Генератор сигналов своими руками на микроконтроллере

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.

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

Для удобства и быстроты настройки частоты я использовал валкодер, по схеме предложенной радиолюбителем VK6BRO, из шагового двигателя.

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

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$.

Если кратко, то серия UDB100
x включает в себя 3 модели UDB1002, UDB1005, UDB1008,
последняя цифра определяет максимальную рабочую частоту, а буква S на конце, если она есть, говорит о том, что генератор поддерживает sweep_mode
. В основе генератора лежит связка плис + мк, мк обслуживает периферию(кнопки, энкодер, дисплей), а плис занимается генерацией сигнала.

Генератор имеет один аналоговый выход с возможностью регулировки амплитуды и смещения по постоянному напряжению, один цифровой с TTL уровнями, может работать в режиме счётчика импульсов и в режиме частотомера.

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 .

Источник

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)

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).

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

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
U1	МК AVR 8-бит	ATtiny2313	1	В блокнот
U2	Операционный усилитель	LM324	1	В блокнот
R1-R8	Резистор	2 кОм	8	В блокнот
R9-R16, R18	Резистор	1 кОм	9	В блокнот
R17	Резистор	10 кОм	1	В блокнот
R19	Резистор	300 Ом	1	В блокнот
BTN1-BTN3	Кнопка	Без фиксации	3

Прибор содержит стабилизированный кварцевым резонатором генератор (DD1.1, DD1.2), делители частоты (DD2 и DD3, DD5.1, DD5.2, DD4, DD1.3, DD1.4), формирователи строчных синхронизирующих (DD6.2) и гасящих (DD5.3, VD1, VD2, R4) импульсов, кадровых синхронизирующих импульсов (DD7.2), сигналов градации яркости (R1-R3) и вертикальных (DD7.1) и горизонтальных (DD6.1) линий сетчатого поля, сумматоры (VD3-VD8, R8, R9) и эмиттерный повторитель (VT1).

ис. 1 — Принципиальная схема генератора сигналов.

Генератор вырабатывает сигнал образцовой частоты 500 кГц, которую делитель DD2 уменьшает до строчной (15625 Гц) на выходе 16. Элемент DD5.3 и диоды VD1, VD2 формируют строчные гасящие импульсы (рис.2, а), триггер DD6.2 синхронизирующие (рис.2,6). Сигнал с частотой полей получается на выходе элемента DD1.4 после деления строчной частоты последовательно включенными делителями на счетчике DD3 и элементах DD5.1, DD5.2 (коэффициент деления 26) и на счетчике DD4 и элементах DD1.3, DD1.4 (коэффициент деления 12). С выхода триггера DD7.2 снимаются кадровые синхроимпульсы с частотой повторения около 50,08 Гц (рис.2, в).

В нужном соотношении со строчными импульсами они складываются в сумматоре на диодах VD6 — VD8 и резисторах R8, R9 (рис.2, г). Через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 и регулятор уровня — переменный резистор R10 — полный видеосигнал белого поля (при ненажатых кнопках SB1, SB2) поступает на штепсель ХР1, который подключают к видеовходу телевизора.

Для получения напряжения градаций яркости служит формирователь на резисторах R1-R3, представляющий собой цифроаналоговый преобразователь. При нажатии на кнопку SB1 это напряжение добавляется (через диод VD5) к сигналу белого поля.

Импульсы вертикальных и горизонтальных линий сигнала сетчатого поля, формируемые соответственно триггерами DD7.1 и DD6.1, складываются в сумматоре на диодах VD3, VD4 и резисторе R6. Сигнал включают кнопкой SB2.

Питается прибор от батареи «Крона» (можно использовать аккумуляторную батарею 7Д-0.115) и сохраняет работоспособность при снижении ее напряжения до 6 В. Резисторы МЛТ, конденсаторы КТ-1 (С1), КМ-4. КМ-5 или КМ-б (С3-С5) и К50-6 (С2), кнопочные переключатели П2К (SB1, SB2 — с зависимой фиксацией, SB3 — с независимой).

Налаживание генератора сводится к получению желаемых яркости и ширины вертикальных линий подбором резистора R5 по изображению сетчатого поля на экране телевизора. Процентное соотношение амплитуд составляющих видеосигнала при необходимости устанавливают подбором резистора R9 согласно осциллограмме на рис.2, г при испытательном сигнале белого поля.

Рис. 2 — Осциллограммы генератора сигналов.

P.S. Для повышения надежности работы устройства вход С триггера DD7.1 рекомендуется соединить с общим проводом через резистор сопротивлением 100 кОм.

