ВЧ-генератор сигналов с частотомером — RadioRadar
В журнале «Радио», 1997, № 6 на с. 48 и 49 было опубликовано в рубрике «За рубежом» описание «Простого широкополосного генератора сигналов ВЧ», которое меня заинтересовало. Собранный по схеме из этой статьи генератор работал без замечаний, поддерживая определённый уровень сигнала на выходе почти независимо от частоты. Чтобы превратить изготовленную плату в полноценный сигнал-генератор, нужно было поместить её в корпус и проградуировать шкалу переменного конденсатора, но руки до этого не дошли. Кроме того, очень трудно оказалось точно устанавливать необходимую частоту без частотомера.
Когда в продаже появились недорогие цифровые частотомеры, предназначенные для встраивания в различную аппаратуру, я решил объединить такой частотомер с уже готовым генератором. Кроме того, расширил возможности этого генератора, предусмотрев в нём амплитудную и частотную модуляцию выходного сигнала.
Схема прибора изображена на рис. 1. В качестве основного органа установки частоты в нём применён переменный конденсатор C1 с твёрдым диэлектриком от переносного приёмника.
Дополнение его варикапом VD1 позволило осуществить плавную подстройку частоты и частотную модуляцию. Для повышения предельной генерируемой частоты предусмотрено отключение переменного конденсатора C1 выключателем SA1. При этом остаётся возможной перестройка генератора варикапом VD1.
Рис. 1. Схема прибора
Генератор модулирующего НЧ-сигнала собран на транзисторах VT5 и VT7. Его сигнал частотой 1 кГц через делитель напряжения из резисторов R3, R4 и конденсатор C3 поступает на переключатель SA3. В положении переключателя «ЧМ» модулирующий сигнал подан на варикап VD1, а в положении «АМ» — на затвор полевого транзистора VT4 через резисторы R11 и R17. Девиацию частоты в режиме ЧМ или глубину АМ регулируют переменным резистором R4.
Если вставить в гнездо XS1 штекер внешнего источника модулирующего сигнала, контакты этого гнезда разорвут цепь подачи сигнала внутреннего генератора НЧ и генератор ВЧ будет модулирован внешним сигналом. Если этот сигнал имеет пилообразную форму, то в режиме ЧМ генерируется ВЧ-сигнал качающейся частоты, который можно использовать для проверки и настройки полосовых фильтров.
Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS (рис. 2). Он был приобретён в интернет-магазине. Его описание можно найти по адресу http://www.zL2pd. com/files/PLJ-8LED_Manual_ Translation_EN.pdf (30.10.17). Переключатель SA4 позволяет подключить вход частотомера к выходу генератора для измерения частоты его сигнала или к разъёму XW1, чтобы измерять частоту любого внешнего сигнала, поданного на этот разъём.
Рис. 2. Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS
Переменным резистором R24 регулируют амплитуду ВЧ-сигнала на выходе генератора, но поскольку этот резистор находится под потенциалом плюсовой линии питания, сигнал подан с него на разъём XW2 через конденсаторы C13 и C18.
Генератор, частотомер и блок сетевого питания удалось уместить в общий корпус размерами 200х100х х40 мм. Расположение в нём плат и других деталей показано на рис. 3. В качестве источника постоянного напряжения 12 В можно использовать любой сетевой блок питания на это напряжение и ток не менее 0,3 А. Я применил готовую плату от ИБП.
Различные готовые блоки питания можно использовать и отдельно, не помещая их в корпус генератора, и этим уменьшить размеры прибора.
Рис. 3. Расположение плат и других деталей в корпусе прибора
В генераторе ВЧ желательно использовать керамические конденсаторы с малым ТКЕ. Переключатели SA1, SA3, SA4 — движковые ПД9-1, подойдут и другие малогабаритные переключатели на два положения. Переключатель SA1 желательно установить поблизости от конденсатора C1. Переключатель поддиапазонов SA2 — SK 1P3T либо другой движковый или галетный на три положения.
Катушка L1 — 62 витка, L2 — 15 витков, L3 — 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2…0,3 мм. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах, демонтированных с платы старой автомагнитолы. Каркас катушки L3 — пластмассовый диаметром 7 мм. Все они имеют ферромагнитные подстроечники. Варикап VD1 и конденсатор C2 постарайтесь разместить рядом с катушкой L3.
