которым вы будете заниматься.

Следующее что Вам нужно – программатор. Он нужен для загрузки прошивки в память МК, самым дешевым и популярным считается USBASP.

Немногим дороже, но не менее распространенный программатор AVRISP MKII, который можно сделать своими руками – из обычной платы Arduino

Другой вариант – прошивать их через USB-UART переходник, который обычно делается на одном из преобразователей: FT232RL, Ch440, PL2303 и CP2102.

В некоторых случаях для такого преобразователя используют микроконтроллеры AVR с аппаратной поддержкой USB, таких моделей не слишком много. Вот некоторые:

• ATmega8U2;
• ATmega16U2;
• ATmega32U2.

Одно лишь «но» – в память микроконтроллера предварительно нужно загрузить UART бутлоадер. Разумеется, для этого все равно нужен программатор для AVR-микроконтроллеров.

Интересно: Bootloader – это обычная программа для микроконтроллера, только с необычной задачей – после его запуска (подключения к питания) он ожидает какое-то время, что в него могут загрузить прошивку. Преимуществом такого метода – можно прошить любым USB-UART переходником, а они очень дешевы. Недостаток – долго загружается прошивка.

Для работы UART (RS-232) интерфейса в микроконтроллерах AVR выделен целый регистр UDR (UART data register). UCSRA (настройки битов приемопередатчика RX, TX), UCSRB и UCSRС – набор регистров отвечающие за настройки интерфейса в целом.

В чем можно писать программы?

Кроме программатора для написания и загрузки программы нужно IDE – среда для разработки. Можно конечно же писать код в блокноте, пропускать через компиляторы и т.д. Зачем это нужно, когда есть отличные готовые варианты. Пожалуй, один из наиболее сильных – это IAR, однако он платный.

Официальным IDE от Atmel является AVR Studio, которая на 6 версии была переименована в Atmel studio. Она поддерживает все микроконтроллеры AVR (8, 32, xMega), автоматически определяет команды и помогает ввести, подсвечивает правильный синтаксис и многое другое. С её же помощью можно прошивать МК.

Наиболее распространённым является – C AVR, поэтому найдите самоучитель по нему, есть масса русскоязычных вариантов, а один из них – Хартов В.Я. «Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих».

Самый простой способ изучить AVR

Купите или сделайте своими руками плату Arduino. Проект ардуино разработан специально для учебных целей. Он насчитывает десятки плат различных формами и количеством контактов. Самое главное в ардуино – это то что вы покупаете не просто микроконтроллера, а полноценную отладочную плату, распаянную на качественной текстолитовой печатной плате, покрытой маской и смонтированными SMD компонентами.

Самые распространенные – это Arduino Nano и Arduino UNO, они по сути своей идентичны, разве что «Нано» меньше примерно в 3 раза чем «Уно».

Несколько фактов:

• Ардуино может программироваться стандартным языком – «C AVR»;
• своим собственным – wiring;
• стандартная среда для разработки – Arduino IDE;
• для соединения с компьютером достаточно лишь подключить USB шнур к гнезду micro-USB на плате ардуино нано, установить драйвера (скорее всего это произойдет автоматически, кроме случаев, когда преобразователь на Ch440, у меня на Win 8.1 драйвера не стали, пришлось скачивать, но это не заняло много времени.) после чего можно заливать ваши «скетчи»;
• «Скетчи» – это название программ для ардуино.

Выводы

Микроконтроллеры станут отличным подспорьем в вашей радиолюбительской практике, что позволит вам открыть для себя мир цифровой электроники, конструировать свои измерительные приборы и средства бытовой автоматики.  

Ранее ЭлектроВести писали, что в аэропорту «Борисполь» запустили первое электрозарядное устройство на два паркоместа. Об этом сообщил на своей странице в Facebook заместитель гендиректора аэропорта Георгий Зубко.

По материалам: electrik.info.

Все своими руками Тактовый генератор для PIC контроллеров

Опубликовал admin | Дата 8 октября, 2019

Внешний тактовый генератор для PIC контроллеров

В данной статье рассматривается схема внешнего кварцевого генератора для синхронизации работы контроллеров семейства PIC. Основой генератора является микросхема жесткой логики ЛА3 серии К1533 или ее зарубежных аналогов 74АС00, 74AS00 и т.д. Схема генератора показана на рисунке 1.

Вариантов схем генераторов на микросхемах данного типа много. Два варианта схем внешнего тактового генератора представлены в документации микроконтроллера PIC16F628A.

Для моих нужд необходим генератор с двумя выходами, один для контроля частоты тактового генератора, другой – непосредственного для тактирования PIC (будущий термостат), поэтому я анализировал схему на рисунке 1. Вы можете собрать генератор по любой другой схеме, имеющей подстройку частоты. В схеме на рисунке 1 частоту можно изменять, подбирая емкость конденсатора С1. При макетировании и настройке схемы оказалось, что лучшие результаты подстройки частоты генератора получаются, если конденсатор С1 заменить перемычкой, а последовательно кварцу поставить триммер 6÷25пФ, для кварца 4 мГц. С китайским кварцем на 4мГц свободно получалась 4000000Гц. Данная схема была опробована с кварцами на частоты – 4, 8, 10, 12, 16, 20 и даже на 22,5Мгц. На всех частотах контроллер с пробной программой нормально работал.

Для чего нужен такой генератор? Для того, что бы сделать частотомер с параметрами близкими к профессиональным приборам, точные часы, измерители параметров импульсов и т.д. Для этого и необходим термостатированный кварцевый генератор.

В Сети много схем различных частотомеров реализованных на микроконтроллерах с различными тактирующими частотами. Но не во всех публикациях выложены исходные файлы, где можно было бы в битах конфигурации изменить тактирование контроллера с внутреннего генератора на внешний. Да, и радиолюбителям не знакомым с программированием это сделать будет порой проблематично. Такая проблема была и у меня, когда я и понятия не имел, что такое это программирование, хотя она решается очень просто. Я буду приводить примеры из документов на микроконтроллер PIC16F628A, т.к. они переведены на русский язык. И так. Микроконтроллеры PIC16F62X могут работать в одном из восьми режимов тактового генератора. Нам интересен режим с внешним тактом.

Но в файле P16F628A.INC бит конфигурации внешнего тактового генератора обозначен по-другому, как _EXTCLK_OSC.

Теперь, поменяв в битах конфигурации _XT_OSC на _EXTCLK_OSC, вы смело можете вместо внутреннего генератора использовать внешний, подав его сигнал на вывод OSC1, это вывод 16 для контроллера P16F628A, или, например вывод 9, для PIC1687X. Но есть еще один способ внешнего тактирования. В документации есть строки:

Подчеркнутые красным… . Это говорит о том, что можно не менять конфигурацию внутреннего тактового генератора контроллера в исходном файле программы, а подавать внешние тактирующие импульсы при отключенном кварце непосредственно на микроконтроллер. Но в этом случае такт подается не на вывод OSC1, а на OSC2. Это вывод 15 применительно к PIC16F628A. Все эксперименты я проводил с этим контроллером. Осталось за малым, разработать или приобрести готовый термостатированный генератор на соответствующую частоту. Информации на эту тему можно найти в Интернете много. Вот, например, публикация в журнале «Радио» за 1981 год номер 9, стр. 66. Николай Тюлиев, «Термостатированный кварцевый генератор». Журнал Радио 2005 г. № 10 — Страница 43 И. Нечаев «Малогабаритный термостат». Но не забывайте, что для высокостабильного генератора c высокими электрическими параметрами нужен и соответствующего качества кварц. Все компоненты, входящие в состав схемы, лучше заранее про термоциклировать. У нас на производстве существовала входная приемка. В нее ведомее была и стадия входного термоциклирования. Осуществлялось шесть циклов по два часа +60°С и -60°С. Кстати, вовремя данной процедуры некий процент некачественных деталей отсеивался сразу. Ну, в домашних условиях жесткость этих условий можно и снизить. Для тепла можно использовать духовку, а для мороза – морозильную камеру. Генераторы, собранные из таких компонентов, намного быстрее входят в режим стабильности показаний. К профессиональному генератору должно быть профессиональное отношение. Вообще я уже лет двадцать, как храню все радиодетали в герметичной таре (пластиковые пищевые контейнеры) сперва на балконе, а теперь на чердаке дома, можно сказать на улице. У меня получилось природное термоциклирование, от холодрыги до жарищи. Следующая статья будет посвящена такому генератору с термостатом на микроконтроллере PIC12F675 и датчике температуры DS18B20 – «Генератор кварцевый термостатированный».

Удачи. К.В.Ю.

Скачать “Тактовый генератор для PIC контроллеров” Внешний-тактовый-генератор-для-PIC-контроллеров.rar – Загружено 133 раза – 172 КБ

Обсудить эту статью на – форуме “Радиоэлектроника, вопросы и ответы”.

Просмотров:551

Генератор испытательных телевизионных сигналов своими руками. Генератор ТВ сигнала на микроконтроллере – Телевизионная техника

Приветствую всех!

Уважаемые посетители сайта, хочу предложить Вам схему и печатную плату ГТИС (генератора телевизионных испытательных сигналов),который я сделал год назад по просьбе товарища.Была поставлена задача разработать печатную плату,которая должна

вмещаться в корпус “Ranitsa RP-201”.(часы – радиоприемник).Т.к. я в свое

время уже собирал универсальный генератор испытательных телевизионных сигналов (версия 2.0 “Радиолюбитель” 1999г. №5 стр.5. Авторы:Chirkov & Larionov)

решил за базовый вариант использовать схему версии 3 (м/c CXA1645M-кодер PAL,

TDA8505 – кодер SECAM)

В качестве генератора – формирователя синхросигнала и сигналов испытательных изображений решил попробовать два варианта:

1.генератор тестовых сигналов -автор: Marcelo Maggi

2.малогабаритный генератор телевизионных сигналов.Автор: Александр Мусатов

(выбор необходимого испытательного сигнала осуществляется двумя клавишами)

Проверил на макетке оба варианта,остановился на втором.

Благодаря разработкам Ю.Чиркова,В.Ларионова,А.Мусатова и появился предлагаемый

генератор.Большое спасибо за их труд!

Файл печатной платы в формате Sprint Layout 3.0 и принципиальные схемы

в формате SPlan .

Самой лучшей программой для мелкосерийного “радиолюбительского” производства

печатных плат является русифицированная Sprint Layout 3.0.Нравится мне эта

программа за возможность разводки по рисунку.Сосканированные рисунки плат из

журналов и другой литературы могут быть использованы для восстановления дорожек

платы или переразводки элементов. Для этого необходимо сканировать изображение

(или использовать любой графический файл,переведя в файл *.BMP),оно будет

показано как фоновое на плате.

Программа SPlan 5.0 представляет из себя редактор принципиальных схем, она

поддерживает макросы, как встроеные,так и пользователя.Скачать программы можно

с сайта–

И если даже, вы уже работали с этими программами, рекомендуется прочитать

все разделы руссифицированых файлов помощи до конца, не исключено что вы найдете

неизвестные ранее возможности программ. С этого сайта можно скачать Sprint Layout

4.0 (русская версия)

Используя программу Sprint Layout 3.0,Вы можете изменять мой вариант разводки

печатных плат.(например,у Вас другой силовой трасформатор,диодный мостик,

корпус)

Схема и печатная плата пока так сказать для затравки.(изменен каскад на

тр-ах V5 и V6).В последующем будут выложены файлы (и доработка)

1.Генератор полного цветового телевизионного сигнала на двух микросхемах

Статья из ж. ” РЭТ ” №5 2003 г. автор:М.Медведев (формат DJVU)

2.Video pattern generator -автор: Marcelo Maggi

3.Зарубежные интегральные видеокодеры

Статья из ж. ” Радиоаматор ” №1-3 2002 г.автор:С.М.Рюмик (формат DJVU)

4.Даташиты на м/c TDA8505,CXA1645M в формате DJVU (я преобразовал из PDF –

меньше во много раз занимают места).

Таймер формирует временные интервалы заданной длительности, Счетчик 1 считает эти импульсы, и при необходимости меняет временные интервалы, генерируемые таймером. Счетчик 2 отсчитывает нужное количество импульсов и, досчитав да заданного значения, останавливает таймер.

Алгоритм работы устройства

Таймер Т1 формирует временные интервалы заданной длительности, по окончанию интервала он формирует прерывание, в котором его значения обновляется. Таким образом, можно сформировать любую последовательность импульсов с любыми параметрами (период, длительность, скважность).

Подпрограмма прерывания начинается с проверки – не последний ли это импульс, если последний,таймер останавливается. Если не последний, производится проверка, это имульс или пауза между импульсми (длительность импульса – 2500 мкс, длительность паузы – 7500 мкс), таким образом, поочередно формируются временные интервалы импульса и паузы.

Описание режима CTC

Режим сброса таймера при совпадении (СТС)

Рис. 1. Блок-схема T0

В режиме СТС (WGM01, WGM00 = 0b10) регистр OCR0 используется для задания разрешающей способности счетчика. Если задан режим CTC и значение счетчика (TCNT0) совпадает со значением регистра OCR0, то счетчик обнуляется (TCNT0=0). Таким образом, OCR0А задает вершину счета счетчика, а, следовательно, и его разрешающую способность. В данном режиме обеспечивается более широкий диапазон регулировки частоты генерируемых прямоугольных импульсов.

В режиме сброса таймера при совпадении (WGMn3-0 = 0b0100 или 0b1100) пределы счета таймера задаются регистром OCR0A. В режиме СТС происходит сброс счетчика (TCNT0), если его значение совпадает со значением регистра OCR0A. В данном режиме обеспечивается возможность регулировки частоты генерируемых прямоугольных импульсов. Временная диаграмма работы таймера врежиме СТС показана на рисунке 1. Счетчик (TCNTn) инкрементирует свое состояние до тех пор, пока не возникнет совпадение со значением OCR0A , а затем счетчик (TCNT0) сбрасывается.

Рис. 2 Временные диаграммы режима СТС

Помимо сброса при этом может генерироваться прерывание с помощью флагов OCF0A, соответствующим используемым регистрам для задания верхнего предела счета. Если прерывание разрешено, то процедура обработки прерывания может использоваться для обновления верхнего предела счета.

Для генерации сигнала в режиме CTC выход OC0A может использоваться для изменения логического уровня при каждом совпадении, для чего необходимо задать режим переключения (COM0A1, COMA0 = 0b01). Значение OC0A будет присутствовать на выводе порта, только если для данного вывода задано выходное направление. Максимальная частота генерируемого сигнала равна fOC0 = fclk_I/O/2, если OCRnA = 0x0000. Для других значений OCRn частоту генерируемого сигнала можно определить по формуле:

где переменная N задает коэффициент предделителя (1, 8, 32, 64, 128, 256 или 1024).

Программа

Include”m16def.inc”

rjmp RESET ; ResetHandler

reti; IRQ0 Handler

reti;;rjmp EXT_INT1 ;IRQ1 Handler

reti;reti;jmp ;TIM2_COMP; Timer2 Compare Handler

reti;;reti;jmp ;TIM2_OVF; Timer2 Overflow Handler

reti; ;reti;jmp;TIM1_CAPT ; Timer1 Capture Handler

jmp TIM1_COMPA ; Timer1CompareA Handler

reti;reti;jmp;TIM1_COMPB ; Timer1 CompareB Handler

reti;reti;jmp ;TIM1_OVF; Timer1 Overflow Handler

reti;;reti;jmp ;TIM0_OVF; Timer0 Overflow Handler

reti;;reti;jmp ;SPI_STC; SPI Transfer Complete Handler

reti;;reti;jmp;USART_RXC ; USART RX Complete Handler

reti;;reti;jmp;USART_UDRE ; UDR Empty Handler

reti;reti;jmp ;USART_TXC; USART TX Complete Handler

reti;reti;jmp ;ADC ; ADCConversion Complete Handler

reti;reti;jmp ;EE_RDY ;EEPROM Ready Handler

reti;reti;jmp ;ANA_COMP; Analog Comparator Handler

reti;reti;jmp ;TWSI ;Two-wire Serial Interface Handler

reti;reti;jmp ;EXT_INT2; IRQ2 Handler

reti; Timer0 CompareHandler

reti;reti;jmp SPM_RDY ;Store Program Memory Ready Handler

ldi r16,high(2500)

ldi r16,low(2500)

ldir16,(1

ldir16,(1

ldir16,(1

ldi r16,high(RAMEND)

ldi r16,low(RAMEND)

out SPL,r16 ;èíèöèàëèçàöèÿ ñòåêà

sei ;ðàçðåøåíèå ïðåðûâàíèé

main: ;îñíîâíîé öèêë

ldi r16,high(2500)

ldi r16,low(2500)

ldi r16,high(7500)

ldi r16,low(7500)

После запуска микроконтроллера происходит процедура инициализации (RESET), в этой подпрограмме последовательно:

Настраиваются порты ввода-вывода (порт D настраивается на вывод)

Настраивается работа таймера Т1:

Загружаетсячисло (2500) в регистр сравнения

Вывод OC1A настраивается на «переворачивание» уровня при совпадениисчетного регистра и регистра сравнения (OCR1A)

Задается режим работы (сброс по совпадению) и источник тактового сигнала (без предделителя, от системного тактового сигнала)

Разрешается работа прерывания по совпадению Т1

Инициализируется стек (настраивается вершина стека)

Разрешаются прерывания.

На этом инициализация контроллера завершена. Далее счетчик команд «уходит» в основной цикл.

При возникновении прерывания, запускается подпрограмма обработки прерывания TIM1_COMPA, она начинается с увеличения количества прерываний (задана последовательность из восьми импульсов, а это 16 «переворачиваний уровня»), число прерывания сравнивается с 16, и, если равно, запускается подпрограмма out_pulse. В ней останавливается таймер (обнулением управляющих регистров микроконтроллера). Если же число прерываний меньше 16, программа продолжается далее. Производится проверка флага breq pulse, и, если он установлен, запускается подпрограмма pulse, в которой обновляется регистр сравнения (загружается число 7500), и флаг сбрасывается. Таким образом, по наличию флага, поочередно загружаются числа 2500 и 7500, и на выводе OC1A формируется последовательность со скважностью 4 (по заданию).

Результаты моделирования схемы в программе PROTEUS

Генератор видеосигнала на микроконтроллере

Источник: http://pic16f84. narod.ru

Для генерации видеосигнала достаточно всего одной микросхемы и двух резисторов – т.е. можно сделать буквально карманный генератор видеосигнала размером с брелок. Такой прибор пригодится телемастеру. Его можно использовать при сведении кинескопа, регулировке чистоты цвета и линейности. Генератор подключается к видеовходу телевизора, обычно это разъем типа “тюльпан” или “SCART”.

Прибор генерирует шесть полей:

– текстовое поле из 17 строк;
– сетка 8×6;
– сетка 12×9;
– мелкое шахматное поле 8×6;
– крупное шахматное поле 2×2;
– белое поле.

Переключение между полями осуществляется кратковременным (длительностью менее 1с) нажатием кнопки S2. Удержание этой кнопки в нажатом состоянии более длительное время (дольше 1 с) приводит к выключению генератора (микроконтроллер переходит в состояние “SLEEP”). Включение генератора производится нажатием кнопки S1. О состоянии прибора (включен/выключен) сигнализирует светодиод.