В данной статье мы представим еще один прибор — генератор телевизионных испытательных сигналов АНР-3126, предназначенный для оценки качества изображения и устранения имеющихся искажений непосредственно на экране телевизора при отображении испытательных сигналов в стандарте SECAM, поступающих на видеовход телевизора. Такой прибор незаменим при оценке качества изображения черно-белых и цветных телевизоров, а также телевизионных мониторов, особенно это актуально после проведения ремонта в процессе настройки основных параметров, таких как линейные размеры изображения, линейность изображения по горизонтали и вертикали, качество сведения лучей, статический и динамический баланс белого, правильность цветопередачи, тянущиеся продолжения, правильность настройки детекторов цветоразностных сигналов, правильность матрицирования и т. п.

Рис. 1. Генератор измерительных телевизионных

Конструктивно генератор АНР-3126 (рис. 1) представляет собой внешний настольный модуль-приставку к ПК и выполнен на базе 12-разрядных цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) с частотой тактирования 80 МГц, что позволяет обеспечить высокое качество формируемых сигналов. Связь с ПК осуществляется через интерфейс USB 1.1 или параллельный порт, работающий в ЕРР режиме.

Генератор обеспечивает выдачу на аналоговом выходе (канал «А») одного из выбранных пользователем испытательных телевизионных сигналов, а на другом аналоговом выходе (канал «В») — полной синхросмеси в соответствии с ГОСТ 7845-92. Для синхронизации с внешними устройствами предназначен выход «Синхронизация вход/выход», на котором после запуска генерации появляются положительные импульсы с частотой строк и уровнем TTL, синхронные со строчными синхроимпульсами на аналоговых выходах прибора.

Номинальная амплитуда сигнала на аналоговых выходах на нагрузке 75 Ом или 1 МОм в соответствии с ГОСТ 18471-83 и ГОСТ 7845-92 составляет -0,3…+0,7 В. Прибор позволяет плавно регулировать амплитуду видеосигнала в пределах от 0,25 В до 1,5 В, амплитуду синхросигналов — в пределах от 0 В до -0,5 В, а также уровень «черного» в пределах от 0 до 1 В, при этом уровень гашения составляет величину 0±0,01 В.

Программное обеспечение генератора АНР-3126 совместимо с любой операционной системой Windows — от Windows 98 до Windows XP. При этом компьютер, к которому он подключен, должен иметь не менее 10 Мбайт свободного дискового пространства, не менее 8 Мбайт оперативной памяти (без учета памяти, необходимой для работы самой операционной системы), а также интерфейсы USB 1.1 или LPT в режиме ЕРР. Для использования звуковых сообщений в процессе работы программы подойдет любая Windows-совместимая аудиосистема. В принципе, программа будет нормально работать на компьютере с любым процессором семейства Pentium, но для ускорения процесса загрузки данных целесообразнее использовать процессор с частотой не менее 400 МГц.

Мы не станем подробно останавливаться на преимуществах виртуальных приборов по сравнению с автономными — они хорошо известны: это мобильность, большой экран с хорошим разрешением, неограниченные ресурсы по обработке результатов измерений и т. п.

Программное обеспечение (ПО) генератора АНР-3126 обеспечивает простое, интуитивно понятное управление прибором. Так, для выбора нужного сигнала достаточно нажать мышью кнопку с символическим рисунком соответствующего сигнала. При этом по желанию пользователя возможен выбор режима работы, при котором выход из программы и отключение от компьютера по интерфейсу не приводит к исчезновению сигналов на выходах прибора. Для облегчения освоения работы с прибором программа снабжена «всплывающими подсказками» — краткими текстовыми пояснениями по использованию каждого элемента управления, а также полноценной помощью в стиле «Windows».

Рис. 2. Главное окно программы АНР-3126

Главное окно программы приведено на рис. 2. Его основным элементом является набор кнопок с символическими изображениями доступных стандартных испытательных сигналов.

Управление генератором сводится к выбору необходимого сигнала нажатием кнопки мыши на кнопке с изображением выбираемого сигнала, загрузки в память прибора и запуска генерации с помощью кнопок «Загрузить» и «Запустить». После этого на выходе «Канал А» вырабатывается видеосигнал, на выход «Канал В» подается стандартная синхросмесь, а на выход синхронизации — синхроимпульсы с частой строк и уровнем ТТЛ. В любой момент времени пользователь может остановить и запустить генерацию повторно без перезагрузки сигнала.

В строке состояния главного окна программы постоянно отображается информация о выбранном в данный момент сигнале и интерфейсе, используемом для связи прибора с ПК.