Переменный резистор R8 должен быть многооборотным, а R24 не должен быть проволочным.
Гнездо XS1 — под аудиоштекер диаметром 3,5 мм, оснащённое внутренним выключателем. Разъёмы XW1 и XW2 — байонетные BNC или СР50-73Ф.
Все детали прибора размещены на листе фольгированного стеклотекстолита размерами 200×100 мм, который служит и лицевой панелью прибора (рис. 4).
Рис. 4. Лицевая панель прибора
Правильно собранный генератор начинает работать сразу. Однако его частотные поддиапазоны требуют «укладки». При этом возможно потребуется подбирать число витков катушек.
При переключателе SA2 в положении «1», максимальной ёмкости переменного конденсатора C1 и движке переменного резистора R8 в верхнем по схеме положении генерируемая частота должна быть около 400 кГц. Этого следует добиться, вращая под-строечник катушки L1. Если установить нужную частоту с помощью подстроеч-ника не удаётся, придётся менять число витков этой катушки. Увеличение их числа понизит частоту, а при его уменьшении она возрастёт. Получив нужную минимальную частоту, переведите ротор переменного конденсатора C1 в положение минимальной ёмкости, а напряжение управления варикапом VD1 сделайте максимальным, переведя движок переменного резистора R8 в нижнее положение.
Прочитайте на табло частотомера значение верхней частоты первого поддиапазона.
Далее переведите переключатель SA2 в положение «2» и вновь установите максимальную ёмкость переменного конденсатора C1 и минимальное напряжение на варикапе VD1. Подстро-ечником катушки L2 и подбором числа её витков добейтесь, чтобы генерируемая частота стала равной уже известной верхней частоте первого поддиапазона. При минимальной ёмкости пере-менного конденсатора и максимальном напряжении на варикапе измерьте максимальную частоту второго поддиапазона. Аналогичным образом, переведя переключатель SA2 в третье положение, «уложите», изменяя индуктивность катушки L3, и третий, самый высокочастотный поддиапазон. Ещё боль-шую частоту генерации в этом поддиапазоне можно получить, отключив выключателем SA1 переменный конденсатор C1 и пользуясь для перестройки генератора только переменным резистором R8. В своём генераторе я добился перекрытия диапазона 400 кГц…150 МГц без разрывов.
Автор: А. Чех, г. Москва
Самодельный простой НЧ генератор на Atmel ATtiny15
Компактный ШИМ-Тестовый генератор 10Гц — 1МГц
Небольшой 8-контактный микроконтроллер Atmel ATtiny15 генерирует широкий спектр сигналов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).
Компактный блок с батарейным питанием, этот универсальный ШИМ-генератор также включает в себя возможность развертки частоты. Он также может выводить синусоидальный звуковой тестовый сигнал частотой 1 кГц.
О микроконтроллере
Чтобы оценить относительные достоинства этих других микропроцессоров, я решил попробовать разработать простой проект с недорогим устройством из каждого из этих двух семейств микроконтроллеров.
Этот проект я использовал для тестирования семейства AVR. Он использует недорогой 8-контактный чип ATtiny15. Это устройство имеет всего 1 кб флэш-памяти для программирования, 32/8-разрядных регистра и 64 байта EEPROM. Этот крошечный пакет устройств был еще одной причиной моего поиска нового микропроцессора – я не смог найти ни одного устройства 8051 в 8-контактном чипе.
ATtiny15 больше не является текущим устройством в семействе AVR Atmel. Он был заменен множеством других чипов, таких как ATtiny25 и ATtiny13. Тем не менее, этот чип на самом деле все еще легко доступен у многих поставщиков, поэтому я решил, что стоит описать это здесь.
Кроме того, при необходимости программное обеспечение может быть легко адаптировано, например, к ATtiny25.
