Главная » Измерения
Призовой фонд
на сентябрь 2017 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Тестер компонентов MG328
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Аналоговый функциональный генератор

Я хотел создать функциональный генератор, генерирующий аудио сигналы для тестирования эффектов / усилителей; а также TTL сигналов синхронизации для цифровых схем. Поскольку обычно новые функциональные генераторы стоят около £20, я решил, что смогу сделать такой генератор самостоятельно.

Для данного проекта я использовал интегральную схему XR-2206 для генерирования колебательного сигнала. Интегральная схема может создавать сигнал в виде синусоидальных и треугольных импульсов с заданной амплитудой и частотой, а также TTL сигнал синхронизации при напряжении 5 В. Частотный диапазон колеблется от 20 Гц до 300 кГц – поэтому данный функциональный генератор будет охватывать весь слышимый человеком диапазон частот.

Интегральная схема имеет входы для контроля частот всех сигналов, а также амплитуды синусоидального / треугольного сигнала.

Шаг 1: Список компонентов

Основные компоненты для функционального генератора

  • (2x) 1мкФ электролитические конденсаторы
  • (1x) 10мкФ электролитический конденсатор
  • (1x) 100нФ керамический / полиэфирный конденсатор
  • (1x) 10нФ керамический / полиэфирный конденсатор
  • (1x) 1нФ керамический / полиэфирный конденсатор
  • (1x) 10Ом резистор
  • (2x) 1КОм резисторы
  • (1x) 3 КОм резистор
  • (2x) 5 КОм резисторы
  • (1x) 10 КОм резистор
  • (1x) 30 КОм резистор
  • (2x) 10 КОм потенциометры, устанавливаемые на панели
  • (1x) 100 КОм потенциометр, устанавливаемый на панели
  • (2x) 25 КОм подстрочные резисторы
  • (1x) 4 поворотный переключатель положения
  • (1x) однополюсный перекидной выключатель
  • (5x) 4мм гнезда типа "банан"
  • (1x) 16 штыревое DIL гнездо
  • (1x) ИС XR2206 - функциональный генератор
  • Корпус устройства
  • Макетная плата
  • Провода с многожильным проводником

Дополнительные компоненты для опционального источника питания

  • (1x) 15В AC трансформатор
  • (1x) IEC ввод электропитания
  • (1x) двухполюсный выключатель
  • (1x) 1A предохранитель и держатель
  • (1x) 1A мостовой выпрямитель или (4x) диоды 1N4001
  • (1x) 2200мкФ электролитический конденсатор
  • (1x) 10мкФ электролитический конденсатор
  • (1x) 100нФ полиэфирный конденсатор
  • (1x) 220Ом резистор
  • (1x) 5мм светодиод с держателем
  • (1x) ИС 7812 - стабилизатор напряжения
  • Гибкая проволока для подключения электропитания

Шаг 2: Электрическая схема

Электрическая схема

Для данного проекта используется многофункциональная генераторная ИС – это обеспечило простоту конструкцию, а также малое количество компонентов. Я фактически использовал две микросхемы, которые соответствовали спецификации - Exar XR2206 и Maxim MAX038. В заключении я решил использовать XR2206 – эту микросхему легче и дешевле приобрести.

Частота регулируется двумя потенциометрами – один для грубой настройки и другой для точной. Важно, чтобы для этой цели вы использовали потенциометры хорошего качества, в противном случае будет очень трудно установить точную частоту, и она будет колебаться. С другой стороны вы может заменить два переменных резистора 10-оборотным потенциометром величиной 100 Ком для большей точности.

Я не использовал печатную плату для данного проекта, поскольку спаивал по мере возможности, однако вы можете увидеть, что различные компоненты располагаются в разных частях платы. Фильтр питания и делитель напряжения для контроля амплитуды располагаются слева, конденсаторы для частотного диапазона располагаются в нижней центральной части. Разделив монтажную схему на несколько подсекций легче разрабатывать конструкцию печатной платы.

Данная схема разработана для работы от однополярного источника электропитания напряжением 12 В DC. Подходящий источник питания показан на следующем шаге.