Программная регулировка амплитудных параметров сигнала осуществляется с помощью панели «Управление». Пользователь может регулировать амплитуду видеосигнала (уровень «белого») и синхронизирующих импульсов, а также уровень «черного». Допускается включение и исключение из сигнала цветовой поднесущей, а также выбор вида цветовой синхронизации из предусмотренных в ГОСТ 7845-92.

Рис. 3. Панель «Просмотр осциллограммы» программы АНР-3126

«Осциллограмму» результирующего сигнала целиком и построчно можно просмотреть с помощью панели «Просмотр осциллограммы» (рис. 3). Эта функция особенно удобна для визуального наблюдения результатов регулировки амплитудных параметров сигнала.

С помощью команд всплывающего меню панели просмотра осциллограммы испытательные сигналы, используемые в программе, могут быть сохранены в ПК в численном виде или в виде изображений («осциллограмм»). Численные данные сохраняются в универсальном формате электронных таблиц «CSV», которые можно обрабатывать в стандартных текстовых (типа «Блокнот») и табличных (типа MS Excel) редакторах. При этом пользователь, в случае необходимости, может изучить сигнал значительно подробнее, чем на осциллограмме в штатной программе прибора. Изображения сигналов могут сохраняться в растровом формате BMP или в векторных форматах WMF или EMF. Кроме того, пользователь имеет возможность распечатать на цветном или черно-белом принтере весь сигнал целиком или выбранную его часть.

Программное обеспечение прибора предоставляет широкие возможности по настройке пользовательского интерфейса. Оператор может менять цвета элементов графиков, включать и отключать озвучивание событий, всплывающие подсказки, настраивать параметры соединения, печати, работы программы. Можно загрузить произвольный рисунок в качестве фона рабочих панелей, при этом программа, по желанию пользователя, может подстроить цветовую гамму рисунка в соответствии с системным цветом окон, или наоборот — поправить системный цвет в соответствии с загруженным рисунком. Специальные возможности рабочих окон программы — «сворачивание» и «разворачивание» (окно остается на месте, но его высота уменьшается до высоты строки заголовка), «прилипание» (окна передвигаются по экрану как единое целое) и «плавающая панель» (окно всегда изображается поверх других окон) — позволяют оптимально использовать пространство рабочего стола.

Все настройки программы и прибора автоматически сохраняются при выходе из программы и восстанавливаются при следующем запуске. Кроме того, можно сохранить файлы с наиболее часто используемыми конфигурациями, что позволяет в дальнейшем просто загрузить нужный файл вместо длительной перенастройки параметров. Для проверки надежности работы программа позволяет в любой момент времени проверить качество связи прибора с компьютером по выбранному интерфейсу.

Теперь остановимся подробнее на испытательных сигналах, которые наиболее часто применяются на практике при настройке телевизора после его ремонта (в порядке использования). Перед работой с сигналами должны быть установлены нормальные и удобные для наблюдения параметры яркости, контрастности и фокусировки. При этом необходимо иметь ввиду, что перед регулировкой параметров изображения на экране телевизора нужно быть уверенным в том, что все питающие напряжения во всех блоках телевизора соответствуют номинальным значениям, а кадровая и строчная синхронизация устойчивы.

Рис. 4. Сигнал черно-белой рамки

Сигнал черно-белой рамки по контуру видимой части экрана из белых и черных прямоугольников с белыми линиями в середине черных прямоугольников (рис. 4) необходим для регулировки правильного размера изображения и обычно используется вначале настройки, т. к. размер изображения определяется параметрами строчной развертки и от этой регулировки зависят результаты большинство остальных регулировок.

Рис. 5. Сигнал центрального белого креста на черном фоне

Сигнал центрального белого креста на черном фоне (рис. 5) предназначен для центровки изображения относительно геометрических параметров экрана телевизора. С помощью этого сигнала изображение пересечения вертикальной и горизонтальной линий креста при настройке устанавливается в геометрическом центре экрана. Этот же сигнал используется для контроля и настройки статического сведения лучей. Правильно настроенное сведение не дает цветных окантовок на белых линиях креста.

Сигнал черно-белого сетчатого поля предназначен для регулировки линейности изображения по вертикали и по горизонтали, а также для субъективной оценки фокусировки луча и геометрических искажений изображения. При настройке добиваются одинаковых размеров ячеек сетки по горизонтали и вертикали по краям изображения. По этому же сигналу можно проверить и, при необходимости, устранить подушкообразные и бочкообразные искажения изображения. При регулировке динамического сведения лучей по этому сигналу добиваются отсутствия цветных окантовок на линиях сетки по краям изображения. Сигнал сетчатого поля с точками и сигнал точек предназначен для регулировки фокусировки изображения по всему полю.