Технические характеристики устройства:

– тактовая частота – 12 МГц;
– напряжение питания 3 – 5 В;
– ток потребления в рабочем режиме:
– при напряжении питания 3В – около 5мА;
– при напряжении питания 5В – около 12мА;
– частота кадров – 50 Гц;
– число строк в кадре – 625

Вся работа по формированию видеосигнала выполняется программой, зашитой в микроконтроллере. Два резистора вместе с сопротивлением видеовхода телевизора обеспечивают необходимые уровни напряжения видеосигнала:
– 0 В – синхроуровень;
– 0,3 В – уровень черного;
– 0,7 В – уровень серого;
– 1 В – уровень белого

Рис. 1. Принципиальная схема генератора

Для формирования видеосигнала используется нулевой бит PORTA и целиком весь PORTB (этот порт работает в сдвиговом режиме). Несмотря на то, что сигнал снимается только с его нулевого бита, программа использует его весь. Поэтому все биты PORTB настроены как выходы. Первый бит PORTA используется для индикации состояния генератора. Когда прибор включен, – светодиод горит. Когда прибор выключен, – светодиод погашен. Третий бит PORTA используется для переключения режимов работы генератора и его выключения. Кратковременное нажатие кнопки S2 позволяет перейти от одного поля генератора к другому. При удержании этой кнопки в нажатом состоянии дольше 1 с. прибор выключается (микроконтроллер переходит в состояние “SLEEP”). Чтобы включить генератор необходимо выполнить сброс. Это осуществляется нажатием кнопки S1. Напряжение питания прибора можно выбрать в пределах 3 – 5 В. При этом соответственно должны быть подобраны номиналы резисторов.
3В – R5=456Ом и R6=228Ом
3,5В – R5=571Ом и R6=285Ом
4В – R5=684Ом и R6=342Ом
4,5В – R5=802Ом и R6=401Ом
5В – R5=900Ом и R6=450Ом
Здесь указаны расчетные значения. Реально можно ставить резисторы из стандартного ряда, например для 5В – 910Ом и 470Ом, а для 3В – 470Ом и 240Ом.

Сколько я занимаюсь электроникой, всегда хотел заиметь генератор сигналов различной формы. Недавно мне понадобилось получить синусоидальный сигнал с помощью цифровых методов, и я решил что сделаю себе хороший генератор! В итоге я сделал простой, но функциональный генератор сигналов который может генерировать: меандр, треугольник, синус, шум и пилообразный сигналы. Максимально генерируемая частота – 60kHz (килогерц). Пока что в настоящей прошивке, частоту можно устанавливать только при генерации меандра, для остальных сигналов можно устанавливать лишь задержку в микросекундах. Основой устройства является AVR микроконтроллер ATtiny2313, сигнал генерируется с помощью 8 битного цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), данные о частоте, сигнале или задержки отображаются на ЖК индикаторе 8×2. Вот собственно принципиальная схема:

Для сборки понадобятся детали:
1. Микроконтроллер Attiny2313 – 1шт.

2. ЖК индикатор WH0802 или с HD44780 совместимом – 1шт.

3. Микросхема LM324 – 1шт.

4. Тактовые кнопки без фиксации – 3шт.

5. Резистор 10 кОм – 1шт.

6. Резистор 300 Ом – 1шт.

7. Резистор 2 кОм – 8шт.

8. Резистор 1 кОм – 9шт.

ЦАП собран на резисторах и подключён напрямую к порту B микроконтроллера, сигнал после ЦАПа усиливается с помощью операционного усилителя LM324. ЖК индикатор я применил WH0802 c совместимом контроллером, данный ЖКИ имеет 2 строки по 8 знакомест каждая. Существенно применение любого ЖК индикатора с совместимом контроллером с HD44780. Микроконтроллер применить Attiny2313 можно с любыми буквенными индексами, в любых корпусах. Кнопки можно применить любые тактовые, без фиксации. Кнопкой “Выбор” выбирается тип генерируемого сигнала. Кнопками “Плюс” и “Минус” устанавливается частота или задержка. При включении устройства оно сразу начинает генерировать сигнал, по умолчанию это меандр. Напряжение питания: 5 вольт. Вот осциллограммы генерируемых генератором сигналов:

Я собрал свой генератор сигналов в пластмассовом корпусе ZIV, вот что получилось:

Первые испытания вместе с самодельным осциллографом:

Схему я собрал на печатной плате сделанной с помощью , рисунок печатной платы в можно найти в файлах к статье. На плате я использовал детали в SMD корпусах, исключение лишь составляет микросхема LM324, она использована в DIP корпусе. Прошивку для устройства я писал в среде BASCOM-AVR исходник прилагается. Также прилагается проект устройства в программе . Кстати, после прошивки не забудьте установить следующие фьюз биты (для программы SinaProg):

Список радиоэлементов

Dendy – генератор испытательных
телевизионных сигналов. Новая версия

Самодельный картридж для видеоприставки “Dendy” , превращающий ее в
генератор испытательных телевизионных сигналов (ГИТС), заинтересовал наших
читателей. Благодаря их отзывам, автору конструкции и программы С. Рюмику из г.
Чернигова был присужден поощрительный приз конкурса “Лучшая публикация 2001
г.”.Сегодня мы представляем ГИТС-2 – усовершенствованный вариант картриджа.

По сравнению с первой версией предлагаемого прибора область его применения не
изменилась – настройка и регулировка цветных (работающих в системе PAL) и
черно-белых телевизоров, оценка качества кинескопа при покупке телевизора,
формирование испытательных таблиц для кабельного телевидения. Однако число
испытательных изображений, создаваемых ГИТС-2, увеличено с 81 до 466 (с учетом
всех цветовых вариантов), а звуковых тест-сигналов – с двух до четырех. По
некоторым характеристикам ГИТС-2 превосходит известные генераторы “Электроника
ГИС 02Т” и “Ласпи ТТ-03”.

Так как все функции генератора испытательных сигналов реализованы программным
образом, при доработке необходимо было изменить только программу. Аппаратная
часть прибора – собственно плата картриджа с панелями для двух микросхем РПЗУ
могла бы оставаться точно такой, как в исходном варианте. Тем не менее и она
подверглась небольшому усовершенствованию, позволяющему работать даже с частично
неисправными приставками “Dendy”.

Схема платы ГИТС-2, приведенная на рис. 1, отличается от первоначальной
дополнительной перемычкой ХТ3, служащей для переключения экранных страниц
видеопроцессора “Dendy”.

(нажмите для увеличения)

Если в вашей приставке одна из видеостраниц неисправна
(на изображении видны лишние линии или квадраты), можно перейти на другую,
переставив перемычку и нажав кнопку SELECT джойстика. В положении “1” работает
первая, в положении “2” – вторая страница видеопамяти.

Рисунки печатных проводников и расположение элементов на плате картриджа
показаны на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Форма платы выбрана исходя из удобства ее установки в
стандартный для “Dendy” корпус картриджа. Более узкую и без боковых вырезов
плату не удастся в нем зафиксировать. Поэтому не стоит экономить материал,
уменьшая ширину платы.

Корпус берут от пришедшего в негодность игрового картриджа. Иногда приходится
его немного доработать, например, укоротить имеющиеся внутри пластмассовые
штыри.

При разработке программы ГИТС-2 автор стремился реализовать максимальное число
тестов, заняв в ПЗУ не более 2 Кбайт. В частности, изображение испытательной
таблицы хранится упакованным по оригинальному алгоритму. Коэффициент сжатия –
50,2 % (с 960 до 482 байт). При этом подпрограмма-распаковщик данных заняла
всего 57 байт. Для хранения тех же данных, упакованных методом ZIP,
потребовалось бы всего 435 байт, но длина их распаковщика во много раз больше.

Коды, которые необходимо занести в РПЗУ DS1 и DS2 информационной емкостью по 2
Кбайт (микросхемы КР573РФ5 или их аналоги), приведены соответственно в табл. 1 и
2.

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

Свойства ГИТС-2 (как и ГИТС первой версии) не зависят от типа и емкости
примененных микросхем РПЗУ, поэтому последние можно комбинировать на плате в
различных сочетаниях, не забывая лишь установить в нужные положения перемычки
ХТ1 и ХТ2. Если заменять микросхемы в процессе эксплуатации картриджа не
планируется, можно соединить соответствующие контактные площадки на плате
обычными проводами вместо перемычек-джамперов.

На новой плате (при перемычке ХТЗ в положении “2”) будут работать и микросхемы,
запрограммированные в соответствии с . Но применять их нужно в комплекте: обе
“новые” или обе “старые”. Естественно, в последнем случае ГИТС будет обладать
лишь свойствами, о которых было рассказано в первоисточнике.

Если имеется готовая плата старого варианта ГИТС, чтобы воспользоваться всеми
описанными ниже тестами, достаточно установить в ее панели микросхемы РПЗУ,
запрограммированные по-новому.

Желающим внести в программу свои дополнения и улучшения, поможет
, где
подробно рассказано о методике разработки программ для “Dendy”

ОПИСАНИЕ ТЕСТОВ

После установки картриджа ГИТС-2 в “Dendy” и подачи питания на экране телевизора
должна появиться испытательная таблица (верхний рисунок на 1-й стр. обложки) и
прозвучать трель. Если изображение отсутствует, но звук имеется, попробуйте
переставить перемычку ХТЗ на плате картриджа в другое положение, нажмите кнопку
SELECT джойстика. Эта операция позволяет перейти с возможно неисправной
видеостраницы на исправную. Если нет и звука, вероятно, отказали некоторые из
используемых программой ячеек основного ОЗУ игровой приставки и дальнейшая
работа невозможна.

Из-за особенностей видеосистемы “Dendy” сформировать на экране телевизора точные
квадраты затруднительно (не удается уложиться в заданный объем ПЗУ). Поэтому во
всех тестовых изображениях они выглядят прямоугольниками с соотношением сторон
4:5. Однако центральная окружность испытательной таблицы имеет правильную форму,
что дает возможность оценить геометрические искажения растра и отрегулировать
его размеры. Кроме того, таблица позволяет отцентрировать и сфокусировать
изображения по пяти реперным знакам в центре и по углам экрана, проверить
четкость по горизонтали и вертикали (200. ..250 линий по мелкой сетке). Имеются
участки с шахматным полем, цветовой гаммой, диагональными линиями. При нажатии
кнопок ВВЕРХ, ВНИЗ любого из джойстиков изображение инвертируется (второй сверху
рисунок на 1-й стр. обложки), в центре, вверху и внизу экрана появляются надписи
мелким шрифтом.

К следующим 11-ти испытательным изображениям переходят с помощью кнопок ВЛЕВО и
ВПРАВО. Каждое имеет по четыре варианта, переключаемых кнопками ВВЕРХ и ВНИЗ.
Варианты, в свою очередь, имеют от двух до 24-х разновидностей: кнопкой А
изменяют цвет изображения, кнопкой В инвертируют его или включают/выключают
наложенную на основное изображение мелкую сетку. Кнопкой START переключают
звуковые тест-сигналы. Переход от одного теста к другому сопровождается звуком
“бип”, а начало нового цикла их смены – трелью.

Вертикальные цветные полосы (рис. 3, а) – восемь полос одинаковой ширины в
следующем порядке (слева направо): белая, желтая, голубая, зеленая, пурпурная,
красная, синяя, черная. Позволяют проверить правильность матрицирования,
настроить контуры коррекции предыскажений, оценить цветовую насыщенность в
смежных строках. Оттенки формируемых цветов зависят от особенностей
видеопроцессоров “Dendy” разных моделей и могут немного различаться. Варианты:
замена основных цветов дополнительными, отключение цвета (серая шкала, третий
сверху рисунок на 1-й стр. обложки). Разновидности: буква С на синей полосе для
удобства ее идентификации.

Горизонтальные цветные полосы (рис. 3, б, в) – восемь полос, аналогичных
вертикальным, но самая нижняя – вдвое меньшей высоты.

Равномерное серое поле. Позволяет проверить и отрегулировать статический баланс
белого, чистоту цвета. Варианты: четыре градации яркости. Разновидности:
циклическая с периодом 2 с инверсия изображения, что позволяет проверять
качество стабилизации размера изображения и устойчивость синхронизации кадровой
и строчной разверток. При нажатии и удержании кнопки В частота “мигания”
увеличивается вчетверо.

Равномерное красное поле. Служит для проверки чистоты цвета, выявления дефектов
маски кинескопа (на изображении не должно быть белых точек). Варианты: четыре
градации насыщенности. Разновидности: “мигание” с периодом 1 или 2 с.

Равномерное зеленое поле аналогично красному.

Равномерное синее поле аналогично красному.

Шахматное поле из черно-белых прямоугольников (16 столбцов, 15 строк) позволяет
оценить линейность разверток, геометрические искажения растра, проверить
отсутствие цветных окантовок. Варианты: инверсия изображения, увеличенные вдвое
размеры прямоугольников (нижний рисунок на 1-й стр. обложки). Разновидности:
наложенная на изображение мелкая сетка, замена белого одним из 12-ти возможных
цветов (рис. 3, г).

Монохромные полосы (“матроска”, рис. 3, д) служат для оценки линейности
развертки и равномерности окраски протяженных участков экрана. Варианты:
вертикальные или горизонтальные полосы, увеличенная вдвое ширина полос, инверсия
изображения. Разновидности: наложенная на изображение мелкая сетка, замена
белого одним из 12-ти возможных цветов (рис. 3, е).

Точечное поле (рис. 3, ж). Белые точки (15×16) на черном фоне с маркером в
центре служат для проверки фокусировки и астигматизма электронного луча по всей
площади экрана, а также статического и динамического сведения лучей основных
цветов. Варианты: уменьшенный вдвое или увеличенный вдвое и вчетверо шаг точек
(можно выбрать оптимальный в зависимости от размера экрана телевизора).
Разновидности: инверсия изображения, замена белого одним из 12-ти возможных
цветов (рис. 3, з).

Сетчатое поле из 15х 16 тонких белых линий на черном фоне служит для регулировки
сведения красного, зеленого и синего лучей, проверки фокусировки. Варианты:
уменьшенный вдвое или увеличенный вдвое и вчетверо шаг сетки. Разновидности:
инверсия изображения, замена белого одним из 12-ти возможных цветов (рис. 3, и,
к).

Звуковые тест-сигналы служат для проверки канала звука телевизора. Предусмотрены
следующие сигналы, переключаемые циклически кнопкой START: прямоугольные
импульсы скважностью 2 (“меандр”) частотой 500 Гц, пилообразные импульсы
частотой 6600 Гц, прямоугольные импульсы скважностью 4 частотой 6600 Гц,
“сирена” – “меандр” линейно изменяющейся частоты (от 27 до 12500 Гц в течение 9
с).

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: 31.01.2021).

Взаимодействие с другими людьми

В статье разработки этапы разработки и исследования 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 его экспериментальные исследования.

Ключевые слова: AVR, генерация сигнала

На настоящий момент существует система 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 применяемый 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 используется усилитель. Для выбора формы сигнала, который будет генерировать МК, используется блок управления, так же, как и индикация выбора сигнала для визуализации выбранной формы сигнала. Схема генератора сигналов изображена Структурная схема 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, упрощает монтаж и наладку МК и позволяет уделить больше внимания разработке самого генератора.

Основные параметры МК ATMEGA328P-MU результаты в таблице 1.

Таблица 1

Основные параметры МК ATMEGA328P-MU

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 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 к общей точке 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, подключенным к микроконтроллеру, реализована программа для данного микроконтроллера на языке программирования Arduino.Окно среды разработки фрагментом программы показано на рисунке 3.

Рис. 3. Окно среды разработки Arduino.

Исследование генератора

Созданный генератор формирует сигнал 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-микроконтроллеров. – 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. Обзор ATmega328P // Atmel Corporation – микроконтроллеры, 32-битные и сенсорные решения. URL: http://www.atmel.com/devices/ATMEGA328P.aspx (дата обращения: 02.09.2016).
5. От Arduino к микроконтроллеру на макетной плате // Arduino. URL: https://www.arduino.cc/Tutorial/ArduinoToBreadboard (дата обращения: 02.09.2016).

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

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, безких «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 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) используется для измерения напряжения на движке потенциометра, его величина и определяет частоту синусоидального сигнала на выходе.БК никаких улучшений не имеют.
Программа тоже довольно простая. Синусоида «рисуется» благодаря использованию ШИМа, отрицательная волна – канал А (порт РВ0), положительная– канал В (РВ1).

Вычисляем в 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 другому.Обновление содержимого вышеуказанных регистров происходит по переполнению счетного регистра TCNT0.

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

Собираем схему, прошиваем программу, подаем питание – получаем 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-фазную синусоиду, для трехфазного двигателя.

Автор: Юрий, [email protected]

Просмотров всего: 1795, сегодня: 6

Генератор сигналов для проверки VGA / SVGA мониторов

В данной статье рассмотрена конструкция генератора для тестирования VGA мониторов, который пригодится как для ремонта, так и для испытаний и прогонки после ремонта мониторов.
Занимаясь ремонтом мониторов, столкнулся с определенным неудобством. Дело в том, что при ремонте часто приходится подключать ремонтируемый монитор к компьютеру для проверки или измерения либо параметров или режимов для регулировки. Но часто бывает, что на рабочем месте компьютер отсутствует слишком далеко и приходится тоскать монитор туда, суда. Вот после таких тасканий я купил 5-ти метровый VGA кабель. Но тут тоже было неудобство. Во-первых, штатный монитор на отключенном компьютере, а иногда надо подбежать и скачать даташитик на какую-нибудь микросхемку, которая стоит в мониторе.И тут снова передергивание кабелей, переподключение монитора, короче тоже неудобно. Тут стал думать, вот бы такой генератор бы заиметь, например как использовать при ремонте телевизоров, типа «Телетеста». Купить такой было негде да и не очень хотелось. И тут решил собрать сам. Вооружившись «гуглом» стал искать, но похожего ничего не находилось. И тут как то общаясь на форуме monitor.espec.ws, мне один из участников форума выслал схему и прошивку для контроллера генератора для тестирования мониторов.Схема была собрана, опробована и показала себя очень даже хорошо, а главное очень удобно.
Схема собственно вот

Данная схема для сигналов горизонтальной и вертикальной линии в различных режимах разрешения. Может применятся для технического обслуживания и ремонта мониторов VGA / SVGA, мультимедийных видео-проекторов.
Режимы работы генератора представлены в таблице

Тут N – это показания на индикаторе.
Основа генератора – микроконтроллер PIC16F84.Все функции реализованы программно. Выводы порта «B» микроконтроллера DD1 (RB2, RB3) используются для подключения кнопок переключения режимов генератора. На выводах RB4 – RB7 формируется сигнал индикации выбранного режима в двоичном формате. Выводы RB0 и RB1 запрограммированы как выходы сигналов синхронизации. Вывод RA3 используется для подключения звукового порта излучателя. Вывод RA0 – RA2 формирует сигналы R / G / B. На элементах R1, C4 выполнен узел внешнего сброса микроконтроллера при включении питания.Переключатели S1-S3 не установлены, заменили на перемычки. Кнопками SB1, SB2 выбирается режим работы генератора. Микросхема 74HC164 используется для вывода на семисегментный индикатор. Подбором резисторов R12-R18 можно регулировать яркость индикатора. В эту схему желательно добавить транзисторные ключи (на все выходные сигналы. Опыт показывает, что не у всех мониторов входы H-синхронизация, V-синхронизация TTL. Установить генератор нужно от напряжения 6-7В, это необходимо для формирования уровней выходных сигналов.При нажатии кнопок выбора выходного сигнала, пикает пьезоизлучатель.
Была установлена ​​печатная плата

Все детальки собраны. Разъем для подключения мониторов был выпаян с какой-то древней видеокарты.