Шаг 3: Источник питания

Источник питания

 

**Данная часть схемы включает работу с высоковольтным источником переменного тока. Если вы сомневаетесь касательно работы с потенциально-смертельным уровнем напряжения, ПРОПУСТИТЕ ДАННУЮ ЧАСТЬ ПРОЕКТА. Вместо этого вы можете использовать AC адаптер питания. Я не несу ответственность за повреждения или травмы, которые могут возникнуть при работе с данным проектом.**

Я решил использовать внутренний источник электропитания для функционального генератора, чтобы не искать модули AC питания. Это означает, что мне не нужно каждый раз повторно калибровать функциональный генератор при запуске от другого напряжения питания, поскольку трансформатор внутри корпуса будет всегда выдавать на выходе одно и то же напряжение.

Убедитесь в том, что предохранитель 1А разрывает токоведущий проводник электропитания. При использовании металлического корпуса убедитесь, что он подсоединен к заземляющему проводнику электропитания. Я разместил все цепи электропитания на своей собственной плате вдали от основной схемы электропитания, с целью облегчения конструкции и снижения интерференции. Убедитесь, что все токоведущие проводники подключены со стороны первичной обмотки трансформатора.

Шаг 4: Корпус

Я разместил все электронные компоненты в пластиковый приборный корпус. Я использовал корпус, показанный на веб-сайте http://www.evatron.com, хотя существует множество аналогичных вариантов. Я использовал маркер для нанесения меток на коннекторы и элементы управления.

Шаг 5: Калибровка

Для калибровки функционального генератора необходимо наличие осциллографа.

Очень важно правильно провести калибровку схемы, чтобы получить на выходе чистый колебательный сигнал. Начните с выбора синусоидального сигнала, выключив переключатель синусоидального / треугольного сигнала. Установите частотный диапазон на второй диапазон, и амплитуду на максимум.

Подсоедините щуп осциллографа на выход синусоидального / треугольного сигнала и установите ваш осциллограф на связь по переменному току – колебательный сигнал имеет DC смещение, другими словами вы не увидите полную волну на экране.

Установите подстрочный резистор в среднее положение и отрегулируйте смещение построечного резистора, пока синусоидальный сигнал на осциллографе не будет четко отображаться. С помощью устройства для контроля искажения продолжите регулировку симметрии для дальнейшего снижения искажения. Вы должны получить чистый синусоидальный сигнал, аналогичный показанному на диаграмме.

Сигнал в виде треугольных импульсов имеет большую амплитуду, чем синусоидальный сигнал, поэтому он будет обрезаться при полной амплитуде, в то время как синусоидальный сигнал не будет. Это, к сожалению, является внутренним дефектом схемы, однако не является большим недостатком, поскольку вы можете вручную установить амплитуду. Прямоугольный сигнал фиксируется при напряжении 5 В и не нуждается в регулировке.

Шаг 6: Модификации и обновления

Существует возможность вносить множество изменений в данный проект для его адаптации в соответствие с вашими особыми требованиями. Также можно увеличить максимальный частотный диапазон, добавив 5-ое положение на поворотный переключатель и подсоединив емкость 100 пФ, аналогично другим подключаемым компонентам. Это поднимет макс. частоту до величины 3 МГц (при данном значении действительно только использовать сигнал прямоугольной формы).

Вы можете использовать также поворотный переключатель для выбора формы сигнала, однако для его получения потребуется грамотное подключение, а также замена переключателя синусоидальный/треугольный сигнал.