Рис. 6. Сигнал черно-белого шахматного поля

Сигнал черно-белого шахматного поля (рис. 6) также предназначен для оценки геометрических искажений изображения, его центровки, наличия тянущихся искажений на границах черного и белого квадратов, а также для предварительной проверки баланса белого, качества настройки частотных детекторов и цветовой синхронизации по отсутствию цветовых оттенков на черных и белых квадратах. По наличию розовой окраски белых квадратов определяется нарушение настройки частотного цветоразностного дискриминатора R-Y, а голубой окраски — B-Y.

Сигнал черно-белых вертикальных и горизонтальных полос в порядке убывания яркости необходим для оценки и регулировки динамического баланса белого. При нормальной регулировке баланса белого отсутствует цветовая окраска полос градаций серого при изменении яркости изображения. Появление цветной окраски полос может быть вызвано также неправильной настройкой нулей частотных детекторов.

Сигналы чистых цветовых полей белого, черного, красного, зеленого и синего цветов предназначены для проверки и настройки чистоты цвета для каждого из цветов, а также уровня гашения. Воспроизведение полей вспомогательных цветов позволяет проверить правильность работы частотных дискриминаторов и схемы матрицирования.

Рис. 7. Сигнал белой и черной половин экрана по вертикали

Сигналы белой (верхняя) и черной (нижняя) половин экрана по вертикали, а также белой (левая) и черной (правая) половин экрана по горизонтали (рис. 7) позволяют проверить центровку изображения по обеим осям и взаимное влияние каналов яркости и цветности. На этих сигналах проверяется также качество переходных процессов по строкам и кадрам, так называемые тянущиеся продолжения и многоконтурность.

Рис. 8. Сигнал цветных вертикальных полос

Сигнал цветных вертикальных полос в последовательности белая, желтая, голубая, зеленая, пурпурная, красная, синяя и черная (яркость полос последовательно убывает) (рис. 8) позволяет проконтролировать правильность передачи основных цветов, качество цветопередачи кинескопа, а также правильность регулировки детекторов цветоразностных сигналов. При нарушении работы схемы матрицирования данный сигнал с разной насыщенностью может иметь искажения последовательности цветов и даже полностью терять цвет при малой насыщенности.

Сигнал цветных вертикальных полос в последовательности белая, синяя, желтая, голубая, красная, зеленая, пурпурная, черная и белая (максимум перепадов по частоте) также позволяет проконтролировать правильность передачи основных цветов, а также качество переходных процессов блока цветности и кинескопа.

Рис. 9. Сигнал цветных горизонтальных полос

Сигнал цветных горизонтальных полос (рис. 9) предназначен для контроля и настройки цветопередачи, яркости и контрастности, а также цветового тона и насыщенности по всему полю кадра. Нарушение цветопередачи отдельных цветов указывает на недостаточную ширину линейного участка соответствующего частотного детектора.

Сигнал «Радуга» — плавное изменение цвета слева направо — позволяет оценить и, при необходимости, настроить нули частотных детекторов цветоразностных сигналов, а также их линейность.

Рис. 10. Сигнал «Радуга»

Сигнал из набора групп желто-синих, пурпурно-зеленых и красно-голубых штрихов предназначен для оценки и настройки цветовой четкости изображения.

Таким образом, по своим техническим характеристикам, разнообразию испытательных сигналов и простоте управления генератор телевизионных испытательных сигналов АНР-3126 может с успехом конкурировать с аналогичными приборами. Хочется надеяться, что этот недорогой, удобный и надежный прибор понравится специалистам, занимающимся оперативным контролем оборудования телевизионных центров, а также проверкой, настройкой, ремонтом и обслуживанием видеотрактов телевизионной аппаратуры.

Дата публикации:
31.08.2004

Мнения читателей

Natasch
/ 16.06.2012 — 10:32

Fiidnng this post solves a problem for me. Thanks!
EMEME
/ 07.12.2008 — 18:28

РЕБЯТА ОЧЕНЬ ИНТЕРЕНО-ГДЕ ВЗЯТЬ?????????

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).

Источник

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.

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 «-«

Аналоговая часть генератора

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

О сборке

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.

Переходим к сути устройства.
Включение генератора сопровождается сообщением на экране о выборе языка – китайского или английского, процессе загрузки, модели, номере партии. Загрузка длится буквально 1-2 секунды.

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.

Назначение функциональных кнопок

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.