Цели проектирования
Помимо использования этой конструкции для более пристального изучения семейства AVR, сначала у меня было только несколько целей для этого тестового генератора ШИМ. Я экспериментировал с некоторыми простыми источниками питания в переключаемом режиме и тестирование некоторых схем было бы намного проще, если бы у меня был базовый генератор прямоугольных сигналов, то, что могло бы генерировать ТТЛ-подобную частоту прямоугольных импульсов 5 В постоянного тока от нескольких сотен Герц до, возможно, 500 кГц. Я также хотел иметь возможность регулировать рабочий цикл формы сигнала.
Меня не слишком волновала точная частота – например, мне не требовалось цифровое считывание до единиц Гц, и меня не особенно интересовал точный рабочий цикл. Опять же, просто имея непрерывный диапазон регулировки, в идеале от 0 до 100%, я подумал, что этого будет достаточно.
Генератор ШИМ, который будет использоваться на моем испытательном стенде. Я не знаю о Ваших потребностях, но я с самого начала я хотел, чтобы он работал на батарейках и был настолько компактным и мобильным, насколько это возможно.
По мере развития проекта и по мере того, как я все больше знакомился с написанием ассемблерного кода для ATtiny15, я начал добавлять еще несколько функций. Я начал с того, что просто заставил генератор выдавать простую квадратную частоту 1000 Гц. Затем я получил код рабочего цикла.
Как только я получил это начальное программное обеспечение, работающее правильно, я решил добавить ряд частотных диапазонов. Для этого мне нужен был переключатель для выбора нескольких диапазонов. Однако он должен был быть компактным. У меня случайно оказался тонкий переключатель BCD в коробке с деталями, и поэтому он был использован. Это обеспечивает двоичный кодированный вывод на четырех выводах или пяти, если Вы включаете общий вывод.
Как только генератор заработал в нескольких диапазонах, у меня все еще оставались свободные позиции на переключателе.
Следующей функцией, которую я решил попробовать добавить — это частотная развертка, в которой генератор автоматически шагал (или “развертывал») по диапазону частот, а затем повторял эту развертку частот до тех пор, пока не был выбран другой диапазон. В то время я не мог придумать для этого приложения, но подумал, что эту функцию стоит добавить.
Три батарейки типа ААА питают ШИМ-генератор:
И последнее, я решил попытаться сгенерировать синусоидальную волну, используя гораздо более высокую форму ШИМ-сигнала. Добавление очень простого RC-фильтра удалит гораздо более высокую “несущую” частоту ШИМ, оставив гораздо более низкую синусоидальную волну звуковой частоты.
Переключатель выбора диапазона на самом деле имеет десять позиций (0 — 9), поэтому последние две свободны для любых дополнительных функций, которые Вы хотите добавить. Конечно, Вам для этого придется написать код.
В конце концов, то, что я разработал в компактной коробке, было простым переменным ШИМ-тестовым генератором с функциями звукового тона и генератора частоты развертки.
Схема ШИМ-генератора
На приведенной ниже схеме показана конечная схема. Как видите, частей очень мало.
Принципиальная схема тестового генератора ШИМ ATtiny15
Три батареи AAA обеспечивают номинальное напряжение питания генератора 4,5 В. Маленький желтый светодиод используется, чтобы напомнить мне, что питание включено. (Можно было бы добавить функцию отключения питания…) Ток ATtiny15 очень низкий, около 3 мА, и весь генератор потребляет менее 15 мА при использовании. Я использую его уже более трех лет и мне до сих пор не нужно менять батарейки.
Два потенциометра используются для ввода требуемой частоты и рабочего цикла.
Результирующее переменное напряжение постоянного тока колеблется от нуля до напряжения питания. Эти напряжения поступают на два входа 10-разрядного аналого-десятичного преобразователя (АЦП) ATtiny15. Просто обратите внимание на данный момент, что один банк является логарифмическим (логарифмическим) типом, а другой-линейным (линейным) типом.
Об этом ниже.
Выход ШИМ-генератора поступает от вывода, который подключен к внутреннему ШИМ-генератору ATtiny15. Это питает пару небольших сигнальных транзисторов, которые буферизуют их перед подачей сигнала на выходной разъем генератора через переключатель.
Резистор и конденсатор (R3 и C4) также подключены к выходу буфера и подключены к другой стороне выходного переключателя. Эта RC-пара образует очень простой RC-ШИМ-фильтр, используемый с диапазоном №7 для получения синусоидального аудиовыхода 1 кГц. Выходной переключатель-это просто перемычка печатной платы в моем прототипе, потому что в то время у меня не было подходящего переключателя. Я так и не удосужился его изменить.