Все собрано

И проверено

А вот видео работы генератора

Вот прошивка контроллера
Вот файл печатной платы
Генератор компактно зарегистрировался в работе и получным.

Генератор импульсов на Attiny 13a (с настройками) 📹

В одном из моих проектов входное устройство.Вначале я понажимал кнопки вручную, но понял, что такая стратегия в наш век и с моими возможностями ну совсем не по мне! Поэтому было решено сделать по-быстрому генератор импульсов, от которого и можно будет брать управляющий сигнал. Сделал я его правда не очень быстро, все из-за своей лени и из-за того, что у меня не было тумблеров, микротумблеров. Пришлось сгонять в магазин. Но все же у меня кое-что получилось, что я и хочу представить вашему вниманию.

Генератор с настройками на микроконтроллере Аттини 13а схема

Собственно сразу было принято решение, что генератор будет на микроконтроллере, по донной простой причине.Это очень компактно, удобно в плане перенастройки, не прожорливо по питанию, да и в целом функционально по возможностям. В закромах были Тиньки 13а купленные на Али по доллару за штуку, с ними и было решено работать.
Дабы расширить настройки генератора, чтобы есть сделать не просто мигалку, настраиваемую мигалку, с неким диапазоном, как раз и были куплены и внедрены в схему микротумблеры. Через них задаются условия логической 1 или 0 на соответствующих ножках микроконтроллера, исходя из этих условий на выходе создается своя частота.Взгляните на схему.

Схема нарисована на листочке бумаги и отсканена, но мне кажется туту все понятно. Так вот, по схеме есть табличка. Табличка с обозначением физических ножек и их программным значением. Эти пины можно сопоставить как раз по таблице. То есть при программировании микроконтроллера, надо учитывать, что в программе, не совсем соответствует физическим интегам микросхемы. Чтобы как раз перевести одно в другое и была сделана эта табличка.
Ну, LM7805 понятно, что стабилизирует напряжение и защищает микроконтроллер от скачков.Конденсатор – простейший фильтр по питанию. Резистор 10 кОм стоит, через него проходит логический 0, а 20 Ом чуть ограничивает ток и напряжение для логической 1. Светодиод установлен исключительно для визуального наблюдения за выходным сигналом, что бы была хоть какая-то индикация и возможность контролировать процесс.
Теперь обратиться к программной части, то есть посмотреть, что у нас залито в контроллер.

Скетч для генератора импульсов на Attiny 13a (среда Arduino)

Так как на настоящий момент мной освоена среда Arduino, в которой я пишу скетчи и заливаю через одноименную плату в Аттиньку, то и скетч в же среде. Описывать сам скетч, особого смысла нет. Как я уже и сказал, есть условия формирования условий из 3 тумблеров и подачи сигналов на 3 ножки. Контроллер смотрит на выдает определенную частоту. Скетч залит для Аттиньки на частотной работе 128 КГц. Осталось сказать, что может скетч не идеален, а также использовать свойства ШИМ для Аттини, когда частоту можно было бы задавать через analogwrite (ножка, уровень ШИМ). В принципе на данном этапе все устраивает.
По итого, получился простенький генератор с 7 настройками, где одни из них это режим покоя, – отсутствия чего-либо на выходе вообще.

Применение частоты генератора в жизни

Такой генератор частоты можно применять не только для генерации импульсов, но и для механических поделок. Как-то было дело, мне задавали вопрос о возможности сделать зимнюю удочку с вибрацией, при этом такой, чтобы ее можно было регулировать. Этот генератор очень кстати будет к такому проекту. Останется сформировать импульс с высоким током, через транзистор и найти механическое устройство, приводящее в движение удочку, вибрирующее.
Теперь в видео о том же самом.

Все своими руками Генератор кварцевый термостатированный

Опубликовал админ | Дата 28 октября, 2019

Кварцевый генератор на 4 мГц с термостатированием

В статье схема генератора высокой скорости на микросхеме жесткой логики К1533ЛА3. Поддержание температуры внутри термостата на необходимом уровне выполняется микроконтроллером PIC12F675 с записанной в него программой.В качестве датчика температуры в схеме используется цифровой датчик DS18B20. Схема устройства приведена на рисунке 1.

Эта статья является продолжением статьи «Тактовый генератор для PIC-контроллеров».

Питается схема стабилизированным напряжением 12 вольт, микросхема стабилизатора напряжения на 12В на схеме не провод. Собственно генератор реализован на двух элементах 2И-НЕ DD1.1 и DD1.2 Кварцевый двигатель 4мГц включен в цепь положительной обратной связи, идущей с выходом 6 DD1.2 на входы 1 и 2 элемента DD1.1. Для точной подстройки последовательности с кварцем включен триммер С1. Резисторы R1 и R2 выводят элементы микросхемы DD1.1 и DD1.2 из ключевого режима работы в линейный. Элемент DD1.4 микросхемы DD1 является буферным, предотвращает влияние входа GP5 микроконтроллера DD2 на работу задающего генератора. Элемент DD1.3 – так же является буферным каскадом, предотвращающим влияние измерительного прибора при контроле частоты генератора. Микросхема К1433ЛА3, как и микроконтроллер с датчиком температуры DS18B20, питаются стабилизированным напряжением +5 вольт, снимаемым с выводом 1 микросхемы стабилизатора DA2 LM78L05.Резистор R4 является подтягивающим для входа данных микроконтроллера GP0.

В качестве нагревательных элементов в схеме термостата используются резисторы R5, R6, R7 и R8. Это резисторы МЛТ – 0,5, при использовании таких резисторов в качестве нагревательных элементов с них удаляется лакокрасочное покрытие. Я обычно для этих целей использую средство для снятия старой краски. Внешний вид устройства показан на фото ниже.

Общая мощность нагревателя равна Р = U² / R = 144 / 107,5 ≈ 1,3Вт.В программу микроконтроллера величина температуры термостатирования равная + 40,0⁰ С. Гистерезис поддержания температуры равенству 0,1 градуса. Таким образом, при + 40,0⁰С нагреватели отключаются, а при + 49,9⁰С – включаются. Если вам нужна другая температура, то ее значение можно поменять, записав в соответствующие регистры нужную вам роль. Например, 40,0⁰ в представленном номере 400. В шестнадцатеричном коде это число выглядит, как 0 × 0190. Для его записи потребуется два регистра, в старшем запишется 0 × 01, а в младшем – 0 × 90.Ниже показан скриншот окна программы К-150, где записано это число.

Если нужно, чтобы термостат поддерживал температуру, например, пятьдесят градусов, то – 50,0⁰ – для программы – 500, в шестнадцатеричный коде это число выглядит, как 0х01F4. Значит, старший разряд мы не трогаем, а меняем число только в младшем разряде. Меняем 90 на F4. В программе IC-Prog все будет то же самое.

Для тех, кто понимает в программировании, в архиве будет исходный текст программы.Файл Hex так же находится в папке проекта.

Все элементы схемы распаиваются на печатной плате, которая помещена в металлический корпус от старого ТВ тюнера какого-то телевизора.

Хотя я обычно для таких целей делаю корпуса из луженой жести. И гнется хорошо и паяется не плохо. В крышке корпуса предусмотрены два отверстия, одно для отвертки, над конденсатором С1 и второе для светодиода, хотя можно обойтись и без светодиода и без лишнего отверстия. Работа термостата прекрасно контролируется миллиамперметром.Готовое устройство помешается в коробку, сделанную из пенопласта. Я на этом и остановился, хотя для полноты и законченности необходим еще один корпус. Блокировочный конденсатор С2 находится под корпусом микросхемы DD1. Не забудьте его запаять первым, я забыл, и пришлось искать для него другое место. Для эксперимента пока пойдет и так. В общем, кварцевый термостатированный генератор есть, теперь на его основе надо будет сделать генератор эталонной частоты для поверки частотомеров и прочих приборов, в которых критерием является время.Но про это позже.

Успехов и удачи. К.В.Ю.

Скачать файлы проекта

Скачать «Генератор-кварцевый-термостатированный» Генератор-кварцевый-термостатированный.rar – использовать 246 раз – 282 КБ

Обсудить эту статью на форуме “Радиоэлектроника, вопросы и ответы”.

Просмотров: 529

ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ LСD ТЕЛЕВИЗОРОВ И МОНИТОРОВ

Различные испытательные генераторы прошлого поколения, предназначенные для телевизоров с кинескопами, уже не подходят для современных ЖК-панелей, поэтому данный проект посвящен тестированию современных светодиодных ТВ, мониторов VGA и их динамиков.Приборная часть Награждение качества работы дисплея, генерируя несколько горизонтальных цветных полос и обычный звуковой сигнал (для НЧ части).

Схема цифрового телетестера

При разработке стояла задача уместить весь AV тестер в небольшую коробочку, вместе с батарейкой. Её можно подключить при ремонте к стандартному VGA-монитору с разрешением от 800х600 и наблюдать отображение цветов (красный, зеленый и синий), также испытатель может подать на аудиовыход звук для тестирования динамиков.В схеме предусмотрен регулятор, чтобы отрегулировать высоту тона выше и ниже.

Список деталей

• ПИК 16F84A
• 2x 47 мкФ
• 2x 0,1 мкФ
• 2x 15пФ
• 0,01 мкФ
• 20 МГц
• 7805 + 5v стабилизатор
• 555 микросхема
• 10к резистор
• 100к подстроечный
• Разъем VGA (DB-15)
• Audio Jack разъём

деталей, используемых в данном случае, являются пассивными компонентами, такими как резисторы и конденсаторы.Активные компоненты опишем более подробно.

1. МК PIC16F84A . Для создания нужного сигнала для выхода VGA нам понадобится микроконтроллер. Он будет работать через специальное программное обеспечение, для отображения полос красного, зеленого и синего цвета на любом ЖК-экране.
2. 555 Таймер . Таймер с помощью одновибратора выходной сигнал от + 0в до + 5В. Регулятор на 100к улучшит частоту таймера.
3. 20 МГц Кварц .Очень важно, чтоб вы использовали точный кварцевый генератор частоты. В дисплее VGA сигналы запуска отлично как раз на этой частоте.
4. 7805 стабилизатор . Такая конструкция позволит использовать источник питания + 5В для всех активных частей, но так как тут будем использовать + 9В батарею для питания тестера, до 7805 снизит напряжение до нужного уровня.

3 блока испытателя

Блок питания . Это стандартная схема, что использует 7805 регулятор тока для снижения + 9В входного напряжения батарейки до уровня + 5В. Есть тут фильтрующие конденсаторы на входных и выходных контактах 7805. Они позволяют сохранить стабильный уровень напряжения и снизить количество помех.

Видео тестер . Нужен для вывода VGA сигналов. Контроллер PIC делает это автоматически при включении. Второй набор соединений 6-контактного коннектора может быть использован для программирования и отладки микроконтроллера, при необходимости. Вот прошивка.

Аудио тестер .Эта последняя часть схемы формирует звуковой сигнал. Таймер 555 настроен так, что он будет выводить тона от 70 Гц до 14000 Гц, а подстроечный резистор нужен для плавной подстройки частоты. На выходе достаточно сильный сигнал, предназначенный сразу для подачи на динамики, так что если вы захотите им проверить слабосигнальные каскады усилителя телевизора – поставьте делитель напряжения.

В таблице выше показаны все числа задержек и сигналов вывода данных и время необходимое для получения сигнала 800х600 VGA для работы. Наиболее важными параметрами импульсных сигналов. Эти два сигнала сообщат дисплею, когда начинать выводить данные на строку и когда все линии отображены. То есть они формируют Hsync и Vsync на экране.

А если ваш дисплей не имеет входа VGA (это актуально для самых новых моделей) – просто купите специальный переходник на HDMI или DVI.

Всё о микроконтроллерах AVR

Микроконтроллер – микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами.

AVR – это название популярного семейства микроконтроллеров, которое выпускает компания Atmel . Кроме АВР под этим брендом выпускаются микроконтроллеры и другие архитектурные проекты, например, ARM и i8051.

Какими бывают микроконтроллеры AVR?

Существует три вида микроконтроллеров:

1. AVR 8-битный.
2. AVR 32-бит.
3. AVR xMega

Самым популярным уже более десятка лет является именно 8-битное семейство микроконтроллеров. Многие радиолюбители начинали изучать микроконтроллеры с него. Почти все они познавали программируемые устройства управления простыми поделками, вроде светодиодных мигалок, термометров, часов, а также простые автоматики, типа управления освещением и нагревательными приборами.

Микроконтроллеры AVR 8-bit в свою очередь делятся на два популярных семейства:

• Attiny – из названия видно, что младшее (крошечный – юный, молодой, младший), в основном имеют от 8 пинов и более.Объём их памяти и функционал обычно скромнее, чем в следующем;
• Atmega – более продвинутые микроконтроллеры, имеют большее количество памяти, выводов и различных функциональных узлов;

Самым мощным подсемейством микроконтроллеров является xMega – эти микроконтроллеры выпускаются в корпусах с огромным количеством пинов, от 44 до 100. Столько необходимо для проектов с большим количеством датчиков и исполнительных механизмов. Кроме того, увеличенный объем памяти и скорость работы позволяют получить высокое быстродействие.

Расшифровка: Пин (англ. Pin – иголка, булавка) – это вывод микроконтроллера или как говорят в народе – ножка. Отсюда же слово «распиновка» – т.е. информация о назначении каждой из ножек.

Для чего нужны и на что способны микроконтроллеры?

Микроконтроллеры почти везде! Практически каждое устройство в 21 веке работает на микроконтроллере: измерительные приборы, инструменты, бытовая техника, часы, игрушки, музыкальные шкатулки и открытки, а также многое другое; одно лишь перечисление займет несколько страниц текста.

Разработчик может использовать аналоговый сигнал, подовая его на вход микроконтроллера и манипулировать данными о его значении. Эту работу аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Данная функция позволяет общаться пользователю с микроконтроллером, а также воспринимать параметры окружающего мира с помощью датчиков.

В распространенных AVR-микроконтроллеров, например, Atmega328, который на 2017 году является сердцем многих плат Arduino, но о них позже. Используется 8 канальный АЦП, с разрядностью 10 бит. Это значит вы сможете считать значение с 8 аналоговых датчиков. А кым цифровым выводам подключаются цифровые датчики, что может быть очевидным. Однако цифровой сигнал может являться только 1 (единицей) или 0 (нулем), в то время как аналоговый может принимать бесконечное множество значений.

Пояснение:

Разрядность – это величина, которая соответствует качество, точность и чувствительность аналогового входа.Звучит не совсем понятно. Немного практики: 10 битный АЦП, записать аналоговую информацию с порта в 10 битах памяти, иначе говоря плавно изменяющийся цифровой микроконтроллером сигнал распознается как числовое значение от 0 до 1024.

12 битный АЦП видит тот сигнал, но с более высокой точностью в виде от 0 до 4096, а это значит, что измеренные значения входного сигнала будут в 4 раза точнее. Чтобы понять, откуда взялись 1024 и 4096, просто возвести 2 в степени равной разрядности АЦП (2 в степени 10, для 10 разрядного и т. д.)

Чтобы управлять мощностью нагрузки к вашему распоряжению есть ШИМ-каналы, их можно задействовать, например, для регулировки яркости, температуры или оборотов двигателя. В том же 328 контроллере их 6.

В общей структуре AVR микроконтроллера изображена по схеме:

Все узлы подписаны, но всё же некоторые названия могут быть не столь очевидными. Давайте рассмотрим их обозначения.

• АЛУ – арифметико-логическое устройство.Нужно для выполнения вычислении.
• Регистры общего назначения (РОН) – регистры, которые могут принимать данные и хранить их в то время пока микроконтроллер подключен к питанию, после перезагрузки стираются. Служат как временные ячейки для операций с данными.
• Прерывания – что-то вроде события возникает по внутренним или внешним воздействиям на микроконтроллер – переполнение таймера, внешнее прерывание с пина МК и т.д.
• JTAG – интерфейс для внутрисхемного программирования без снятия микроконтроллера с платы.
• Flash, ОЗУ, EEPROM – виды памяти – программных, временных рабочих данных, долгосрочного хранения независимая от подачи питания к микроконтроллеру соответственно порядку в названиях.
• Таймеры и счетчики – важнейшие узлы в микроконтроллере, в некоторых моделях их количество может быть до десятка. Нужны для того, чтобы отчитывать количество тактов, соответственно временные отрезки, а счетчики увеличивают свое значение по какому-либо из событий. Их работа и её режим зависят от программы, однако выполняются эти действия аппаратно, т.е. параллельному тексту программы, может вызвать прерывание (по переполнению таймера) на любом этапе выполнения кода, на любой его строке.
• A / D (аналоговый / цифровой) – АЦП, его назначение мы уже описали ранее.
• WatchDogTime (Сторожевой таймер) – независимый от микроконтроллера и даже его тактового генератора RC-генератор, который отсчитывает интервал времени и формирует сигнал сброса МК, если тот работал, и пробуждения – если тот был в режиме сна (энергосбережния). Его работу можно запретить, установив бит WDTE в 0.

Выходы микроконтроллера довольно слабые, имеются в виду, что ток через них обычно до 20-40 миллиампер, чего хватит для розжига светодиода и светодиодных индикаторов. Для более мощной нагрузки – необходимы усилители тока или напряжения, например, те же транзисторы.

Что нужно начать изучение микроконтроллеров?

Для начала нужно приобрести сам микроконтроллер. В роли первого микроконтроллера может быть любой Attiny2313, Attiny85, Atmega328 и другие.Лучше выбирать ту модель, которая описана в уроках, по которому вы будете заниматься.

Следующее что Вам нужно – программатор . Он нужен для загрузки прошивки в память МК, самым дешевым и популярным считается USBASP .

Немногим дороже, но не распространенный программатор AVRISP MKII , который можно сделать своими руками – из обычной платы Arduino

Другой вариант – прошивать их через USB-UART переходник, который обычно делается на одном из преобразователей: FT232RL, Ch440, PL2303 и CP2102.

В некоторых случаях такого преобразователя используют микроконтроллеры AVR с аппаратной поддержкой USB, таких моделей не слишком много. Вот некоторые:

• ATmega8U2;
• ATmega16U2;
• ATmega32U2.

Одно лишь «но» – в память микроконтроллера первоначальное нужно загрузить UART бутлоадер. Разумеется, для этого все равно нужен программатор для AVR-микроконтроллеров.