С формой синусоиды будто бы все в порядке, посмотрим меандр.
10 кГц 5В и 100 кГц 5В.

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

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
U1	МК AVR 8-бит	ATmega8A-AU	1		В блокнот
U2	Операционный усилитель	LM358	1	Корпус SO-8 (LM358D))	В блокнот
Q1	Биполярный транзистор	BC547	1		В блокнот
D1	Стабилитрон	BZX55C3V3	1		В блокнот
RV1	Подстроечный резистор	220 кОм	1		В блокнот
R1-R9	Резистор	2.2 кОм	9	0805, 1%	В блокнот
R10-R16, R32	Резистор	1.1 кОм	8	0805, 1%	В блокнот
R17	Резистор	100 кОм	1	0805	В блокнот
R19-R23	Резистор	5.6 кОм	5	0805	В блокнот
R24-28, R18	Резистор	10 кОм	5	0805	В блокнот
R29, R30	Резистор	220 Ом	2	0805	В блокнот
R31	Резистор	75 Ом	1	0805	В блокнот
R33	Резистор	510 Ом	1	0805	В блокнот
C1, C2	Конденсатор	27 пФ	2	0805

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “ “

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

(63.6 KiB, 3,488 hits)

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

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

Продолжаем. Вот так выглядит плата, подготовленная к настройке:

Здесь вы можете скачать данную программу:

(41.7 MiB, 5,238 hits)

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

Источник

Низкочастотные генераторы сигналов: если посмотреть на то, что такое генератор сигналов, то увидим, что они бывают разных форм — существует много типов таких приборов, каждый из которых используется для предоставления различной формы сигнала. Некоторые обеспечивают РЧ-сигналы, другие — НЧ аудиосигналы, некоторые могут обеспечивать различные формы сигнала, а другие воспроизводят только импульсы.

Применяются генераторы сигналов при проектировании электронных устройств. Они используются для тестирования радиопередатчиков, приемников, усилителей звуковой частоты. Генератор позволяет создать сигнал с необходимой амплитудой, частотой и периодом. Тем самым происходит имитация сигналов, которые будут поступать на устройство во время работы. Прибор является незаменимым, так как он позволяет протестировать работу любого устройства во всех режимах.

Как выглядят низкочастотные генераторы сигналов?

Стандартные низкочастотные генераторы сигналов синусоидальной формы представлены в виде небольшого короба, на передней панели имеется экран. С его помощью производится контроль колебаний и регулировки. В верхней части экрана имеется текстовое поле – это своеобразное меню, в котором присутствуют разные функции. Управление может производиться кнопками и переменными резисторами. На экране указывается вся информация, необходимая при работе.

Амплитуда и смещение сигнала регулируются при помощи кнопок. Новейшие образцы приборов оснащаются выходами, посредством которых можно произвести запись всех результатов на флеш-накопитель. Для изменения частоты дискретизации в генераторах синусоидального сигнала применяются специальные регуляторы. Благодаря им пользователь может очень быстро осуществить синхронизацию. Обычно внизу, под экраном, располагается кнопка включения, а рядом с ней выходы генератора.

Самодельные приборы

Можно сделать низкочастотные генераторы сигналов своими руками из подручных средств. Основная часть любого генератора – это селектор (англ. select – выбор). В любой конструкции он рассчитан на несколько каналов. В стандартных конструкциях применяется не более двух микросхем. Этого для реализации простейших приборов оказывается достаточно. Идеально подойдут для изготовления генераторов микросхемы из серии КН148. Что касается преобразователей, то они используются только аналоговые.

В некоторых случаях допускается использовать персональный компьютер в качестве генератора сигналов. Своими руками можно сделать небольшой переходник – он устанавливается на выходе звуковой карты. Сигнал снимается с выхода и используется для тестирования аппаратуры. На ПК устанавливается программа, которая будет управлять звуковой картой. Недостаток такой конструкции – слишком узкий диапазон частот, поэтому его нельзя использовать при тестировании некоторых приборов.

Генераторы синусоидального сигнала

Синус – это наиболее распространенная форма низкочастотного сигнала генераторов. Он необходим для тестирования большей части аппаратуры. В конструкции применяются самые простые микросхемы. Они вырабатывают сигнал, который преобразовывается операционным усилителем. Чтобы производить регулировку сигналов, необходимо в схему включить переменные или постоянные резисторы. От типа используемых сопротивлений зависит, ступенчато или плавно будет осуществляться регулировка.