Если Вы внимательно посмотрите на плату на этой фотографии, Вы можете увидеть небольшой диод рядом с желтым светодиодом, который не показан на схеме. Это стабилитрон 5,6 В, который использовался для ограничения напряжения от инвертора постоянного тока, генерирующего 5 В от одной батареи АА.
Мне не понравился конечный результат, поэтому инвертор был удален, но этот диод, который сейчас ни на что не влияет, остался на месте.
Монтаж генератора
Как видно на фотографиях, генератор был построен на небольшой монтажной плате. Держатель батареи был приклеен термоклеем к нижней стороне платы.
Небольшой деревянный корпус был сделан из тонкой полоски твердого дерева, а резьбовые нейлоновые прокладки были приклеены эпоксидной смолой в каждый внутренний угол. Затем для коробки были изготовлены верхняя и нижняя крышки, которые привинчиваются на место с помощью болтов на каждом углу, ввинченных в резьбовые прокладки. Весь корпус имеет размеры около 80мм(д) х 50мм(ш) х 25 мм(в).
Светодиодный индикатор питания установлен на плате. Чтобы увидеть его с крышками на месте, в верхней крышке было просверлено отверстие диаметром 3 мм, и в отверстие был вставлен прозрачный пластиковый стержень длиной 10 мм диаметром 3 мм, верхняя часть которого была заподлицо с верхней частью крышки.
Он находится прямо над светодиодом питания. Его желтое свечение отчетливо видно на верхней крышке.
Переключатель выбора диапазона проходит через отверстие в деревянной конструкции с одной стороны, а выключатель питания и выходное соединение проходят через другие аналогичные отверстия. Этикетка с подробным описанием каждого ассортимента (см. фотографию в верхней части этой страницы) была покрыта прозрачным пластиком и приклеена к нижней крышке. Еще одна этикетка была сделана для элементов управления на другой стороне коробки.
Программное обеспечение
Ключевыми особенностями ATtiny15, используемого в этой конструкции, являются входы АЦП, которые позволяют определять аналоговые значения переменных с 10-битной точностью, и мощный высокоскоростной ШИМ-генератор.
Основное ядро программного обеспечения просто считывает значение и использует их для программирования регистров ШИМ-генератора. Необходимый диапазон настройки определяется путем считывания значения трех контактов, подключенных к переключателю BCD.
Отклик генератора ШИМ близок к логарифмическому для линейного выбора настроек регистра ШИМ. Использование логарифмического звена для регулирования частоты дает примерно линейный частотный выход от генератора. Это и есть причина появления логарифмических и линейных потенциометров.
Полностью прокомментированный исходный код для тех, кто хочет изменить или добавить функции, и шестнадцатеричный файл, сгенерированный ассемблером для программирования ATtiny15, доступны для загрузки далее по этой странице.
Загрузки
Исходный код (120кб): pwmgen2.zip и наклейки: table.gif; panel.gif
Источник:zl2pd.com
Метки: [ программирование ]
ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Автоматическая подсветка лестницы на ATmega8
- Необычные Двоичные Часы
- Как показать температуру двигателя в Renault и Driving Eco2 в MediaNav?
Красивым и полезным дополнением к лестнице будет её подсветка. Это не только будет красиво, но и обеспечит дополнительную безопасность.
В статье, ниже рассмотрена схема устройств на микроконтроллере ATmega8.
Оно обеспечивает автоматическое освещение ступенек лестницы при приближении к ней человека с любой её стороны.
Подробнее…
Четырехточечные бинарные часы с ультра-простым дисплеем
Предложенные часы не тикают, не имеют ярких ЖК-дисплеев или светодиодов и нет никакой тревоги (будильника).
Показ времени только четырьмя разноцветными точками света. Я не думаю, что эти часы намного сложны, чем обычные.
Подробнее…
На сайте drive2 можно встретить ни одну активацию различных функций в MediaNav, в прочем и в других блоках тоже.