Интересно: загрузчик – это обычная программа для микроконтроллера, только с необычной проверкой – после его запуска (подключения к питанию) он ожидает какое-то время, что в него может загрузить прошивку.Осуществить такой метод – можно прошить любым переходником USB-UART, а они очень дешевы. Недостаток – долго загружается прошивка.

Для работы UART (RS-232) интерфейс в микроконтроллерах AVR выделен целый регистр UDR (регистр данных UART) . UCSRA (настройки битов приемопередатчика RX, TX), UCSRB и UCSRС – набор регистров отвечающих за настройки интерфейса в целом.

В чем можно писать программы?

Кроме программатора для написания и загрузки программы нужно IDE – среда для разработки.Можно конечно же писать код в блокноте, пропускать через компиляторы и т.д. Зачем это нужно, когда есть отличные готовые варианты. Пожалуй, один из наиболее сильных – это IAR, однако он платный.

Официальным IDE от Atmel является AVR Studio, которая на 6 версии была переименована в Atmel studio. Она поддерживает все микроконтроллеры AVR (8, 32, xMega), автоматически определяет и помогает, подсвечивает правильный синтаксис и многое другое. С её же помощью можно прошивать МК.

Наиболее распространённым – C AVR, поэтому найдите самоучитель по нему, есть масса русскоязычных вариантов, а один из них – Хартов В.Я. «Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих ».

Самый простой способ изучить AVR

Купите или сделайте своими руками Arduino. Проект ардуино разработан специально для учебных целей. Он насчитывает десятки плат различных формами и контактов контактов. Самое главное в ардуино – это то, что вы хотите не просто микроконтроллера, полноценную отладочную плату, распаянную на качественную текстолитовую печатную плате, покрытой маской и смонтированными SMD компонентами.

Самые распространенные – это Arduino Nano и Arduino UNO, они по сути своей идентичности, разве что «Нано» меньше примерно в 3 раза чем «Уно».

Несколько фактов:

• Ардуино может программироваться стандартным языком – «C AVR»;
• своим собственным – электромонтаж;
• стандартная среда для разработки – Arduino IDE;
• для соединения с достаточно лишь подключить USB-шнур к гнезду micro-USB на плате ардуино нано, установить драйвер (скорее всего это автоматически, кроме случаев, когда преобразователь на Ch440, у меня на Win 8).1 драйвера не стали, пришлось скачивать, но это не заняло много времени.) После чего можно заливать ваши «скетчи»;
• «Скетчи» – это название программ для ардуино.

Выводы

Микроконтроллеры станут отличным подспорьем в вашей радиолюбительской практике, что позволит вам открыть для себя мир цифровой электроники, конструировать свои измерительные приборы и средства бытовой автоматики.

Ранее ЭлектроВести писали, что в аэропорту «Борисполь» запустили первое электрозарядное устройство на два паркоместа.Об этом сообщил на своей странице в Facebook заместитель гендиректора аэропорта Георгий Зубко.

По материалам: electrik.info.

.

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “ “

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

Доброго дня уважаемые радиолюбители! На сегодняшнем занятии в Школе начинающего радиолюбителя
мы закончим собирать функциональный генератор
. Сегодня мы соберем печатную плату, припаяем все навесные детали, проверим работоспособность генератора и проведем его настройку с помощью специальной программы.

И так, представляю вам окончательный вариант моей печатной платы выполненной в программе, которую мы рассматривали на втором занятии – Sprint Layout
:

Если вы не смогли сделать свой вариант платы (что-то не получилось, или было просто лень, к сожалению), то можете воспользоваться моим “шедевром”. Плата получилась размером 9х5,5 см и содержит две перемычки (две линии синего цвета). Здесь вы можете скачать этот вариант платы в формате Sprint Laiout^

(63.6 KiB, 3,488 hits)

После применения лазерно-утюжной технологии и травления, получилась такая заготовка:

Дорожки на этой плате выполнены шириной 0,8 мм, почти все контактные площадки диаметром 1,5 мм и почти все отверстия – сверлом 0,7 мм. Я думаю, что вам будет не очень сложно разобраться в этой плате, и так-же, в зависимости от используемых деталей (особенно подстроечные сопротивления), внести свои изменения. Сразу хочу сказать, что эта плата проверенна и при правильной пайке деталей схема начинает работать сразу.

Немного о функциональности и красоте платы.
Беря в руки плату, изготовленную в заводских условиях, вы наверняка замечали как она удобно подготовлена для пайки деталей – и сверху и снизу нанесена белым цветом так называемая “шелкография”, на которой сразу видны и наименование деталей и их посадочные места, что очень облегчает жизнь при пайке радиоэлементов. Видя посадочное место радиоэлемента, никогда не ошибешься в какие отверстия его вставлять, остается только глянуть на схему, выбрать нужную деталь, вставить ее и припаять. Поэтому мы сегодня сделаем плату приближенную к заводской, т.е. нанесем шелкографию на слой со стороны деталей. Единственное, эта “шелкография” будет черного цвета. Процесс очень прост. Если, к примеру, мы пользуемся программой Sprint Layout, то выбираем при печати слой К1 (слой со стороны деталей), распечатываем его как и для самой платы (но только в зеркальном отображении), накладываем отпечаток на сторону платы, где нет фольги (со стороны деталей), центрируем его (а на просвет протравленной платы рисунок виден прилично) и применяя способ ЛУТ переносим тонер на текстолит. Процесс – как и при переносе тонера на медь, и любуемся результатом:

После высверливания отверстий, вы реально будете видеть схему расположения деталей на плате. А самое главное, что это не только для красоты платы (хотя, как я уже говорил, красивая плата – это залог хорошей и долгой работы собранной вами схемы), а главное – для облегчения дальнейшей пайки схемы. Затраченные десять минут на нанесение “шелкографии” заметно окупаются по времени при сборке схемы. Некоторые радиолюбители, после подготовки платы к пайке и нанесения такой “шелкографии”, покрывают слой со стороны деталей лаком, тем самым защищая “шелкографию” от стирания. Хочу отметить, что тонер на текстолите держится очень хорошо, а после пайки деталей вам придется растворителем удалять остатки канифоли с платы. Попадание растворителя на “шелкографию”, покрытую лаком, приводит к появлению белого налета, при удалении которого сходит и сама “шелкография” (это хорошо видно на фотографии, именно так я и делал), поэтому, я считаю, что использовать лак не обязательно. Кстати, все надписи, контура деталей выполнены при толщине линий 0,2 мм, и как видите, все это прекрасно переноситься на текстолит.

А вот так выглядит моя плата (без перемычек и навесных деталей):

Эта плата выглядела бы намного лучше, если бы я не покрывал ее лаком. Но а вы можете как всегда поэкспериментировать, и естественно, сделать лучше. Кроме того, у меня на плате установлены два конденсатора С4, нужного номинала (0,22 мкФ) у меня не оказалось и я заменил его двумя конденсаторами номиналом 0,1 мкФ соединив их параллельно.

Продолжаем. После того, как мы припаяли все детали на плату, припаиваем две перемычки, припаиваем с помощью отрезков монтажных проводов резисторы R7 и R10, переключатель S2. Переключатель S1 пока не припаиваем а делаем перемычку из провода, соединяя выводы 10 микросхемы ICL8038 и конденсатора С3 (т.е. подключаем диапазон 0,7 – 7 кГц), подаем питание с нашего (я надеюсь собранного) лабораторного блока питания на входы микросхемных стабилизаторов около 15 вольт постоянного напряжения

Теперь мы готовы к проверке и настройке нашего генератора. Как проверить работоспособность генератора. Очень просто. Подпаиваем к к выходам Х1 (1:1) и “общий” любой обыкновенный или пьезокерамический динамик (к примеру от китайских часов в будильнике). При подключении питания мы услышим звуковой сигнал. При изменении сопротивления R10 мы услышим как изменяется тональность сигнала на выходе, а при изменении сопротивления R7 – как изменяется громкость сигнала. Если у вас этого нет, то единственная причина в неправильной пайке радиоэлементов. Обязательно пройдитесь еще раз по схеме, устраните недостатки и все будет о,кей!

Будем считать, что этот этап изготовления генератора мы прошли. Если что-то не получается, или получается, но не так, обязательно задавайте свои вопросы в комментариях или на форуме. Вместе мы решим любую проблему.

Продолжаем. Вот так выглядит плата, подготовленная к настройке:

Что мы видим на этой картинке. Питание – черный “крокодил” на общий провод, красный “крокодил” на положительный вход стабилизатора, желтый “крокодил” – на отрицательный вход стабилизатора отрицательного напряжения. Припаянные переменные сопротивления R7 и R10, а также переключатель S2. С нашего лабораторного блока питания (вот где пригодился двухполярный источник питания) мы подаем на схему напряжение около 15-16 вольт, для того, чтобы нормально работали микросхемные стабилизаторы на 12 вольт.

Подключив питание на входы стабилизаторов (15-16 вольт) с помощью тестера проверяем напряжение на выходах стабилизаторов (±12 вольт). В зависимости от используемых стабилизаторов напряжения будет отличаться от ± 12 вольт, но близки к нему. Если у вас напряжения на выходах стабилизаторов несуразные (не соответствуют тому, что надо), то причина одна – плохой контакт с “массой”. Самое интересное, что даже отсутствие надежного контакта с “землей” не мешает работе генератора на динамик.

Ну а теперь нам осталось настроить наш генератор. Настройку мы будем проводить с помощью специальной программы – виртуальный осциллограф
. В сети можно найти много программ имитирующих работу осциллографа на экране компьютера. Специально для этого занятия я проверил множество таких программ и остановил свой выбор на одной, которая, как мне кажется, наиболее лучше симулирует осциллограф – Virtins Multi-Instrument

. Данная программа имеет в своем составе несколько подпрограмм – это и осциллограф, частотомер, анализатор спектра, генератор, и кроме того имеется русский интерфейс:

Здесь вы можете скачать данную программу:

(41.7 MiB, 5,238 hits)

Программа проста в использовании, а для настройки нашего генератора потребуется лищь минимальное знание ее функций:

Для того чтобы настроить наш генератор нам необходимо подключиться к компьютеру через звуковую карту. Подсоединиться можно через линейный вход (есть не у всех компьютеров) или к разъему “микрофон” (есть на всех компьютерах). Для этого нам необходимо взять какие-либо старые, ненужные наушники от телефона или другого устройства, со штекером диаметром 3,5 мм, и разобрать их. После разборки припаиваем к штекеру два провода – как показано на фотографии:

После этого белый провод подпаиваем к “земле” а красный к контакту Х2 (1:10). Регулятор уровня сигнала R7 ставим в минимальное положение (обязательно, что-бы не спалить звуковую карту) и подключаем штекер к компьютеру. Запускаем программу, при этом в рабочем окне мы увидим две запущенные программы – осциллограф и анализатор спектра. Анализатор спектра отключаем, выбираем на верхней панели “мультиметр” и запускаем его. Появится окошко, которое будет показывать частоту нашего сигнала. С помощью резистора R10 устанавливаем частоту около 1 кГц, переключатель S2 ставим в положение “1” (синусоидальный сигнал). А затем, с помощью подстроечных резисторов R2, R4 и R5 настраиваем наш генератор. Сначала форму синусоидального сигнала резисторами R5 и R4, добиваясь на экране формы сигнала в виде синусоиды, а затем, переключив S2 в положение “3” (прямоугольный сигнал), резистором R2 добиваемся симметрии сигнала. Как это реально выглядит, вы можете посмотреть на коротком видео:

После проведенных действий и настройки генератора, припаиваем к нему переключатель S1 (предварительно удалив перемычку) и собираем всю конструкцию в готовом или самодельном (смотри занятие по сборке блока питания) корпусе.

Будем считать, что мы успешно со всем справились, и в нашем радиолюбительском хозяйстве появился новый прибор – функциональный генератор

. Оснащать его частотомером мы пока не будем (нет подходящей схемы) а будем его использовать в таком виде, учитывая, что нужную нам частоту мы можем выставить с помощью программы Virtins Multi-Instrument

. Частотомер для генератора мы будем собирать на микроконтроллере, в разделе “Микроконтроллеры”.

Следующим нашим этапом в познании и практическом претворении в жизнь радиолюбительских устройств будет сборка светомузыкальной установки на светодиодах.

При повторении данной конструкции был случай, когда не удалось добиться правильной формы прямоугольных импульсов. Почему возникла такая проблема сказать трудно, возможно из-за такой работы микросхемы. Решить проблему очень легко. Для этого необходимо применить триггер Шмитта на микросхеме К561(КР1561)ТЛ1 по нижеприведенной схеме. Данная схема позволяет преобразовывать напряжение любой формы в прямоугольные импульсы с очень хорошей формы. Схема включается в разрыв проводника, идущего от вывода 9 микросхемы, вместо конденсатора С6.

В последнее время получили широкое распространение методы цифрового синтеза частоты(DDS), причем методы реализации очень многообразны. Способ и метод реализации зависит от требований к генератору.

У меня к генератору были основные требования:
• 1. Частота в диапазоне от 0.01Гц – 50000Гц с шагом 0.01Гц
• 2. Максимальная, по возможности, линейность на протяжении всего диапазона.
• 3. Работа на низкоомную нагрузку(для проверки динамиков и УЗ магнитострикционных излучателей)
• 4. Удобство и быстрота перестройки «на горячую».
• 5. Сканирование заданного диапазона с заданным шагом (удобно для определения частоты резонанса чего угодно)
• 6. Большое количество форм сигналов, и постоянное напряжение для калибровки.
• 7. Информативность отображения.

Поскольку я часто сталкивался с написанием программ на контроллеры AVR и Microchip – я выбирал между ними… Но дешевле и функциональнее оказался AVR. По быстродействию и нужному количеству выводов подошел ATMega16. Теперь о расчетах…
F max = 16000000Hz(Частота атмеги)
15 циклов берем на изменение аккумулятора фазы, выборку из LUT и вывод.
Итого Fclk=16000000Hz/15=1066666,6667Hz
Для необходимой точности выбрал 32-битный аккумулятор фазы.
Теперь вычислим минимальный шаг:
Step(Hz)= 1066666,6667Hz/(2^32)= 0,0002483526865641276041667(Hz)
Код самого генератора:
while (1){
#asm
ADD R1,R6
ADC R2,R7
ADC R3,R8
ADC R4,R9
#endasm
PORTC=LUT_of_Signal;

При 50000Гц сигнал за период будет образовываться ~21 сменой напряжений на выходе ЦАПа.
В качестве ЦАП я выбрал обычную R-2R матрицу – она не требует стробов и 8 бит вполне удовлетворяют условиям. Т.е. (|12|+|-12|) / 2^8 = 0,09375~ 0,1V

Чтобы предотвратить ложные срабатывания от валкодера – контроллер несколько раз проверяет направления при шагах и только тогда фиксирует изменения.
Остальные параметры задаются 4-мя кнопками.

Генератор имеет возможность воспроизводить следующие формы сигналов:
• 1. Синусоида
• 2. Меандр
• 3. H-wave
• 4. Лестница симметричная
• 5. Трапеция
• 6. Пила
• 7. Прямоугольник симметричный
• 8. Лестница асимметричная
• 9. Прямоугольник асимметричный
• 10. Постоянный «+»
• 11. Постоянный «-«

Видео с работой
Так же добавил функцию сканирования заданного диапазона частот с регулируемым шагом.
Шаг устанавливается 0,01Гц-0.1Гц-1Гц-10Гц-100Гц и обратно. Для удобства отображения и простоты написания программы использовал LCD от Nokia 3310(84×48). В качестве самого валкодера использовал биполярный шаговый двигатель от старого винчестера. Все устройство и программу просимулировал в Proteus.

Аналоговая часть генератора

Поскольку ЦАП выдает сигнал однополярный а задумка была зделать именно двухполярный генератор то необходимо использовать смещение на усилителе. В качестве источника опорного напряжения я выбрал TL431. Сам усилитель я реализовал на 2-х каскадах. Для усиления нагрузочной способности я применил повторитель напряжения на микросхеме TDA2030A.

Сигнал на выходе устройства U3 повторяет по форме и амплитуде входной, но имеет большую мощность, т.е. схема может работать на низкоомную нагрузку. Повторитель использован для увеличения выходной мощности низкочастотного генератора (чтобы можно было непосредственно испытывать головки громкоговорителей или акустические системы). Полоса рабочих частот повторителя линейна от постоянного тока до 0,5…1 МГц, что более чем достаточно для генератора НЧ.

Источник питания — любой(импульсный или линейный), желательно стабилизированный с питаниями +5,+12/-12V.

О сборке

При сборке проблем особых не возникло, настройка заключается в подстройке аналоговой части симметричности и амплитуды выходного сигнала. Смещение настраивается резистором R1 и R6.Амплитуда первого каскада R5, второго R8.

В статье использованы материалы канала Ютуб Паяльник TV. В практике радиолюбителя бывают ситуации, когда необходим генератор частот. Так, например, при настройке усилителя низких частот и при конструировании импульсных источников питания. В различных интернет-магазинах можно приобрести готовые генераторы или конструкторы. Например, цифровой конструктор, генератор частот синуса, меандра и пилы. Ориентировочная стоимость такого набора от 800 до 1000 рублей. Куплен он в китайском интернет-магазине , идет под наименованием “DDS Function Signal Generator Module DIY “.

Поставляется такой набор в антистатическом пакетике. Что же у нас внутри? Итак, видим печатную плату, довольно высокого качества. Стеклотекстолит довольно толстый. На печатной плате изображены все номиналы необходимых компонентов. Дальше – пассивные компоненты, резисторы различные, непосредственно сама микросхема ATmega 16. Можно поближе её рассмотреть. Также панелька для неё. И ещё одна микросхемка восьминогая LN358. Жидкокристаллический дисплей, 16-разрядный, кажется. Штекеры для подключения выходов, разъёмы. Болтики для крепления дисплея на плату. Также стойки под болтики. Штыревые разъёмы. Ещё панелька. Переменные резисторы; один, уже можно по плате понять, для регулировки амплитуды; второй… разберёмся, для чего. И микропереключатели. Ещё один переменный резистор. К сожалению, в комплекте не хватает, а может, производитель просто решил, что радиолюбитель не нуждается в подробной инструкции…

Сборка конструктора генератора сигналов.

Собственно говоря, нет подробной инструкции, как собирать, как запускать, как пользоваться, и прочее. Но попробуем сами разобраться. В сборке, я думаю, проблем не будет, так как все номиналы подписаны. Также у конструктора нет никакого наименования, кроме как названия «DDS сигнал генератор», и некоторые маркировки TB207809. Не знаю, что это такое, номер модели или сама маркировка нашего конструктора. Не имею понятия.

Давайте приступим к пайке компонентов. Начнём с пассивных. С резисторов. Проверим номиналы их. Это резисторы на 10 кОм, это на, видимо, кОм. С большим разбросом… Да, это на 20 кОм. Как видно по плате, у нас очень много одинаковых резисторов. Вот ряд из 10-килоомных, вот ряд из 20. Проблем с пайкой не будет. Начнём с 10-килоомных. Теперь впаяем 20-килоомные резисторы. Для надёжности также можно пропаять все резисторы с лицевой стороны дорожки. Так как все отверстия металлизированы, если вы вдруг где-то что-то не пропаяли, можно здесь эту проблему компенсировать. Паяем оставшиеся резисторы, предварительно проверив номинал. Это резистор на 100 Ом, вот он на плате. Итак, все постоянные резисторы на плате запаяны.