Генераторы синусоидального сигнала широко применяются для настройки не только радиоаппаратуры, но и высокочастотной техники – инверторов, блоков питания, преобразователей частоты для асинхронных двигателей и т. д. Эта техника позволяет производить преобразование исходного синуса бытовой сети (частота 50 Гц). Причем частота увеличивается в десятки раз – до 100 МГц. Это необходимо для нормальной работы импульсного трансформатора.

Низкочастотные генераторы сигналов

Такие конструкции применяются для настройки и тестирования аудиоаппаратуры. Если обратить внимание на схему простейшего низкочастотного генератора сигналов, то можно увидеть, что в нем устанавливаются переменные резисторы – с их помощью производится корректировка формы и величины сигнала. Чтобы осуществить изменение величины импульса, можно использовать модулятор серии КК202. Сигнал в этом случае должен генерироваться через конденсаторы.

Низкочастотный генератор сигналов используется для настройки любой аудио аппаратуры – проигрывателей, усилителей звуковой частоты и т. д. В качестве такого генератора можно использовать персональный компьютер (даже старый ноутбук подойдет). Это бюджетный вариант, который не потребует больших затрат, если в наличии имеется старенький компьютер. Достаточно установить последнюю версию драйверов, программу для работы со звуковой картой и сделать переходник для подключения к аппаратуре.

Как работают генераторы звуковой частоты

Но если речь идет о стандартных конструкциях, выполненных на микросхемах, то в них напряжение подается на селектор. Происходит генерация сигнала одной или несколькими микросхемами.

Обычно схема состоит из одной микросхемы, которая задает частоту:

К одному входу подключается кварцевый резонатор, настроенный на определенную частоту.
К другому входу микросхемы подключается переменный резистор (номинал подбирается эмпирическим путем). С его помощью можно производить корректировку колебаний.
Микросхема позволяет увеличить или уменьшить частоту, вырабатываемую кварцем, на любое значение.
Производится прошивка микросхемы (при необходимости), чтобы при вращении ручки регулятора изменялась частота.

Максимальная частота, которую может сгенерировать прибор, зависит от используемой микросхемы и кварца. Значение в 3 ГГц является наибольшим для большинства конструкций. Для уменьшения погрешности устанавливаются ограничители.

Генераторы смешанного сигнала

В стандартной конструкции имеется многоканальный селектор. На передней панели генератора, вырабатывающего сигнал с минимальной частотой 70 Гц, расположено не меньше пяти выходов. Номиналы используемых в конструкции сопротивлений – 4 Ом, конденсаторов – 20 пФ. Генератор выходит на рабочий режим в течение 2,5 секунды.

Обратная частота прибора может регулироваться в более широком диапазоне – до 2000 кГц. При этом частота регулируется с помощью модуляционного устройства. Погрешность прибора (абсолютная) составляет не больше 2 дБ. Для стандартных генераторов сигналов используются преобразователи серии РР201.

Генератор импульсов произвольной формы

У этих приборов имеется одна особенность – у них очень маленькая погрешность. Также конструкция предусматривает тонкую регулировку выходного сигнала – для этого используется шестиканальный селектор. Минимальная частота, вырабатываемая генератором, составляет 70 Гц. Такими генераторами воспринимаются положительные импульсы. В схеме применяются конденсаторы, емкость не меньше 20 пФ. Сопротивление выхода устройства составляет не больше 5 Ом.

Все генераторы сигналов произвольной формы отличаются по параметрам синхронизации. Происходит это из-за типа установленного коннектора. По причине этого нарастание сигнала может происходить за время 15-40 нс. В зависимости от модели генератора в нем может быть два вида режимов – логарифмический и линейный. При помощи соответствующих переключателей их можно менять, что повлечет за собой коррекцию амплитуды. Суммарная погрешность частоты составляет не больше 3 %.

Генераторы сложных сигналов

DDS-генератор сигналов можно назвать конструкцией, которая позволяет получить импульсы сложной формы. В таких конструкциях применяются исключительно многоканальные типы селекторов. Вырабатываемый сигнал обязательно усиливается, а для смены режима работы применяются регуляторы.

Суммарное время нарастания сигнала составляет не больше 40 нс. Чтобы уменьшить время, используются конденсаторы емкостью не больше 15 пФ. Сопротивление выхода устройства составляет около 50 Ом (стандартное значение). При работе с частотой 40 кГц искажение не превышает 1 %. Широко используются такие конструкции генераторов для тестирования радиоприемников.

Встроенные редакторы

Все низко- и высокочастотные генераторы сигналов очень просты в настройке. У них имеется несколько четырех-позиционных регуляторов, позволяющих корректировать значение максимальной частоты. Время перехода на установившийся режим в большей части моделей составляет не больше 3 мс. Такое малое время можно достичь благодаря использованию микроконтроллеров.