Я надеюсь, вы найдете данный проект полезным – он оказался очень кстати при тестировании аудио схем.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Электрическая схема
Функциональный генераторXR22061 Поиск в LCSCВ блокнот
Электролитический конденсатор1 мкФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
Электролитический конденсатор10 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
Конденсатор100 нФ1 керамический / полиэфирныйПоиск в LCSCВ блокнот
Конденсатор10 нФ1 керамический / полиэфирныйПоиск в LCSCВ блокнот
Конденсатор1 нФ1 керамический / полиэфирныйПоиск в LCSCВ блокнот
Резистор
10 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Резистор
1 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
Резистор
3 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Резистор
5 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
Резистор
10 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Резистор
30 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Переменный резистор10 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
Переменный резистор100 кОм1 Поиск в LCSCВ блокнот
Подстроечный резистор25 кОм2 Поиск в LCSCВ блокнот
Переключатель положения1 4 поворотныйПоиск в LCSCВ блокнот
Выключатель1 однополюсный перекиднойПоиск в LCSCВ блокнот
4мм гнезда типа "банан"5 Поиск в LCSCВ блокнот
DIL гнездо1 16 штыревоеПоиск в LCSCВ блокнот
Источник питания
Линейный регулятор
UA7812
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Выпрямительный диод
1N4001
4 или 1A диодный мостПоиск в LCSCВ блокнот
Электролитический конденсатор2200 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
Электролитический конденсатор10 мкФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
Конденсатор100 нФ1 полиэфирныйПоиск в LCSCВ блокнот
Резистор
220 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
Трансформатор220/15 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
Предохранитель1 А1 Поиск в LCSCВ блокнот
Светодиод1 Поиск в LCSCВ блокнот
Ввод электропитания IEC1 Поиск в LCSCВ блокнот
Двухполюсный выключатель1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (9) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Бадрутдинова Светлана Николаевна #
Несколько раз прочитала описание, посмотрела схему. Возникло множество НО. Синусоидальный выход должен быть регулируемый, с прибором контроля выходного напряжения. Логический выход беден. Нужен и КМОП выход. Всего один дополнительный транзистор с подстройкой выходного напряжения. Я бы еще встроила простенький частотомер для контроля выходного сигнала. Вот тогда цены бы не было этому прибору. Я собрала простенький генератор на TL555. Все разместилось на галетном переключателе. Добавила NDA 2030 для испытания динамических головок.
Ответить
0
Looongcat #
А еще лучше по хардкору закопаться в АРМы и сделать свой генератор "с преферансом и куртизанками", который будет обладать поистину гигантскими параметрами. Еще жестче (правда получится только прямоугольник и синус) - поставить дорогую DDS микросхему
Ответить
0
Andrew Martin #
Полностью согласен. Можно было вообще вольтметр выхода, частотомер и всё управление сделать на МК, а диапазоны и режим переключать мультиплексорами, тогда была бы красота. А так просто взяли схему из даташита да кое-как слепили на макетке.
P.S. А такой монтаж я бы вообще постеснялся выставлять на публику. Мало того, что печатку не удосужились развести, так еще и на макетке "сибирские просторы" и "сопли" повсеместно.
Ответить
0
Grampus14 #
А можно вашу схему посмотреть?
Ответить
0
Кирилл #
Как умощнить выход данного генератора при помощи транзисторов, на каком-то конкретном проекте, чтобы можно было позаимствовать решение?
Ответить
0
Бадрутдинова Светлана Николаевна #
Увеличить Выходную мощность можно очень просто. На выход логики через резистор 5к6 сигнал подается на два П2К, средний вывод. С крайних на два подстроечника\скажем верхний вывод\нижний на общий провод. А движки на базу КТ 829, резисторами устанавливаются ТТЛ и КМОП уровни. КТ829 составной и мощный транзистор и падения напряжения до 1А не наблюдается. Синусоидальный выход через резистор регулирования мощности к любому усилителю мощности. Я использовала TDA2030 для испытания динамических головок.причем через П2К подключила к логическому выводу для определения хода диффузора на на 1Герц. При токе до 3 ампер.
Ответить
0
Кирилл #
Светлана, спасибо за ответ. На выходе мне не нужны ни ТТЛ, ни КМОП уровни. Нужен просто универсальный выход (на все формы выходного сигнала) с амплитудой питания выходного каскада. А питание я буду регулировать отдельно.
Ответить
+1
АлександрС #
Хорошая и полезная схема. А кому круче надо - так и надо другие конструкции читать. Здесь не заявлено, что это будет САМЫЙ КРУТОЙ ГЕНЕРАТОР. Заявлено - что простой и доступный, но функциональный. Всякие частотомеры и т.д. - это не "простой" так к слову. Поэтому я считаю надо поблагодарить человека за старания. Хотя бы за то, что не надо самому искать даташит, Все просто и без затей, и работает. Спасибо, автор.
Ответить
0
Человек #
Вообще не генерит, на выходе =0 на прямоугольном выходе постоянная составляющая = 1 с открытым коллектором
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

USB осциллограф DSO-2090
USB осциллограф DSO-2090
Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294 Квадрокоптер Syma X11
вверх