Теперь впаяем конденсаторы, их у нас не так много. Кажется, всего 4 штучки… Так и есть. Итак, первый конденсатор, маркировка 104 – это 100 нФ. Также два конденсатора, мелких оранжевых, на 22 пФ. Они находятся справа и слева от кварцевого резонатора. Итак, все конденсаторы впаяны.

Теперь впаяем наш кварц, он на 16 МГц. Стоит между двумя конденсаторами на 22 пФ. Полярность не важно какая. Ставим его ровненько, здесь подогнём ножки. Кварцевый резонатор впаян.

Теперь впаяем панельки под микросхемы. Их у нас две. Начнём с большой. Одна панелька впаяна. Теперь впаяем маленькую панельку, LM358. Теперь впаяем два штыревых разъёмов на плате. Один из них – разъём «мама», он входит в плату в натяг в отверстие, поэтому его нигде фиксировать не нужно. И второй разъём – «папа», это входной разъём по питанию. Он тоже входит внатяг, фиксировать ничего не нужно.

Теперь можно впаять наши кнопочки, или микропереключатели, кому как удобнее. Они тоже втыкаются в натяг. Всё переключается, всё прекрасно. Теперь впаяем три переменных резистора. Один у нас с маркировкой 102, это значит 10 и ещё два нолика, то есть 1 кОм. Он встанет вот на это место. Встаёт не совсем в натяг, поэтому придётся его придерживать. И первую пайку сделать немножко неаккуратно. Осталось впаять на этой плате два разъёма выходного сигнала. После пайки они держатся очень-очень крепко. Для того, чтобы микросхема плотно встала в свою панельку, нужно немножко подогнуть конденсаторы на 22 пФ, вот так. Теперь микросхемка встанет точно. Ключ должен располагаться, как по маркировке нарисовано. Теперь вставим вторую микросхемку. Также вставляем в соответствии с маркировкой. Ключ должен располагаться снизу. Вот так. Микросхема вставлена. Теперь можно впаять штыревой разъём на печатную плату дисплея. Предварительно нужно зафиксировать штыревой разъём, и выровнять его, чтобы вставал не криво. Для этого припаяем одну ножку. Так. С этой стороны тоже желательно. Смотрим, как он встал. Встаёт ровненько. Можно впаивать теперь полностью его. Теперь, для того, чтобы дисплей находился на своём месте, необходимо поставить стойки под болтики. Они устанавливаются в два места сюда и, соответственно, вот сюда. Для этого нам понадобится отвёрточка, можно крестовую, можно плоскую. Удобнее всё-таки крестовую. И следующим образом делаем ставим болтик, ставим стоечку, закручиваем. Одна. Вторая. Вот так.

Теперь устанавливаем наш дисплей точно на свою позицию, то есть совмещаем отверстия, штыревой разъём «мама-папа», и втыкаем его сюда. Таким образом, наш дисплей должен находиться чуть-чуть выше микросхемы. Чуть-чуть выше нашего микроконтроллера, чтобы он не касался его. И вкручиваем два болтика стойки. Вот так. На этом сборку нашего генератора можно считать завершённой. Итак, перед тем, как тестировать наш генератор, настоятельно рекомендую вам промыть плату от остатков флюса, на всякий случай. Для того, чтобы запустить генератор, ему необходимо три напряжения. То есть, это 5 В, +12 В, -12 В, и, соответственно, земляной. Для этого можно собрать блок питания на двух трансформаторах, и сделать двуполярный выход, а по плюсовому плечу сделать стабилизацию на 5 В. Либо можно взять блок питания от компьютера, у него уже имеется выход и 5 В, и 12 В, и -12 В. Для того, чтобы его запустить, достаточно зелёный и чёрный провод закоротить перемычкой. Я воспользуюсь как раз блоком питания от компьютера. Отвёл от него уже необходимые провода. Синий – это -12 В, чёрный – земляной, жёлтый +12 В, и красный +5 В. Втыкаем его в наш штыревой разъём каким-то образом…

Теперь можно включить наш блок питания в сеть. Итак, видим, что у нас загорелся экран. Ничего больше пока не видим. Но не пугайтесь, это не значит, что вы неправильно собрали. На сайте производителя я всё-таки нашёл необходимые инструкции по регулировке, и для того, чтобы у нас что-то начало показывать, нужно отрегулировать этот маленький переменный резистор 10 кОм. Крутим его в разных направлениях, и смотрим, что на экране появляется. То есть, крутим его вот так, против часовой стрелки, – у нас не происходит ничего. Крутим по часовой стрелке, и видим, что у нас начинают прорисовываться буковки. Ещё сильнее – у нас пиксели все начинают гореть. Отрегулируем так, чтобы был чистый текст. Вот так. Видим текст, надпись синусоиды SIN, 30 Гц, выключено. И для того, чтобы ещё лучше видеть, снимем защитную плёночку. Вот так. Теперь видим, что наш генератор окончательно заработал.

Тест режимов работы генератора после сборки.

Смотрим, какие у него есть режимы работы. Щёлкаем вниз, кнопочка DOWN. Здесь надпись SQUARE, это значит «прямоугольник». TRIANGLE, это значит «треугольник». SAWTOOTH, это значит «пила». REW SAWTOOTH, это «обратная пила». ECG, это один из видов сигнала тоже. И шаг частоты. А также есть шум, и высокочастотный сигнал. Влево-вправо мы меняем частоту нашу. Если зажать, он начнёт быстро менять. Кнопочкой «START» мы запускаем его. Кнопочкой «RESET» мы сбрасываем наши настройки. Можем изменять шаг частоты от 10 Гц… от 1 Гц, дальше 100, дальше 1000, дальше 10 000. То есть, допустим, выберем шаг 1 Гц. Выберем синусоиду. И можем менять по одному герцу сигнал. Не всегда будет удобно, это удобно только на низких частотах. Выберем, допустим, шаг 1000, выберем синусоиду, и посмотрим, какая максимальная. Итак, видим, что максимальная генерируемая частота обычным DDS выходом, это 65535 Гц на всех видах сигналов. То есть, смотрим, на прямоугольнике то же самое, прибавить не можем. Это закономерно, так на всех частотах. А минимальная частота, соответственно… Давайте посмотрим. Видим, от нуля. От нуля, и далее пошло, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7… И так далее. Ну что ж. Наш генератор заработал.

Забыл сказать, что включение можете производить с любым положением резисторов переменных, это никак не отразится. Кроме, соответственно, этого, а этот вы подрегулируете когда включите. Теперь перейдём к проверке непосредственно качества сигнала нашего. Для тестов мне понадобится ноутбук с осциллографом USB, и осциллографический пробник вот такой, чтобы подключать его к осциллографу и генератору одновременно. Подключим сперва к DDS выходу, то есть, к выходу с низкочастотным сигналом. Поставим частому синуса от 1 Гц, и попробуем включить. Пока ничего… А ничего, потому что мы не подключили осциллограф. Видим, что у нас что-то появилось. Изменим развёртку осциллографа на, допустим, 200 мс. Вот. Видим синусоиду, низкочастотную очень. Частота по осциллографу 0, 95 Гц. Для хороших тестов прибавим немножко частоту. Допустим, 20 Гц. Теперь изменим развёртку снова на 10 мс. Видим очень чистую синусоиду частотой 19, 9 Гц. Попробуем поменять амплитуду сигнала. Касаться до платы лучше не нужно с обратной стороны, происходят такие нехорошие помехи. Поэтому касаться не будем. Как видим, амплитуда очень хорошо регулируется у нас вплоть от нуля и до… Амплитуда сигнала 18, 8, то есть, от нижнего пика до верхнего пика 18, 8 В. Соответственно, от нуля и до верхнего пика у нас получается чуть меньше 10 В. Для чего же нам нужен второй резистор переменный? Посмотрим. Синусоида поползла, скажем так, вверх. А теперь поползла вниз. Так вот, для чего же он нужен? Этот резистор у нас изменяет смещение сигнала. То есть, если нам нужна синусоида от нуля до какого-то значения напряжения, мы просто перетаскиваем её вверх, уменьшаем амплитуду сигнала, и вот у нас синусоида от нуля до 10 В. А если нам нужна синусоида переменная, то есть, от напряжения питания до минус напряжения питания, мы ползунок вращаем в другую сторону, потенциометр. Вот так вот. Меняем значение амплитуды у напряжения. И как видим, у нас синусоида от -9 до +9 В. То же самое со всеми остальными. Выберем, допустим, прямоугольник. Видим прямоугольник переменный, то есть, он также от минус напряжения питания до плюс, от -10 до +10 В. Изменяя ползунок, изменяя его положение, мы меняем нижнюю составляющую нашего сигнала. То есть, сейчас у нас прямоугольник чисто импульсный, от нуля до напряжения питания. Или же наоборот, от нуля до минус напряжения питания. Синхронизацию нужно поставить… Давайте прибавим немножко частоты, чтобы у нас быстрее всё шло. То есть, выберем сейчас шаг, FREQUENCU STEP, 100 Гц, допустим. Вот так. Так будет замечательно, 500 Гц. Включаем, видим 500 Гц прямоугольник, изменим развёртку. Фронт спад довольно пологий почему-то здесь, на 500 Гц. Посмотрим, что будет происходить на дальнейших частотах, поэтому пока не будем задаваться… Ставим развёртку пока 200… Нет, 1 мс. Выставим переменное положение, как-то так… Вот у нас прямоугольник, меняется у нас амплитуда. Выберем теперь дальше что у нас идёт… Треугольник. Смотрим треугольник то же самое, амплитуда спокойно у нас меняется, без всяких проблем. То же самое меняется и положение его относительно нуля. Вот можем видеть. Выставим обратно теперь. Далее у нас идёт пила. Смотрим на пилу. То же самое, всё прекрасно меняется, и туда, и сюда. И амплитудка также у неё меняется. Всё прекрасно. Хороший качественный сигнал. Дальше идёт обратная пила. Так же, амплитуда, положение относительно нуля. Дальше идёт ECG сигнал, такой он вид имеет. И также у него меняется положение относительно нуля, и амплитуда. Последний у нас идёт шум. У шума также у нас меняется положение относительно нуля, и также меняется амплитуда. Это мы проверяли низкие частоты. Теперь шаг изменим, пускай 10 000 будет. Поставим самую высокую частоту, практически самую высокую. Запускаем. Ух ты, что это? Очень печально, на самом деле. Прямоугольника здесь соответственно никакого нет. Хорошо, поставим частому в два раза меньшую. SQUARE… Пускай будет 25 кГц. должен быть прямоугольник, но у нас почему-то треугольник здесь. Почему-то у нас здесь треугольник. Интересно… А если менять амплитуду? Теперь у нас какая-то двухполупериодная выпрямленная синусоида какая-то получается. Прямоугольника здесь также нет. Хорошо… Ещё уменьшим частоту. Допустим, до 15 кГц. Вот уже хотя бы внешний вид какой-то есть. Вот так вот. Да, не совсем радужно всё, как я думал. Какие-то у нас полки дед-тайма появляются, эти вот. Откуда они – неизвестно. Ну что ж. До 5 кГц, в принципе, ещё юзабельный наш генератор, а после, судя по всему, уже видим, траектория у нас очень пологая. Я собирал генератор на обыкновенной логике, и она вплоть до 0 кГц выдавала стабильный прямоугольник, в отличие от этого. Посмотрим, как пила себя ведёт на таких же частотах… Не пила, а треугольник. С треугольником у нас проблем особо нет, то же самое, всё регулируется. Всё хорошо. А, допустим, пила? Спад очень пологий стал, нерезкий. Характеристики сильно меняются. И то же самое у обратной пилы. ECG, тут тоже непонятное что-то. Какие-то пирамиды Хеопса. И шум… Какой-то набор гармоник из прямоугольников. Тоже, судя по всему, уже плохо используемый… Ну что можно сказать? До 5 кГц ещё генератор справляется со своей задачей почти хорошо. То есть, на низких частотах до 500 Гц всё прекрасно, после начинаются уже какие-то уходы параметров, более пологие траектории. И от 5 кГц и выше очень сильное изменение характеристик, и на самой высокой частоте 65 кГц происходит какая-то ерунда, если откровенно. Совершенно невозможно использовать такой синус и остальные виды сигнала. Ну что ж, нужно посмотреть, что у нас с высокочастотным выходом. Переключаемся на HIGH-SPEED OUT. Здесь выбираем HIGH-SPEED. И посмотрим. Развёртку сразу поменяем до 100 нс. И посмотрим, что у нас получится. Видите, регулировка здесь уже… Положением уровней ничего не меняется. Соответственно, это уже совсем другой выход. Это выход непосредственно с микросхемы. Непосредственно с микроконтроллера. Видим здесь прямоугольник, довольно-таки хороший причём. То есть, то, что было на 65 кГц, невозможно даже сравнить с этим. Здесь уже очень качественный такой мегагерцовый прямоуголиничек. Чуть-чуть похуже у меня как раз выдавал сигнал на логике. Единственное что, амплитуда здесь, смотрю, не меняется. Сигнал стабильный будет амплитудой 5 В. Теперь посмотрим, что же будет, когда мы увеличим частоту, то есть поставим, допустим, 2 МГц. Включаем. Прямоугольник почти хороший. Амплитуда также не поменялась, 5 В осталась. Смотрим дальше. 4 МГц. На 4 МГц уже прямоугольник больше походит на синус; хотя у него осталась небольшая постоянная составляющая, но уже немножко не то. Очень пологий фронт и спад получаются. И амплитуда, кстати, тоже не поменялась, 5 В. И смотрим на 8 МГц. Амплитуда поменялась, 4, 5 В, и здесь у нас уже не прямоугольник, а явный синус. Увеличивая развёртку, видим уже явно здесь что-то похожее на синус. В розетке как раз такой синус, только 50 Гц. Такие же у него кривые характеристики. Не знаю, в какой аппаратуре можно использовать такой синус. Ну что ж, 1 и 2 МГц вполне юзабельные. Выключаем.

Выводы.

Что можно сказать в целом? В целом, наборчик неплохой. Процентов на 50 оправдал ожидания. Но, конечно, сильное изменение характеристик от 5 кГц – очень плохо. Не ожидал я, что будет такой плохой сигнал выдавать. Но до 5 кГц вполне можно использовать. Допустим, для тестов усилителей низкой частоты, звуковой частоты, вполне можно использовать этот набор. На 40 кГц, то есть, это частоты работы импульсных преобразователей, где-то от 25 и до 100 кГц, здесь уже ловить нечего, тут уже никакой хороший сигнал не получишь. На той же самой TL494 ШИМ контроллере сигнал получается в разы лучше. Также хочется дополнить, что производитель всё-таки сделал описание своего набора на сайте, который будет размещён в описании к видео. Здесь есть расположение компонентов всех, настройка переменного резистора для нормальной работы дисплея, шаги частот, принципиальная работа, принципиальная схема для нашего генератора, и также сама принципиальная схема.

Этот проект — качественный и универсальный функциональный генератор, который несмотря на некоторую сложность схемы, по крайней мере в сравнении с более простыми , 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

Уже давно пользуюсь генератором сигналов UDB1005S
, построенном по DDS
технологии, куплен он был на али за 30$.

Теперь давайте рассмотрим основные особенности.

Аналоговый выход:

• Форма выходного сигнала: синусоидальный, прямоугольный, пилообразный
• Амплитуда выходного сигнала ≤9Vp-p(без нагрузки)
• Выходное сопротивление 50Ω±10%
• Смещение по постоянному напряжению ±2.5V(без нагрузки)
• Частотный диапазон

  0.01Hz~2MHz(UDB1002S)
  0.01Hz~5MHz(UDB1005S)
  0.01Hz~8MHz(UDB1008S)

• Точность частоты ±5×10－6
• Стабильность частоты ±1×10－6
• Время нарастания и спада прямоугольного сигнала ≤100ns
• Коэффициент заполнения прямоугольного сигнала 1%-99%

TTL выход:

• Частотный диапазон

  0.01Hz~2MHz(UDB1002S)
  0.01Hz ~5MHz(UDB1005S)
  0.01Hz ~8MHz(UDB1008S)

• Амплитуда >3Vp-p
• Нагрузочная способность >20TTL

Функция счётчика:

• Диапазон счётчика импульсов 0~4294967295
• Диапазон частотомера 1Hz~60MHz
• Диапазон входных напряжений 0.5Vp-p~20Vp-p

Генератор качающей частоты
(sweep_mode
):

• Частотный диапазон fM1~fM2 (частоты предварительно устанавливаются)
• Временной диапазон 1s~99s

Дополнительная возможность:
сохранять и загружать конфигурации M0~M9
(по умолчанию M0)

Что касается генератора качающей частоты
, для его настройки необходимо задать два значения частоты и время, за которое частота генератора изменится от fM1 до fM2
. Это очень удобно если надо узнать как реагирует схема на разные частоты, например, с помощью генератора качающей частоты можно легко найти резонансную частоту контура с неизвестными элементами. Для этого через последовательно включённый резистор номиналом несколько сотен Ом подключаем генератор к контуру, а щупом осциллографа к выводам контура. Если контур последовательный, то на резонансной частоте амплитуда колебаний будет максимальна, а если параллельный — минимальна. Фиксируя амплитуду на экране осциллографа можно узнать резонансную частоту контура.

Но не буду отходить от темы, ниже приведу несколько осциллограмм для разных видов колебаний и разных частот.
Синус 1КHz

Синус 10КHz

Синус 100КHz

Синус 1МHz

Синус 5МHz

Пила 1КHz

Пила 10КHz

Пила 100КHz

Пила 1МHz

Пила 5МHz

Еще можно изменять наклон пилы

Меандр 1КHz

Меандр 10КHz

Меандр 100КHz

Меандр 1МHz

Меандр 5МHz

Меандр 100KHz с TTL выхода

Меандр 1МHz с TTL выхода

Меандр 5МHz с TTL выхода

На осциллограммах видно, что стабильность частоты сильно отличается от заявленной, также хотелось отметить, что если частота прямоугольного сигнала превышает 1MHz, сигнал начинает сильно дрожать.
Сигнал для проверки частотомера взял с калибратора осциллографа, по паспортным данным на его выходе должен быть меандр с частотой 1KHz, частотомер показал ровно 1KHz. Режим счётчика импульсов не тестировал.

Всё вышеперечисленное можно отнести к плюсам, ну а чего можно хотеть от генератора сигналов за 30$? А теперь минусы, их всего два за то какие…..
В общем, в этом генераторе присутствует импульсная система питания, которая очень шумит. На осциллограмме ниже видно, что происходит на выходе генератора в отсутсвие сигнала.

но это мелочь по сравнению с регулировкой амплитуды, при вращении ручки регулировки амплитуды, последняя изменяется скачками, поэтому выставить нужную амплитуду с погрешность 100mV очень сложно
.

Быстрый поиск на ютубе по запросу «генератор сигналов с али» показал, что генератора сигналов, у которого можно точно выставить амплитуду стоит, гораздо дороже, поэтому по соотношению цена-возможности этот генератор вне конкуренции.
Генератор покупал .