Микроконтроллеры монтируются на основной плате, в некоторых конструкциях они съемные – буквально одним движением можно установить новый элемент. В конструкциях со встроенным редактором не устанавливаются ограничители. После селекторов по схеме расположены преобразователи. Иногда в схемах можно встретить синтезаторы. Максимальная частота генерируемого сигнала может составлять 2000 кГц, суммарная погрешность не более 2 %.

Генераторы цифрового сигнала

Вы рассмотрели, как работает генератор звуковых сигналов для тестирования усилителей НЧ. Но в наше время широкая популярность у цифровой техники – различные контроллеры, измерители, которые нуждаются в более тонкой настройке. Коннекторы, используемые в таких генераторах – КР300. В конструкции резисторы имеют сопротивление не меньше 4 Ом. Благодаря этому удается поддерживать большое внутреннее сопротивление всей конструкции.

В генераторах цифровых сигналов применяются трех- и четырехканальные типы селекторов, построенные на микросхеме КА345. В конструкциях происходит импульсная модуляция, так как коэффициент прохождения очень высокий. Широкополосный шум крайне низкое значение имеет – не больше 10 дБ. Данные конструкции позволяют генерировать сигналы прямоугольной формы. Они необходимы для тонкой настройки работы цифровых схем.

Высокочастотные конструкции

Внутреннее сопротивление высокочастотного генератора сигналов около 50 Ом. При этом устройство способно отдавать большую мощность. У высокочастотных конструкций полоса пропускания составляет около 2 ГГц. В схеме применяются постоянные конденсаторы емкостью свыше 7 пФ. Это позволяет поддерживать максимальный ток в цепи до 3 А. Искажения на уровне 1 %.

В высокочастотных генераторах применяются только операционные усилители. В начале и конце цепи монтируются ограничители сигналов. Для работы используются микроконтроллеры из серии РРК211 и шестиканальный селектор. При помощи регуляторов можно установить частоту выходного сигнала – минимальное значение 90 Гц.

Логические сигналы

В конструкции применяются постоянные резисторы, номинал которых не превышает 4 Ом. Благодаря этому выдерживается очень высокое внутреннее сопротивление. Чтобы уменьшить скорость, с которой передается сигнал, используется операционный усилитель. На передней панели в стандартных конструкциях присутствует три выхода, которые соединены с ограничителем полосы пропускания перемычками.

В схеме генератора сигналов применяются переключатели. Чаще используется поворотный тип, позволяющий выбрать один из двух режимов. Такие типы генераторов могут применяться для фазовой модуляции. Максимальный уровень шумов у большинства конструкций не превышает 5 дБ. Девиация (уход) частоты не более чем на 16 кГц. Среди недостатков конструкций такого типа можно выделить большое время нарастания сигнала, так как пропускная способность микроконтроллера очень низкая.

Отзывы о генераторах

Отзывы о простых конструкциях, которые продаются в магазинах, разнообразные. Одни покупатели отмечают, что в генераторах слишком заметны ступеньки (хотя кривая должна быть плавной). Из-за этого нет возможности нормально настроить звуковую технику. Другие покупатели отмечают, что генераторы не работают в одном или нескольких диапазонах. Если необходимо качество и надежность, то приобретите многофункциональный генератор.

Он позволит производить настройку любой аппаратуры – от усилителей звуковой частоты до радиопередатчиков сотовых телефонов. Дешевые конструкторы, которых в магазинах достаточно, позволяют производить только грубую настройку техники. Такой генератор сигнала частоту поддерживает хорошо, но вот форма кривой оставляет желать лучшего.

Источник: syl.ru

Источник

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

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

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 1.

На этом занятии Школы начинающего радиолюбителя мы с вами продолжим наполнять нашу радиолабораторию необходимым измерительным инструментом. 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. Так вот, что бы правильно настроить частотные фильтры схемы, нам как раз очень пригодится этот прибор.

Почему данный прибор называется функциональный генератор, а не просто генератор (генератор низкой частоты, генератор высокой частоты). Прибор, который мы изготовим, генерирует на своих выходах сразу три различных сигнала: синусоидальный, прямоугольный и пилообразный. За основу конструкции мы возьмем схему С. Андреева, которая опубликована на сайте в разделе: Схемы – Генераторы.

Для начала нам необходимо внимательно изучить схему, понять принцип ее работы и собрать необходимые детали. Благодаря применению в схеме специализированной микросхемы ICL8038 которая как раз предназначена для построения функционального генератора, конструкция получается довольно-таки простой.