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

Доброго дня уважаемые радиолюбители! На сегодняшнем занятии в Школе начинающего радиолюбителя мы закончим собирать функциональный генератор. Сегодня мы соберем печатную плату, припаяем все навесные детали, проверим работоспособность генератора и проведем его настройку с помощью специальной программы.

И так, представляю вам окончательный вариант моей печатной платы выполненной в программе, которую мы рассматривали на втором занятии –  Sprint Layout:

Если вы не смогли сделать свой вариант платы (что-то не получилось, или было просто лень, к сожалению), то можете воспользоваться моим “шедевром”. Плата получилась размером 9х5,5 см и содержит две перемычки (две линии синего цвета). Здесь вы можете скачать этот вариант платы в формате Sprint Laiout^

  Печатная плата генератора (63.6 KiB, 4,001 hits)

После применения лазерно-утюжной технологии и травления, получилась такая заготовка:

Дорожки на этой плате выполнены шириной 0,8 мм, почти все контактные площадки диаметром 1,5 мм и почти все отверстия – сверлом 0,7 мм. Я думаю, что вам будет не очень сложно разобраться в этой плате, и так-же, в зависимости от используемых деталей (особенно подстроечные сопротивления), внести свои изменения. Сразу хочу сказать, что эта плата проверенна и при правильной пайке деталей схема начинает работать сразу.

Немного о функциональности и красоте платы. Беря в руки плату, изготовленную в заводских условиях, вы наверняка замечали как она удобно подготовлена для пайки деталей – и сверху и снизу нанесена белым цветом так называемая “шелкография”, на которой сразу видны и наименование деталей и их посадочные места, что очень облегчает жизнь при пайке радиоэлементов.  Видя посадочное место радиоэлемента, никогда не ошибешься в какие отверстия его вставлять, остается только глянуть на схему, выбрать нужную деталь, вставить ее и припаять. Поэтому мы сегодня сделаем плату приближенную к заводской, т.е. нанесем шелкографию на слой со стороны деталей. Единственное, эта “шелкография” будет черного цвета. Процесс очень прост. Если, к примеру, мы пользуемся программой Sprint Layout, то выбираем при печати слой К1 (слой со стороны деталей), распечатываем его как и для самой платы (но только в зеркальном отображении), накладываем отпечаток на сторону платы, где нет фольги (со стороны деталей), центрируем его ( а на просвет протравленной платы рисунок виден прилично) и применяя способ ЛУТ переносим тонер на текстолит. Процесс – как и при переносе тонера на медь, и любуемся результатом:

После высверливания отверстий, вы реально будете видеть схему расположения деталей на плате. А самое главное, что это не только для красоты платы (хотя, как я уже говорил, красивая плата – это залог хорошей и долгой работы собранной вами схемы), а главное – для облегчения дальнейшей пайки схемы. Затраченные десять минут на нанесение “шелкографии” заметно окупаются по времени при сборке схемы. Некоторые радиолюбители, после подготовки платы к пайке и нанесения такой “шелкографии”, покрывают слой со стороны деталей лаком, тем самым защищая “шелкографию” от стирания. Хочу отметить, что тонер на текстолите держится очень хорошо, а после пайки деталей вам придется растворителем удалять остатки канифоли с платы. Попадание растворителя на “шелкографию”, покрытую лаком, приводит к появлению белого налета, при удалении которого сходит и сама “шелкография” (это хорошо видно на фотографии, именно так я и делал), поэтому, я считаю, что использовать лак не обязательно. Кстати, все надписи, контура деталей выполнены при толщине линий 0,2 мм, и как видите, все это прекрасно переноситься на текстолит.

А вот так выглядит моя плата (без перемычек и навесных деталей):

Эта плата выглядела бы намного лучше, если бы я не покрывал ее лаком. Но а вы можете как всегда поэкспериментировать, и естественно, сделать лучше. Кроме того, у меня на плате установлены два конденсатора С4, нужного номинала (0,22 мкФ) у меня не оказалось и я заменил его двумя конденсаторами номиналом 0,1 мкФ соединив их параллельно.

Продолжаем.  После того, как мы припаяли все детали на плату, припаиваем две перемычки, припаиваем с помощью отрезков монтажных проводов резисторы R7 и R10, переключатель S2. Переключатель S1 пока не припаиваем а делаем перемычку из провода, соединяя выводы 10 микросхемы ICL8038 и конденсатора С3 (т.е. подключаем диапазон 0,7 – 7 кГц), подаем питание с нашего (я надеюсь собранного) лабораторного блока питания на входы микросхемных стабилизаторов около 15 вольт постоянного напряжения

Теперь мы готовы к проверке и настройке нашего генератора. Как проверить работоспособность генератора. Очень просто. Подпаиваем к к выходам Х1 (1:1) и “общий” любой обыкновенный или  пьезокерамический динамик (к примеру от китайских часов в будильнике). При подключении питания мы услышим звуковой сигнал. При изменении сопротивления R10 мы услышим как изменяется тональность сигнала на выходе, а при изменении сопротивления R7 – как  изменяется громкость сигнала. Если у вас этого нет, то единственная причина в неправильной пайке радиоэлементов. Обязательно пройдитесь еще раз по схеме, устраните недостатки и все будет о,кей!

Будем считать, что этот этап изготовления генератора мы прошли. Если что-то не получается, или получается, но не так, обязательно задавайте свои вопросы в комментариях или на форуме. Вместе мы решим любую проблему.

Продолжаем. Вот так выглядит плата, подготовленная к настройке:

Что мы видим на этой картинке. Питание – черный “крокодил” на общий провод, красный “крокодил” на положительный вход стабилизатора, желтый “крокодил” – на отрицательный вход стабилизатора отрицательного напряжения. Припаянные переменные сопротивления R7  и R10, а также переключатель S2. С нашего лабораторного блока питания (вот где пригодился двухполярный источник питания) мы подаем на схему напряжение около 15-16 вольт, для того, чтобы нормально работали микросхемные стабилизаторы на 12 вольт.

Подключив питание на входы стабилизаторов (15-16 вольт) с помощью тестера проверяем напряжение на выходах стабилизаторов (±12 вольт). В зависимости от используемых стабилизаторов напряжения будет отличаться от ± 12 вольт, но близки к нему. Если у вас напряжения на выходах стабилизаторов несуразные (не соответствуют тому, что надо), то причина одна – плохой контакт с “массой”. Самое интересное, что даже отсутствие надежного контакта с “землей” не мешает работе генератора на динамик.

Ну а теперь нам осталось настроить наш генератор. Настройку мы будем проводить с помощью специальной программы – виртуальный осциллограф. В сети можно найти много программ имитирующих работу осциллографа на экране компьютера. Специально для этого занятия я проверил множество таких программ и остановил свой выбор на одной, которая, как мне кажется, наиболее лучше симулирует осциллограф – Virtins Multi-Instrument. Данная программа имеет в своем составе несколько подпрограмм – это и осциллограф, частотомер, анализатор спектра, генератор,  и кроме того имеется русский интерфейс:

Здесь вы можете скачать данную программу:

  Virtins Multi-Instrument (41.7 MiB, 5,718 hits)

Программа проста в использовании, а для настройки нашего генератора потребуется лищь минимальное знание ее функций:

Для того чтобы настроить наш генератор нам необходимо подключиться к компьютеру через звуковую карту. Подсоединиться можно через линейный вход (есть не у всех компьютеров) или к разъему “микрофон” (есть на всех компьютерах). Для этого нам необходимо взять какие-либо старые, ненужные наушники от телефона или другого устройства, со штекером диаметром 3,5 мм, и разобрать их. После разборки припаиваем к штекеру два провода – как показано на фотографии:

После этого белый провод подпаиваем к “земле” а красный к контакту Х2 (1:10). Регулятор уровня сигнала R7 ставим в минимальное положение (обязательно, что-бы не спалить звуковую карту) и подключаем штекер к компьютеру. Запускаем программу, при этом в рабочем окне мы увидим две запущенные программы – осциллограф и анализатор спектра. Анализатор спектра отключаем, выбираем на верхней панели “мультиметр” и запускаем его. Появится окошко, которое будет показывать частоту нашего сигнала. С помощью резистора R10 устанавливаем частоту около 1 кГц, переключатель S2 ставим в положение “1” (синусоидальный сигнал). А затем, с помощью подстроечных резисторов R2, R4 и R5 настраиваем наш генератор. Сначала форму синусоидального сигнала резисторами R5 и R4, добиваясь на экране формы сигнала в виде синусоиды, а затем, переключив S2 в положение “3” (прямоугольный сигнал), резистором R2 добиваемся симметрии сигнала. Как это реально выглядит, вы можете посмотреть на коротком видео:

После проведенных действий и настройки генератора, припаиваем к нему переключатель S1 (предварительно удалив перемычку) и собираем всю конструкцию в готовом или самодельном (смотри занятие по сборке блока питания) корпусе.

Будем считать, что мы успешно со всем справились, и в нашем радиолюбительском хозяйстве появился новый прибор – функциональный генератор. Оснащать его частотомером мы пока не будем (нет подходящей схемы) а будем его использовать в таком виде, учитывая, что нужную нам частоту мы можем выставить с помощью программы Virtins Multi-Instrument. Частотомер для генератора мы будем собирать на микроконтроллере, в разделе “Микроконтроллеры”.

Следующим нашим этапом в познании и практическом претворении в жизнь радиолюбительских устройств будет сборка светомузыкальной установки на светодиодах.

---

При повторении данной конструкции был случай, когда не удалось добиться правильной формы прямоугольных импульсов. Почему возникла такая проблема сказать трудно, возможно из-за такой работы микросхемы. Решить проблему очень легко. Для этого необходимо применить триггер Шмитта на микросхеме К561(КР1561)ТЛ1 по нижеприведенной схеме. Данная схема позволяет преобразовывать напряжение любой формы в прямоугольные импульсы с очень хорошей формы. Схема включается в разрыв проводника, идущего от вывода 9 микросхемы, вместо конденсатора С6.

---

---

Страницы: 1 2 3

В последнее время получили широкое распространение методы цифрового синтеза частоты(DDS), причем методы реализации очень многообразны. Способ и метод реализации зависит от требований к генератору.

У меня к генератору были основные требования:
• 1. Частота в диапазоне от 0.01Гц – 50000Гц с шагом 0.01Гц
• 2. Максимальная, по возможности, линейность на протяжении всего диапазона.
• 3. Работа на низкоомную нагрузку(для проверки динамиков и УЗ магнитострикционных излучателей)
• 4. Удобство и быстрота перестройки «на горячую».
• 5. Сканирование заданного диапазона с заданным шагом (удобно для определения частоты резонанса чего угодно)
• 6. Большое количество форм сигналов, и постоянное напряжение для калибровки.
• 7. Информативность отображения.

Поскольку я часто сталкивался с написанием программ на контроллеры AVR и Microchip – я выбирал между ними… Но дешевле и функциональнее оказался AVR. По быстродействию и нужному количеству выводов подошел ATMega16. Теперь о расчетах…
F max = 16000000Hz(Частота атмеги)
15 циклов берем на изменение аккумулятора фазы, выборку из LUT и вывод.
Итого Fclk=16000000Hz/15=1066666,6667Hz
Для необходимой точности выбрал 32-битный аккумулятор фазы.
Теперь вычислим минимальный шаг:
Step(Hz)= 1066666,6667Hz/(2^32)= 0,0002483526865641276041667(Hz)
Код самого генератора:
while (1){
#asm
ADD R1,R6
ADC R2,R7
ADC R3,R8
ADC R4,R9
#endasm
PORTC=LUT_of_Signal;

При 50000Гц сигнал за период будет образовываться ~21 сменой напряжений на выходе ЦАПа.
В качестве ЦАП я выбрал обычную R-2R матрицу – она не требует стробов и 8 бит вполне удовлетворяют условиям. Т.е. (|12|+|-12|) / 2^8 = 0,09375~ 0,1V

Чтобы предотвратить ложные срабатывания от валкодера – контроллер несколько раз проверяет направления при шагах и только тогда фиксирует изменения.
Остальные параметры задаются 4-мя кнопками.

Генератор имеет возможность воспроизводить следующие формы сигналов:
• 1. Синусоида
• 2. Меандр
• 3. H-wave
• 4. Лестница симметричная
• 5. Трапеция
• 6. Пила
• 7. Прямоугольник симметричный
• 8. Лестница асимметричная
• 9. Прямоугольник асимметричный
• 10. Постоянный «+»
• 11. Постоянный «-«

Видео с работой
Так же добавил функцию сканирования заданного диапазона частот с регулируемым шагом.
Шаг устанавливается 0,01Гц-0.1Гц-1Гц-10Гц-100Гц и обратно. Для удобства отображения и простоты написания программы использовал LCD от Nokia 3310(84×48). В качестве самого валкодера использовал биполярный шаговый двигатель от старого винчестера. Все устройство и программу просимулировал в Proteus.

Аналоговая часть генератора

Поскольку ЦАП выдает сигнал однополярный а задумка была зделать именно двухполярный генератор то необходимо использовать смещение на усилителе. В качестве источника опорного напряжения я выбрал TL431. Сам усилитель я реализовал на 2-х каскадах. Для усиления нагрузочной способности я применил повторитель напряжения на микросхеме TDA2030A.

Сигнал на выходе устройства U3 повторяет по форме и амплитуде входной, но имеет большую мощность, т.е. схема может работать на низкоомную нагрузку. Повторитель использован для увеличения выходной мощности низкочастотного генератора (чтобы можно было непосредственно испытывать головки громкоговорителей или акустические системы). Полоса рабочих частот повторителя линейна от постоянного тока до 0,5…1 МГц, что более чем достаточно для генератора НЧ.

Источник питания — любой(импульсный или линейный), желательно стабилизированный с питаниями +5,+12/-12V.

О сборке

При сборке проблем особых не возникло, настройка заключается в подстройке аналоговой части симметричности и амплитуды выходного сигнала. Смещение настраивается резистором R1 и R6.Амплитуда первого каскада R5, второго R8.

Всем доброго времени суток!
Сегодня хочу представить вниманию читателей обзор генератора сигналов произвольной формы JDS6600.
Данная модель генератора способна выводить информацию на цветной TTF дисплей 2,4 inch, выдавать сигнал на два независимых канала частотой до 15 МГц синусоидальной, прямоугольной, треугольной формы и частотой до 6МГц сигналов CMOS/TTL логики, импульсов и сигналов произвольной формы с размахом от 0 до 20 Вольт, имеет вход для измерения частоты, периода, длительности, скважности. Прибор позволяет изменять фазу сигнала от 0 до 359,9 градусов с шагом в 0,1 градуса, смещать сигнал от -9,99 до + 9,99 Вольт (в зависимости от амплитуды сигнала). В памяти генератора прописаны 17 стандартных сигналов, а так же имеется возможность редактировать (создавать/рисовать) необходимую форму сигнала и записывать в 60 ячеек памяти.
Генератор много чего может и, как радиогубитель средней руки, вряд ли всем буду пользоваться.
В линейке генераторов JDS6600 пять модификаций прибора с диапазонами частот – 15 МГц, 30 МГц, 40 МГц, 50 МГц и 60 МГц. В обзоре младшая модель – 15 МГц.
За подробностями приглашаю под кат (много фото).
Начну, пожалуй, не с красивых картинок, а с фотографии, которая дает представление о настольном или полочном рабочем позиционировании генератора с указанием габаритных размеров и таблицы с характеристиками всей линейки генераторов серии JDS6600. Таблица взята из мануала.

Мануал на русском языке можно изучить и .
Габаритные размеры в мануале немно другие, но один-два миллиметра роли не играют.
Приехал прибор в неказистой коробке, которую почта/таможня слегка повредила, но к содержимому отнеслись с почтением – все цело и ничего не потеряли.

Комплект состоит из генератора, блока питания 5 Вольт 2 Ампера с заграничной вилкой, весьма приличного сетевого переходника, диска с ПО, кабеля для подключения к ПК и двух шнуров BNS-крокодилы. Генератор был замотан в пупырку, а все остальные составляющие упакованы в индивидуальные пакеты.

Подключение по USB в качестве источника питания тут не предполагается и потому БП с обычным штекером 2,1*5,5*10 мм. Но позже мы попробуем запитать генератор от другого БП, чтобы выяснить ток потребления на случай питания от Powerank.

Кабель USB тип A — USB тип B для подключения генератора к ПК длиной 1,55 метра.

Шнуры BNS-крокодилы длиной 1,1 метра, с гибкими проводами, припаянными к крокодилам.

Ну, и собственно, виновник обзора в разных ракурсах.
На передней панели расположились кнопка вкл/выкл, экран, ряд серых кнопок справа от него для управления параметрами сигнала, выбора режимов измерений и модуляции, кнопка WAVE выбора вида генерируемого сигнала, MOD активации режима модуляции, SYS системных установок, MEAS выбора режима измерений, стрелки выбора разряда значения частоты и т.д., кнопка ОК для подтверждения кучи всего и включения/отключения двух каналов, СН1/2 кнопки включения/выключения каждого канала, энкодер, измерительный вход и выходы двух каналов.
На тыльной стороне TTL коннектор, разъемы USB и питания, наклейка с наименованием модели и модификации 15М (15МГц), вентиляционные отверстия.

На боковых гранях кроме вентиляционных щелей ничего интересного. Верхняя крышка глухая.

Снизу четыре пластиковые черные ножки, к сожалению скользящие по столу, и откидывающаяся подставка для удобства.

Ножки потом, пожалуй, заменю нескользящими.
Вес генератора 542 грамма и большую часть видимо весит сам корпус.
Заглянем внутрь. Для этого откручиваем четыре длинных самореза снизу, отщелкиваем пластиковой картой переднюю панель, снимаем верхнюю часть корпуса и перед нами внутренний мир генератора.

Как и предполагал, места внутри предостаточно. Блок питания легко бы мог поместиться внутри корпуса, но видимо на его внешний вариант есть свои причины.
Платы соединены шлейфом, разъемы которого плотно сидят в гнездах.
Плата генератора чистая, будто и не пачкали флюсом.

При первом приближении на плате видим, что компонентов довольно много. Из выдающихся – чип мозговой деятельности фирмы Lattice, релюшки Omron, небольшой радиатор, логотип, наименование производителя и модели с ревизией – JDS6600Rev.11. Номер ревизии дает основание полагать, что производитель основательно занимается моделью, постоянно ее совершенствуя.

Заранее извиняюсь, что в этот раз не приведу даташиты на все ключевые элементы, но все их покажу ближе.
За мозговую деятельность отвечает программируемый чип
.

Остальное уберу под спойлер.

Чуть подробнее остановлюсь на компонентах скрытых под радиатором. Это пара высокоскоростных усилителей .

Радиатором их накрыли без термопасты, может и не критично, но при сборке ее добавил.
Плата управления вмещает куда меньше элементов. Следы флюса только в местах ручной пайки кнопки вкл/выкл, энкодера, шлейфа дисплея и разъема.

Кнопки тут вполне себе механические и должны служить долго.

Сразу после загрузки на экране появляется информация о предустановленных сигналах подаваемых на оба выхода генератора. Об активности выходов генератора свидетельствует надпись ON на экране и свечение зеленых светодиодов над разъемами выходов. Выключить оба выхода сразу можно нажатием кнопки ОК или по отдельности каждый канал кнопками СН1/2.
Информация о параметрах сигналов на каналах идентична для первого (верхнего) и второго (нижнего) каналов за исключением изображения формы сигнала.

В целом на освоение генератора уходит не так уж много времени, назначение и смысл кнопок интуитивно понятно. Описать словами так, чтобы было понятно читателям сложнее, чем пользоваться в реальности. Посему воспользуемся картинками из манула.
Еще раз о назначении органов управления, отображения информации.

Суть отображаемой информации и кнопок справа от экрана.

После включения на двух выходах по умолчанию присутствует синусоидальный сигнал частотой 10 кГц, размахом 5 Вольт, заполнением 50%, смещением 0 Вольт и фазовым сдвигом между каналами 0 градусов. Серыми кнопками справа эти параметры меняются и рассказывать тут особо нечего. Выбрали нужный параметр, далее кнопками со стрелками выбрали разряд изменяемого параметра и энкодером меняем значение.
Наибольший интерес вызывают кнопки WAVE выбора вида генерируемого сигнала, MOD активации режима модуляции, SYS системных установок, MEAS выбора режима измерений.
При нажатии на кнопку WAVE на экране появляется следующее изображение и становится доступен выбор формы сигнала.

К серым кнопкам привязаны 4 основных сигнала (синусоида, меандр, импульс, треугольник) и произвольная форма, прописанная в первой ячейке памяти, зарезервированной для этого.
Гораздо большее количество сигналов можно выбрать, вращая ручку энкодера. Этот способ дает возможность выбрать:
17 предустановленных сигналов – Sine, Sguare, Pulse, Triangle, PartialSine, CMOS, DC, Half-Wave, Full-Wave, Pos-Ladder, Neg-Ladder, Noise, Exp-Rise, Exp-Decay, Multi-Tone, Sinc, Lorenz
и 15 произвольных сигналов Arbitrary. С завода эти 15 ячеек пустые, в них ничего не записано – на выходе 0 Вольт, 0 Герц. Их заполнение рассмотрим после установки ПО.
В мануале идет речь о амплитуде сигнала и ее регулировке от 0 до 20 Вольт. На самом деле о регулировке амплитуды можно говорить только для отдельных сигналов, в основном речь идет о размахе.

Синусоида размахом 5В (на генераторе ampl 5V, осциллограф показывает значение размаха, хоть и пишет про амплитуду).

Меандр 5В (на генераторе ampl 5V, осциллограф показывает значение размаха, но пишет про амплитуду).

Разницы между Sguare и Pulse на осциллограмме не заметил. Как был меандр, так и остается при переключении, поэтому скрин не выкладываю.
Исправлено благодаря

qu1ck
До тех пор не видно разницы пока не начнешь менять коэффициент заполнения DUTY. DUTY меняется только в Pulse, в режиме меандр Sguare коэффициент заполнения меняется только на экране генератора — на осциллограмме это никак не отражается.

Треугольный сигнал (на генераторе ampl 5V, осциллограф показывает значение размаха, но пишет про амплитуду).

Следующий сигнал Partial Sine – частичный синус, но разницы с Sineна осциллограмме так же не заметил и скрин не выкладываю.
Исправлено благодаря

qu1ck
Здесь ситуация, как и с сигналом Pulse, изменяем коэффициент заполнения и получаем изменения синусоиды. DUTY меняется только в Partial Sine, в режиме Sine коэффициент заполнения меняется только на экране генератора — на осциллограмме это никак не отражается.

Следующий сигнал CMOS.Здесь размах/амплитуда регулируется от 0,5 до 10 Вольт, несмотря на то что ручкой энкодера на экране выставляется до 20 Вольт.

Следующим идет сигнал DC, но на осциллограмме тишина.

Далее сигнал Half-Wave вот тут как раз мы видим амплитуду. Для сравнения на втором канале установил синусоиду. Хоть на генераторе указана амплитуда 5 вольт и осциллограф пишет ampl, но мы видим, что как раз измеряется размах синусоиды и амплитуда Half-Wave.

На Full-Wave так же видим измерение амплитуды и, при установленной частоте на генераторе 10 кГц, 20 кГц по осциллограмме.

Сигналы Pos-Ladder и Neg-Ladder задал на первом и втором каналах, соответственно. Снова видим размах.

Шумы на обоих каналах шумят независимо друг от друга с разными параметрами.

Снова для наглядности и экономии времени читателей сигналы Exp-Rise и Exp-Decay на разных каналах.

По той же схеме Multi-Tone и Sinc.

Сигналы Lorenz.

Что можно сказать исходя из вышеприведенных скринов предустановленных сигналов?
1. Есть треугольник, но нет пилы;
2. Измеряемая амплитуда/размах на разных сигналах даже на двух каналах одновременно отличается от установленных на генераторе 5 Вольт.
3. Не заметил разницы между Sguare и Pulse, Partial Sine и Sine

Следующая полезная функция прибора – функция измерения/счетчика. Прибор позволяет измерять сигнал частотой до 100 МГц. Активируется функция кнопкой Meas. Переключение между измерениями и счетчиком можно сделать тремя способами – кнопкой Funk, кнопками со стрелками и энкодером.

Кнопкой Coup выбираем открытый или закрытый вход, кнопкой Mode – частоту или периоды подсчета.
Обозреваемый JDS6600 позволяет измерять то, что он же и генерирует. Задаем параметры сигнала на выходе генератора и подключаем к измерительному входу.

Следующая функция модуляции. Активируется кнопкой MOD. Здесь доступны три режима: генератор качающейся частоты — Sweep Frequency, генератор импульсов – Pulse Generator и генератор пачки импульсов – Burst. Режимы выбираются кнопкой Func.
Свипирование возможно на двух каналах, но не одновременно — либо первый, либо второй.

Стрелками или энкодером выбираем канал, устанавливаем начальную и конечную частоту сигнала (форму сигнала выбираем заранее в режиме Wave), линейную или логарифмическую зависимость и включаем ON.
Логарифмическая.

Линейная

Режим Pulse Generator (только первый канал).

Режим генерации пачек импульсов Burst (первый канал).

Здесь можно задать количество импульсов в пачке от 1 до 1 048 575 и выбрать режимы
Две пачки импульсов

Сто пачек импульсов

471 пачка.

Обратите внимание на изменение Vmin, Vmax с ростом количества пачек. При малом их количестве импульсы имеют отрицательную полярность, дальше картина иная. Кто может объяснить, прошу прояснить в комментариях.
Исправлено благодаря

qu1ck , который указал на ошибку в выборе режима AC coupling на осциллографе. При изменении на DC все встало на свои места, за что прошу отметиться в карме qu1ck.

В режиме Burst четыре вида синхронизации (Как я понял. Если ошибаюсь поправьте) – от второго канала генератора – CH2 Trig, внешняя синхронизация – Ext.Trig (AC) и Ext.Trig (DC) и Manual Trig – ручная.
Следующая функциональная кнопка – это кнопка SYS, открывающая доступ к установкам генератора. Возможно следовало описать эту часть в начале, но двигался по наибольшей востребованности функций.

Кроме включения/отключения звуковых сигналов при нажатии кнопок, регулировки яркости экрана, выбора языка (китайский, английский) и сброса до заводских настроек, здесь можно поменять количество отображаемых/вызываемых ячеек произвольных сигналов (с завода 15, можно установить все 60), загрузить/записать 100 ячеек памяти и синхронизировать каналы по форме сигнала, частоте, амплитуде (размаху), заполнению, смещению.

Суть 60 ячеек и 100 ячеек станет понятна чуть позже, после подключения к ПК.
Для подключения генератора к компьютеру необходимо с диска из комплекта установить ПО.
Распаковав архив, сначала нужно установить драйвер CH340Q из папки h340 drive (архив Ch340.rar), далее установить программый драйвер VISA из папки VISA (установщик setup.exe), а уже потом установщик управляющей программы из папки EnglishJDS6600 applicationSetup.exe
При подключенном к компьютеру генераторе и запуске программы необходимо выбрать виртуальный СОМ, куда подключен прибор и кликнуть кнопку Connect. Если порт выбран правильно, то увидим такую картинку.

Оболочка интерфейса представлена четырьмя вкладками – первая Configuration для соединения c ПК.
Вторая вкладка – Control Panel – панель управления генератором. Здесь все тоже самое, что и при управлении с лицевой панели прибора, но гораздо удобнее.

Все опции собраны на одном экране и привычные манипуляции мышью очень облегчают манипуляции с генератором. Кроме того, на этой вкладке одновременно с операциями над сигналами доступна синхронизация каналом, что с лицевой панели генератора нужно было делать через системные настройки генератора.
Далее вкладка Extend Function – аналог действиям кнопок MEAS и MOD на лицевой панели прибора, только на одном экране. Но есть и разница – не нашлось места в виртуальной среде для функции Pulse Generator в режиме Modulation Mode (MOD). С лицевой панели в режиме MOD доступны три функции – качения частоты, генератор импульсов и генератор пачек импульсов. С компьютера доступны только Sweep Frequency и Burst.

И последняя вкладка Arbitrary позволяет создавать свои формы сигналов и записывать их в изначально пустые ячейки памяти генератора (60 штук).

Можно начать с чистого листа, как на скрине выше, а можно взять за основу предустановленный сигнал (17 штук) и изголяться над ним, а потом записать в одну из 60 ячеек произвольных сигналов.

Для наглядности записал в ячейку памяти Arbitrary 01 такой сигнал.

И на осциллограмме видим следующее:

Здесь можно поменять амплитуду, смещение, фазу, но почему-то нельзя изменить коэффициент заполнения.
Вот теперь хочу вернуться к 60 и 100 ячейкам. Методом научного тыка и сравнений результатов вычислил, что кнопкой SYS на панели генератора можно открыть и сделать доступными до 60 ячеек произвольных сигналов (с завода 15), которые можно создать с помощью ПО и записать их в эти 60 ячеек.
Таким образом, становится доступны с панели генератора и вкладки Control Panel 17 стандартных и 60 произвольных сигналов.
Но, если и этот набор не достаточен, если какие-то сигналы Вами востребованы, а каких-то нет вообще (как, например, отсутствие прямой и обратной пил) и их нельзя создать с помощью ПО (например, из-за невозможности манипуляций с коэффициентом заполнения из программной оболочки), то новый сигнал можно создать с панели генератора, изменив любой параметр. Далее нужно в меню SYS выбрать номер ячейки от 00 до 99 (те самые 100) и кнопкой SAVE записать сигнал в эту ячейку. Теперь, когда он Вам понадобится, заходим в SYS, выбираем номер ячейки с этим сигналом и кнопкой LOAD загружаем его из памяти.
Т.е. по факту можно использовать 177 сигналов!!! 17 предустановленных + 60 произвольных + 100 загружаемых из памяти, когда это требуется.

В завершающей части обзора посмотрим, до каких частот генератор сохраняет приличные формы сигнала.
Синусоида 100 кГц 5В и 1 МГц 5В.

Синусоида 6 МГц 5В и 10 МГц 5В

Как видим, имеет место снижение размаха сигнала и оно не зависит от величины нагрузки. Без нагрузки вовсе, 1 кОм, 10 кОм, 47 кОм – снижение размаха есть всегда, но всегда в районе 0,5 Вольта.
В районе 13 МГц размах снижается на 0,7 вольт, но далее, при установленных 5 Вольтах размаха, падение не увеличивается.

Синусоида 15 МГц 10 Вольт – тут снижение размаха уже больше. Но это уже 15 МГц.

Дальше была выявлена особенность генератора JDS6600-15M – заявленная амплитуда в 20 Вольт, касается только сигналов (любой формы) частотой до 10 МГц. Ожидаемо амплитуда/размах ниже установленных значений. Щуп 1/10.

В диапазоне 10-15 МГц максимально возможная амплитуда/размах составляет 10 Вольт. Энкодером или в программе устанавливаем 20 Вольт (на экране генератора видим установленные 20 Вольт), потом частоту выше 10 МГц и показания амплитуды на экране прибора переключаются на 10 Вольт. Соответственно на выходе 10 Вольт. Такая особенность.

1МГц 5В и 6 Мгц 5 В.

6МГц 10В и 6 МГц 20В.
Здесь уже видно, что на высоких частотах меандр стремится к синусоиде, что присуще многим генераторам.

Треугольник 100 кГц 5В и 1 МГц 5В.

С повышением частоты и амплитуды форма сигнала начинает изменяться.
5 МГц 5В и 5 МГц 12В.

Формы сигналов на больших частотах далеки от идеальных, но к этому был готов. Опытным людям цена прибора многое скажет, для не искушенных пользователей материал изложил – надеюсь, он будет полезен. В описании генератора присутствует маркетинг и я, наверняка изложил, не все, что можно выжать из прибора, но основное показал. Возможно, старшие модели в линейке 6600 грешат меньше, но и стоят они дороже. Предоставленный экземпляр можно охарактеризовать как, генератор начального, бюджетного уровня для своего круга задач – ознакомление, обучение, радиолюбительство, быть может, какое-то не особо сложное и требовательное производство.
Из минусов отмечу снижение амплитуды/размаха сигнала с ростом частоты, отсутствие пил (но можно самому сгенерировать, изменив коэффициент заполнения и записав в ячейку).
Разработчику хотелось бы пожелать не увлекаться маркетингом, допилить чуть ПО.
Из плюсов все таки широкий фукнционал, возможность редактировать сигналы, записывать их в ячейки памяти, интуитивно понятное управление, два независимых канала.
В завершении замена штатного блока питания и измерение тока потребления.

Ток потребления не превышает одного Ампера и можно питать генератор от Power bank, обзаведясь соответствующим шнуром.
Если чего то не показал, то формулируйте подробный вопрос — генератор на столе, проведу опыт.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить

+14

Добавить в избранное

Обзор понравился

+42

+55

В первой части статьи рассматривается схемотехническое решение, устройство и конструкция DDS генератора (генератор с прямым цифровым синтезом формы сигнала) на микроконтроллере ATmega16 . В приборе, кроме синтеза сигнала различной формы и частоты, реализуется возможность регулировки амплитуды и смещения выходного сигнала.

Основные характеристики прибора:

• простое схемотехническое решение, доступные компоненты;
• односторонняя печатная плата;
• сетевой источник питания;
• специализированный выход частоты от 1 МГц до 8 МГц;
• DDS выход с регулировкой амплитуды и смещения;
• форма выходного DDS сигнала: синусоида, прямоугольные импульсы, пилообразные импульсы, треугольные импульсы, ЭКГ, шум;
• для отображения текущих параметров используется двухстрочный ЖК дисплей;
• пятикнопочная клавиатура;
• шаг перестройки частоты: 1, 10, 10, 1000, 10000 Гц;
• восстановление последней конфигурации при включении;
• регулировка смещения: -5 В … +5 В;
• регулировка амплитуды: 0 … 10 В;
• регулировка частоты: 0 … 65534 Гц.

За основу прибора, а точнее алгоритм работы микроконтроллера, была взята разработка DDS генератора Jesper Hansen . Предложенный алгоритм был немного переработан и адаптирован под компилятор WinAVR-GCC

Сигнальный генератор имеет два выхода: выход DDS сигнала и выход высокочастотного сигнала (1 — 8 МГц) прямоугольной формы, который может использоваться для «оживления» микроконтроллеров с неправильными установками Fuse-битов или для других целей.

Высокочастотный сигнал поступает непосредственно с микроконтроллера, с вывода OC1A (PD5). DDS сигнал формируется микроконтроллером с использованием цепочки резисторов R2R (ЦАП), регулировка смещения и амплитуды возможна благодаря использованию низкопотребляющего операционного усилителя LM358N .

Блок-схема DDS генератора

Как видно, для питания устройства необходимо три напряжения: +5 В, +12 В, -12 В. Напряжения +12 В и -12 В используются для аналоговой части устройства на операционном усилителе для регулировки смещения и амплитуды.

Принципиальная схема источника питания изображена на рисунке ниже.

В источнике питания используются стабилизаторы напряжения LM7812 , LM7805 , LM7912 (стабилизатор отрицательного напряжения -12 В).

Внешний вид источника питания для генератора

Возможно использование компьютерного блока питания форм-фактора ATX, для этого необходимо распаять переходник в соответствии со схемой:

Принципиальная схема прибора

Для сборки прибора потребуется:

• микроконтроллер ATmega16;
• кварцевый резонатор 16 МГц;
• стандартный двухстрочный ЖК индикатор на базе контроллера HD44780 ;
• R2R ЦАП выполненный в виде цепочки резисторов;
• сдвоенный операционный усилитель LM358;
• два потенциометра;
• пять кнопок;
• несколько коннекторов и разъемов.

Рисунок печатной платы

Примененные компоненты, за исключением микроконтроллера и разъемов, в корпусах для поверхностного монтажа (smd).