Если у вас возникнут проблемы с покупкой данной микросхемы в обычных радиомагазинах, то придется воспользоваться интернет-магазинами. Для поиска нужной радиодетали на страницах интернет-магазинов, я рекомендую вам воспользоваться специальным сайтом, предназначенным для поиска нужных радиокомпонентов – efind.ru. При этом, прежде чем заказать деталь, надо внимательно изучить цены, порядок оплаты и доставки, срок доставки, почитать отзывы на данный магазин. Вот как например разнятся цены в разных интернет-магазинах:

Конечно, цена изделия зависит и от производителя, и от возможностей магазина, и от многих других факторов, но в данном случае мы преследуем одну цель: найти необходимую радиодеталь, которая была бы приемлемого качества и главное – по карману. Вы наверное заметили, что цена микросхемы сильно зависит от ее маркировки (АС, ВС и СС). Чем дешевле микросхема, тем хуже ее характеристики. Я бы порекомендовал остановить свой выбор на микросхеме “ВС”. У нее характеристики не очень сильно отличаются от “АС”, но намного лучше чем у “СС”. Но в принципе, конечно, пойдет и эта микросхема.

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго вам дня уважаемые радиолюбители! Сегодня мы продолжим собирать наш функциональный генератор. Чтобы вам не скакать по страницам сайта, еще раз выкладываю принципиальную схему функционального генератора, сборкой которого мы и занимаемся:

А так же выкладываю даташит (техническое описание) микросхем ICL8038 и КР140УД806:

Даташит ICL8038 (151.5 KiB, 6,879 hits)

Даташит КР140УД608 (130.7 KiB, 4,019 hits)

Я уже собрал необходимые детали для сборки генератора (часть у меня была – постоянные сопротивления и полярные конденсаторы, остальные куплены в магазине радиодеталей):

Самыми дорогими деталями оказались микросхема ICL8038 – 145 рублей и переключатели на 5 и 3 положения – 150 рублей. В общей сложности на эту схему придется потратить около 500 рублей. Как видно на фотографии, переключатель на пять положений – двухсекционный (односекционного не было), но это не страшно, лучше больше, чем меньше, тем более, что вторая секция нам возможно пригодится. Кстати, эти переключатели абсолютно одинаковые, а количество положений определяется специальным стопором, который можно установить на нужное число положений самому. На фотографии у меня два выходных разъема, хотя по идее их должно быть три: общий, 1:1 и 1:10. Но можно поставить небольшой переключатель (один выход, два входа) и коммутировать нужный выход на один разъем. Кроме того хочу обратить внимание на постоянный резистор R6. Номинала в 7,72 МОм в линейке мегаомных сопротивлений нет, ближайший номинал – 7,5 МОм. Для того, чтобы получить нужный номинал придется использовать второй резистор на 220 кОм, соединив их последовательно.

Хочу обратить ваше внимание также на то, что сборкой и наладкой этой схемы собирать функциональный генератор мы не закончим. Для комфортной работы с генератором мы должны знать какая частота генерируется в данный момент работы, или нам бывает необходимо установить определенную частоту. Чтобы не использовать для этих целей дополнительные приборы, мы оснастим наш генератор простым частотомером.

Во второй части занятия мы с вами изучим очередной способ изготовления печатных плат – методом ЛУТ (лазерно-утюжный). Саму плату мы будем создавать в популярной радиолюбительской программе для создания печатных плат – SPRINT LAYOUT.

Скачать программу вы можете на сайте.

Как работать с этой программой, я вам пока объяснять не буду. На следующем занятии, в видео файле, покажу как создать нашу печатную плату в этой программе, а также весь процесс изготовления платы методом ЛУТ.

Страницы: 1 2 3

Источник

Генератор сигналов своими руками на микроконтроллере

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

Аналоговая часть генератора

О сборке

Сборка конструктора генератора сигналов.

Тест режимов работы генератора после сборки.

Выводы.

Принципиальная схема генератора на МК

Параметры устройства

Список радиоэлементов

Мнения читателей

Аналоговая часть генератора

О сборке

Список радиоэлементов

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

Как выглядят низкочастотные генераторы сигналов?

Самодельные приборы

Генераторы синусоидального сигнала

Низкочастотные генераторы сигналов

Как работают генераторы звуковой частоты

Генераторы смешанного сигнала

Генератор импульсов произвольной формы

Генераторы сложных сигналов

Встроенные редакторы

Генераторы цифрового сигнала

Высокочастотные конструкции

Логические сигналы

Отзывы о генераторах

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 1.

Добавить комментарий Отменить ответ