Прибор смонтированный в корпусе

Тестовый запуск

Загрузки

Принципиальная схема и печатная плата (формат Eagle) —
Проект для симуляции в среде Proteus —

• Кто пробовал сваять?
• Смотрите ветку Функцинальный генератор, начиная с 4 поста идет обсуждение этой конструкции, и пользователи QED и куко собрали этот генератор. И в протеусе был проверен — работает.
• скажите кто-нибудь, пожалуйста, перечень компонентов для блока питания используемые в первом(http://www..html?di=69926) варианте генератора. в частности интересует какой модель трансформатора и выпрямитель использовал автор. или хотя бы полные аналоги. из просьбы ясно, что я в электротехнике не силён, но думаю собрать осилю без углубления в дебри предмета. Просто форс-мажор. С конденсаторами и 3-мя стабилизаторами всё понятно. Собственно вот эта схема прикреплена.
• Трансформатор любой маломощный с двумя вторичными обмотками с выходным напряжением 15 В (переменка). В частности автор использовал трансформатор TS6/47 (2х15 В/2х0.25 А) Диодный мостик тоже любой маломощный сгодится. На фотке в статье виден и трансформатор и диодный мостик.
• а подскажите пожалуйста, какая связь должна быть между вторичным выходом трансформатора и выпрямителем, учитывая схему БП автора?:confused: ну имею ввиду, если на выходе трансформатора 15в
  (вроде нашел вот такой -ТПС-7.2(2х15В)сим.(7.2Вт)15Вх2_7.2Вт_сим.(0.24А)х2 — 160,00руб)
  , то какой выпрямитель к нему? и на случай, если 12в на выходе трансформатора?
• Не совсем понял вопрос, честно говоря… Трансформатор указанный вами вроде подходит… Мостик вполне, думаю подойдет к примеру DB106
• Vadzz, спасибо огромное за подсказку. если DB106 подходит, значит и имеющий аналогичные параметры W08 подойдет. это так? просто, именно его имеется возможность(желание) купить.
  и ещё не смог разобраться с номиналами конденсаторов на схеме автора, подскажите, пожалуйста. они в все в nF(нанофарад-нФ)?
• W08 — вполне подойдет.
  Конденсаторы в схеме блока питания или в схеме самого генератора? Если блок питания — то там все кондеры в микрофарадах (2000 мкф, 100 мкф, 0.1 мкф).
  В схеме генератора — по-моему только два кондера в обвязке кварца 18 пикофарад.
• Vadzz, безгранично благодарю.
  вроде все вопросы сняты.
  Со схемой самого генератора вроде немного проще(есть файл EAGLE).
  Буду воплощать в реальность.
  Если всё будет путём, то попробую выложить печатную плату (формат Eagle) Блока питания.
• Обязательно должно все получиться у вас… Рисунок печатной платы выкладывайте, кому-то обязательно пригодится…
• Я спаял и пользуюсь. Честно говоря по ходу возникли несколько проблем:
  1) недостаток — невозможна перестройка частоты при включенном генераторе. Т.е. если нужно менять частоту, то сначала выключаем генерацию сигнала, потом перестраиваем частоту, потом снова включаем генерацию сигнала. Это зачастую неудобно, когда нужно следить за реакцией налаживаемого устройства на плавное изменение частоты. Например для управления оборотами шаговика перестраивать частоту нужно только плавно.
  2) недостаток — дважды слетал EEPROM. Автор предусмотрел запоминание установленных режимов в EEPROM, но это совсем не обязательно. Уж лучше бы ничего не запоминал и не использовал его совсем. Или в крайнем случае при повреждении EEPROM грузил установки «по умолчанию» из FLASH. Зато был бы надежнее.
  В целом в остальном работой я доволен. Просьба к тем, кто смыслит в написании программ для AVR исправить эти два недостатка.
• По поводу перестройки частоты «налету» тут скорее всего нужно использовть DMA, чего в подобных микроконтроллерах нет. Может я ошибаюсь… надо глянуть исходники генератора…
  Насчет «слетает EEPROM» — интересно конечно причину узнать, но два раза я думаю еще не показатель.
• Готовые генераторы на ad9850(51) есть здесь: http://radiokit.tiu.ru/product_list/group_802113
• Готовые генераторы на AD9850 это хорошие девайсы, но другое дело когда собираешь и налаживаешь сам…
• Разрушение данных в EEPROM приводит к полной неработоспособности генератора. Очень неприятная проблема в самый неподходящий момент. Я обычно внутри корпуса генератора держу запасной запрограммированый контроллер. Но это же не выход из положения. Почему не предусмотреть сохранение только текущих данных, которые не повлияют в целом на работоспособность, если будет разрушение EEPROM? При потере данных из Flash грузим установки по умолчанию. Все остальное, что касается работоспособности программы хранится во Flash.
  Так надежнее будет работать.
  ПРЕДЛАГАЮ разместить список ссылок с другими проектами генераторов на AVR.
• Тут несколько людей собирали этот генератор (с их слов конечно же), они ничего не говорили по этому поводу, есть ли такая проблема у них или нет…
• Подскажите,в данном генераторе есть возможность менять только частоту или скважность тоже?
• В характеристика генератора указано, что можно менять частоту, к сожалению возможности менять скованность нет…
• парни подскажите по поводу RESET джампера -когда его включить и когда снять….. благодарю
• Нормальное состояние джампера — разомкнут.И это скорее всего не джампер, а имелось ввиду разъем для возможности подключения кнопки, с помощью которой можно будет сбрасывать мк, если вдруг чего…

DDS генератор, или генератор Прямого Цифрового Синтеза в настоящее время уже далеко не новинка. На просторах интернета представлено большое количество схем, преимущественно на микроконтроллерах AVR. В качестве ЦАП-а в основном выступает R-2R матрица, но присутствуют конструкции и на микросхеме AD9850 (к слову, низкой стоимостью они не отличаются). Но к сожалению (или у счастью?), в них не было нужного мне: небольшие размеры и низкая стоимость. Как итог, была разработана данная схема.

В данной статье я хочу представить DDS генератор, выполненный на микроконтроллере ATmega8. Для отображения информации используется графический LCD LPH8731-3C. Данное устройство позволяет получить периодичный сигнал с произвольной формой (разрешение 100 точек) и заданной амплитудой.

Технические характеристики:

• Напряжение питания: 5В
• Потребляемый ток:
• Мин. выходное напряжение: 0.5В
• Макс. выходное напряжение: 2,5В
• Шаг установки напряжения: 0,5В
• Мин. частота сигнала: 10Гц
• Макс. частота сигнала: 2кГц (10кГц)
• Шаг установки частоты: 10Гц (100Гц)
• Количество предустановленных сигналов: 8
• Отображение данных: графический ЖКИ
• Возможность добавления формы сигнала «на ходу» (без перепрошивки): отсутствует
• Яркость подсветки: регулируется, необходима перепрошивка
• Макс. количество форм в памяти: не менее 20

Схема устройства представлена ниже:

Основа схемы, как уже упоминалось, микроконтроллер ATmega8-16AU. Индекс «…16» необходим, так как в схеме применен кварцевый резонатор на 16МГц. ЦАП выполнен на R-2R матрице. Данный ход позволяет избежать применения специальных микросхем, но к сожалению, не позволяет добиться реального разрешения ЦАП выше 10 .. 12бит (в любительских условиях). К выходу матрицы через резистивный делитель напряжения (R17, RV1) подключен операционный усилитель, включенный по схеме повторителя и служит для усиления тока.

Управление устройством осуществляется посредством кнопок. На переднюю панель целесообразно выносить только кнопки SB1-SB4. Кнопка SB5 играет роль «функциональной», и позволяет использовать отличные от «основных» действия для кнопок SB1-SB4. Переключатель SA1 включает/выключает «генерацию» и кнопки управления соответственно. В первом его положении включено управление и отключено генерирование сигнала, а в другом ситуация диаметрально противоположна первому. Разъем J2 можно не разводить на плате, так как он предназначен лишь для подачи на плату питания на время программирования микроконтроллера (но придется цепляться напрямую к дорожкам).

Печатная плата устройства выполнена на двухстороннем фольгированном материале и имеет размеры (_ х _). Основная сложность при ее изготовлении — разводка дорожек для посадки микроконтроллера, но если у вас есть опыт изготовления подобных плат и/или возможность использовать фоторезист/ЛУТ, то проблем при изготовлении быть не должно.

При сборке устройства настоятельно рекомендую проверить, хорошо ли пропаяны переходные отверстия а так же надежность контакта ножек микроконтроллера и дорожек печатной платы. Я пропустил всего 1 непропай ножки микроконтроллера, и в результате на поиски проблемы ушло пару дней.

Прошивка

Прошивка для микроконтроллера была написана в . Для заливки.hex файла использовался программатор и софт . Скриншот с примером выставления fuse-битов представлен ниже. Так как на печатной плате специальный разъем для программирования не предусматривался, то для прошивки микроконтроллера придется временно припаяться к соответствующим дорожкам (пины микроконтроллера «MISO», «MOSI», «SCK», «RESET»).

Сборка и компоновка устройства

При помещении устройства в корпус, желательно установить кнопку SB5 на боковой его грани. Выключатель SA1 в моем варианте находился на нижнем торце, как и разъем для подключения нагрузки. Разъем USB установлен в верхней части корпуса потому, что в планах было использование DC-DC преобразователя 3.7 -> 5В. Но так как хотелось универсальности, решил сделать этот блок съемным.

Возможная замена элементов

Микроконтроллер можно использовать только ATmega8-16AU. Операционный усилитель LM358 аналогичным (к примеру, NE532, OP04, OP221, OP290, …) в корпусе SO-8, и про возможное несоответствие выводов забывать не стоит. Транзистор Q1 можно взять любой маломощный n-p-n, к примеру отечественный КТ315 или КТ3102. Резисторы R1-R16 желательно брать с минимальный допуском (0,5…1%), но пойдут и более распространенные 2…5% (но тут форма сигнала может быть немного хуже). Причем, желательно взять резисторы одного номинала (пусть будет 10кОм), и потом там где требуется 2R ставить 10кОм, а где R — 2х10кОм параллельно. Конденсаторы C1, C2 желательно брать в диапазоне 22…33пФ. Кварцевый резонатор использован низкопрофильный, на частоту 16МГц. Резистор RV1 — многооборотный. Стабилитрон можно ставить только на 3.3В.

LCD дисплей можно использовать только с желтой подложкой и надписью «LPH8731-3C».

Он встречается в мобильных телефонах Siemens A60, A65 и др. и имеет разрешение 101×80 пикселей.

Настройка

Правильно собранное устройство в наладке не нуждается, и должно работать сразу после сборки и прошивки контроллера. Если этого не произошло, то проверьте на короткое дорожки на печатной плате, правильность подключения LCD дисплея, целостность проводов от переключателя SA1 а так же исправность стабилитрона и источника питания/кабеля USB.

При успешном первом включении, необходимо с помощью осциллографа и подстроечного резистора RV1 настроить уровень выходного сигнала согласно установкам на дисплее.

Назначение кнопок: SB1 — «Влево» (Вых. напряжение меньше), SB2 — «Вправо» (Вых. напряжение больше), SB3 — «Частота +10» (Частота +100), SB4 — «Частота -10» (Частота -100)

Фото и видео устройства:

На двух фото ниже видно, как можно получить большую частоту, нежели 2кГц. Но приходится качеством сигнала (для прямоугольных не принципиально).

Осциллограммы сигналов, полученных с помощью данного устройства:

Внешний вид собранного устройства:

Список радиоэлементов

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “ “

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

Доброго дня уважаемые радиолюбители! На сегодняшнем занятии в Школе начинающего радиолюбителя
мы закончим собирать функциональный генератор
. Сегодня мы соберем печатную плату, припаяем все навесные детали, проверим работоспособность генератора и проведем его настройку с помощью специальной программы.

И так, представляю вам окончательный вариант моей печатной платы выполненной в программе, которую мы рассматривали на втором занятии – Sprint Layout
:

Если вы не смогли сделать свой вариант платы (что-то не получилось, или было просто лень, к сожалению), то можете воспользоваться моим “шедевром”. Плата получилась размером 9х5,5 см и содержит две перемычки (две линии синего цвета). Здесь вы можете скачать этот вариант платы в формате Sprint Laiout^

(63.6 KiB, 3,488 hits)

После применения лазерно-утюжной технологии и травления, получилась такая заготовка:

Дорожки на этой плате выполнены шириной 0,8 мм, почти все контактные площадки диаметром 1,5 мм и почти все отверстия – сверлом 0,7 мм. Я думаю, что вам будет не очень сложно разобраться в этой плате, и так-же, в зависимости от используемых деталей (особенно подстроечные сопротивления), внести свои изменения. Сразу хочу сказать, что эта плата проверенна и при правильной пайке деталей схема начинает работать сразу.

Немного о функциональности и красоте платы.
Беря в руки плату, изготовленную в заводских условиях, вы наверняка замечали как она удобно подготовлена для пайки деталей – и сверху и снизу нанесена белым цветом так называемая “шелкография”, на которой сразу видны и наименование деталей и их посадочные места, что очень облегчает жизнь при пайке радиоэлементов. Видя посадочное место радиоэлемента, никогда не ошибешься в какие отверстия его вставлять, остается только глянуть на схему, выбрать нужную деталь, вставить ее и припаять. Поэтому мы сегодня сделаем плату приближенную к заводской, т.е. нанесем шелкографию на слой со стороны деталей. Единственное, эта “шелкография” будет черного цвета. Процесс очень прост. Если, к примеру, мы пользуемся программой Sprint Layout, то выбираем при печати слой К1 (слой со стороны деталей), распечатываем его как и для самой платы (но только в зеркальном отображении), накладываем отпечаток на сторону платы, где нет фольги (со стороны деталей), центрируем его (а на просвет протравленной платы рисунок виден прилично) и применяя способ ЛУТ переносим тонер на текстолит. Процесс – как и при переносе тонера на медь, и любуемся результатом:

После высверливания отверстий, вы реально будете видеть схему расположения деталей на плате. А самое главное, что это не только для красоты платы (хотя, как я уже говорил, красивая плата – это залог хорошей и долгой работы собранной вами схемы), а главное – для облегчения дальнейшей пайки схемы. Затраченные десять минут на нанесение “шелкографии” заметно окупаются по времени при сборке схемы. Некоторые радиолюбители, после подготовки платы к пайке и нанесения такой “шелкографии”, покрывают слой со стороны деталей лаком, тем самым защищая “шелкографию” от стирания. Хочу отметить, что тонер на текстолите держится очень хорошо, а после пайки деталей вам придется растворителем удалять остатки канифоли с платы. Попадание растворителя на “шелкографию”, покрытую лаком, приводит к появлению белого налета, при удалении которого сходит и сама “шелкография” (это хорошо видно на фотографии, именно так я и делал), поэтому, я считаю, что использовать лак не обязательно. Кстати, все надписи, контура деталей выполнены при толщине линий 0,2 мм, и как видите, все это прекрасно переноситься на текстолит.

А вот так выглядит моя плата (без перемычек и навесных деталей):

Эта плата выглядела бы намного лучше, если бы я не покрывал ее лаком. Но а вы можете как всегда поэкспериментировать, и естественно, сделать лучше. Кроме того, у меня на плате установлены два конденсатора С4, нужного номинала (0,22 мкФ) у меня не оказалось и я заменил его двумя конденсаторами номиналом 0,1 мкФ соединив их параллельно.

Продолжаем. После того, как мы припаяли все детали на плату, припаиваем две перемычки, припаиваем с помощью отрезков монтажных проводов резисторы R7 и R10, переключатель S2. Переключатель S1 пока не припаиваем а делаем перемычку из провода, соединяя выводы 10 микросхемы ICL8038 и конденсатора С3 (т.е. подключаем диапазон 0,7 – 7 кГц), подаем питание с нашего (я надеюсь собранного) лабораторного блока питания на входы микросхемных стабилизаторов около 15 вольт постоянного напряжения

Теперь мы готовы к проверке и настройке нашего генератора. Как проверить работоспособность генератора. Очень просто. Подпаиваем к к выходам Х1 (1:1) и “общий” любой обыкновенный или пьезокерамический динамик (к примеру от китайских часов в будильнике). При подключении питания мы услышим звуковой сигнал. При изменении сопротивления R10 мы услышим как изменяется тональность сигнала на выходе, а при изменении сопротивления R7 – как изменяется громкость сигнала. Если у вас этого нет, то единственная причина в неправильной пайке радиоэлементов. Обязательно пройдитесь еще раз по схеме, устраните недостатки и все будет о,кей!

Будем считать, что этот этап изготовления генератора мы прошли. Если что-то не получается, или получается, но не так, обязательно задавайте свои вопросы в комментариях или на форуме. Вместе мы решим любую проблему.

Продолжаем. Вот так выглядит плата, подготовленная к настройке:

Что мы видим на этой картинке. Питание – черный “крокодил” на общий провод, красный “крокодил” на положительный вход стабилизатора, желтый “крокодил” – на отрицательный вход стабилизатора отрицательного напряжения. Припаянные переменные сопротивления R7 и R10, а также переключатель S2. С нашего лабораторного блока питания (вот где пригодился двухполярный источник питания) мы подаем на схему напряжение около 15-16 вольт, для того, чтобы нормально работали микросхемные стабилизаторы на 12 вольт.

Подключив питание на входы стабилизаторов (15-16 вольт) с помощью тестера проверяем напряжение на выходах стабилизаторов (±12 вольт). В зависимости от используемых стабилизаторов напряжения будет отличаться от ± 12 вольт, но близки к нему. Если у вас напряжения на выходах стабилизаторов несуразные (не соответствуют тому, что надо), то причина одна – плохой контакт с “массой”. Самое интересное, что даже отсутствие надежного контакта с “землей” не мешает работе генератора на динамик.

Ну а теперь нам осталось настроить наш генератор. Настройку мы будем проводить с помощью специальной программы – виртуальный осциллограф
. В сети можно найти много программ имитирующих работу осциллографа на экране компьютера. Специально для этого занятия я проверил множество таких программ и остановил свой выбор на одной, которая, как мне кажется, наиболее лучше симулирует осциллограф – Virtins Multi-Instrument

. Данная программа имеет в своем составе несколько подпрограмм – это и осциллограф, частотомер, анализатор спектра, генератор, и кроме того имеется русский интерфейс:

Здесь вы можете скачать данную программу:

(41.7 MiB, 5,238 hits)

Программа проста в использовании, а для настройки нашего генератора потребуется лищь минимальное знание ее функций:

Для того чтобы настроить наш генератор нам необходимо подключиться к компьютеру через звуковую карту. Подсоединиться можно через линейный вход (есть не у всех компьютеров) или к разъему “микрофон” (есть на всех компьютерах). Для этого нам необходимо взять какие-либо старые, ненужные наушники от телефона или другого устройства, со штекером диаметром 3,5 мм, и разобрать их. После разборки припаиваем к штекеру два провода – как показано на фотографии:

После этого белый провод подпаиваем к “земле” а красный к контакту Х2 (1:10). Регулятор уровня сигнала R7 ставим в минимальное положение (обязательно, что-бы не спалить звуковую карту) и подключаем штекер к компьютеру. Запускаем программу, при этом в рабочем окне мы увидим две запущенные программы – осциллограф и анализатор спектра. Анализатор спектра отключаем, выбираем на верхней панели “мультиметр” и запускаем его. Появится окошко, которое будет показывать частоту нашего сигнала. С помощью резистора R10 устанавливаем частоту около 1 кГц, переключатель S2 ставим в положение “1” (синусоидальный сигнал). А затем, с помощью подстроечных резисторов R2, R4 и R5 настраиваем наш генератор. Сначала форму синусоидального сигнала резисторами R5 и R4, добиваясь на экране формы сигнала в виде синусоиды, а затем, переключив S2 в положение “3” (прямоугольный сигнал), резистором R2 добиваемся симметрии сигнала. Как это реально выглядит, вы можете посмотреть на коротком видео:

После проведенных действий и настройки генератора, припаиваем к нему переключатель S1 (предварительно удалив перемычку) и собираем всю конструкцию в готовом или самодельном (смотри занятие по сборке блока питания) корпусе.

Будем считать, что мы успешно со всем справились, и в нашем радиолюбительском хозяйстве появился новый прибор – функциональный генератор

. Оснащать его частотомером мы пока не будем (нет подходящей схемы) а будем его использовать в таком виде, учитывая, что нужную нам частоту мы можем выставить с помощью программы Virtins Multi-Instrument

. Частотомер для генератора мы будем собирать на микроконтроллере, в разделе “Микроконтроллеры”.

Следующим нашим этапом в познании и практическом претворении в жизнь радиолюбительских устройств будет сборка светомузыкальной установки на светодиодах.

При повторении данной конструкции был случай, когда не удалось добиться правильной формы прямоугольных импульсов. Почему возникла такая проблема сказать трудно, возможно из-за такой работы микросхемы. Решить проблему очень легко. Для этого необходимо применить триггер Шмитта на микросхеме К561(КР1561)ТЛ1 по нижеприведенной схеме. Данная схема позволяет преобразовывать напряжение любой формы в прямоугольные импульсы с очень хорошей формы. Схема включается в разрыв проводника, идущего от вывода 9 микросхемы, вместо конденсатора С6.