Обладателям бензиновых версий автомобилей Renault в комплектации со штатным автозапуском и MediaNav повезло больше — с завода у них в машине установлен блок BIC 283468105R который коммутирует две шины автомобиля: CAN1 и CAN2, передавая данные бортового компьютера и температуры окружающей среды на экран MediaNav.
Подробнее…
Популярность: 719 просм.
| Хакадей
15 декабря 2021 г. Дэн Мэлони
Примечание: ни одно старинное тестовое оборудование Hewlett Packard не пострадало при изготовлении этих чрезмерно сложных часов Nixie. На самом деле, электронный счетчик HP 5245L получился лучше, чем вошел в проект.
Красиво собранная вручную задняя панель в стойке HP 5245. Мы упомянули о судьбе этого инструмента в основном потому, что уже видели немало крутых-старых-штучек, выпотрошенных и наполненных-Arduinos, и, хотя они могут быть интересными, в них есть что-то глубоко тревожное. потеряв еще одну часть нашего общего электронного наследия. Распотрошить этот девайс, который родом из начала 1960-х годов и имеет одну из самых красивых проводных соединений объединительной платы «точка-точка», которую мы когда-либо видели, было бы трагедией, которой [Шахриар] мудро избежал.
После небольшого повторения и устранения неполадок с блоком питания видео ниже предлагает нам экскурсию по красоте на базе Nixie. Это замечательный образец, и он по-прежнему довольно точен после всех этих десятилетий, хотя и нуждался в некоторой калибровке. Однако для того, чтобы превратить его в часы, неразрушающим образом, потребовалось добавить немного оборудования. Внутри [Shahriar] добавил карту деления на десять, чтобы счетчик мог использовать внешний эталон 10 МГц. Внешне использовался программируемый генератор сигналов ERASynth++ для подачи сигнала на счетчик в диапазоне от 0 Гц до 23,59 Гц.5,9 кГц с увеличением на 100 Гц каждую секунду.
Конечным результатом являются самые сложные 24-часовые часы в мире, которые, честно говоря, вообще не были целью сборки. Он должен был показать великолепные внутренности счетчика, познакомить нас с некоторыми крутыми новыми радиочастотными инструментами и, как всегда с видео [Шахриара], обучать и информировать. Нам всегда нравилось его волшебство, от его взгляда на автомобильные радары до демонтажа прицела на миллион долларов, и это был еще один отличный проект.
Продолжить чтение «Часы-никси, трудный путь» →
Posted in Взломы часов, ЗапчастиTagged часы, счетчик, электронный счетчик, Hewlett Packard, HP, nixie, ретро, генератор сигналов, винтаж25 мая 2020 г. Том Нарди
Какие умные вещи можно было сделать с сигналом, который имел период 2 часа? Или 20? Есть идеи? Нет серьезно, скажи нам. Потому что [Джозеф Эофф] придумал способ производить невероятно низкочастотные сигналы, которые тянутся часами, и мы хотели бы выяснить, что мы можем с этим сделать.
Честно говоря, у [Джозефа] тоже не было никаких идей. Он подумал, что это будет интересный проект, и полагает, что теперь, когда у него есть технология, может быть, ему найдется применение. Говорят, если у вас есть молоток, все выглядит как гвоздь, так что, возможно, следующим проектом, который он пришлет нам, будет синусоидальная кормушка для рыб.
[Джозеф] говорит, что программная часть работы с Pure Data не была проблемой, но вывести ее из компьютера оказалось непросто.
Оказывается, стандартная звуковая карта вашего компьютера не приспособлена для работы с частотами в миллигерцовом диапазоне (большой сюрприз), поэтому их необходимо уговорить с помощью дополнительного оборудования. Используя простую схему, похожую на демодулятор AM, он может извлечь низкочастотный сигнал из несущей 16 кГц.
Так что, если вам когда-нибудь понадобится несколько герц, теперь у вас есть инструмент для их генерации. По крайней мере, это более практично, чем то, как они использовали для генерации низкочастотных сигналов еще в 1900-х годах.
Posted in Radio Hacks, Software HacksTagged демодуляция, генератор частоты, генератор сигналов, синусоида, прямоугольная волна17 марта 2020 г. Эл Уильямс
[The Signal Path] зацепил модный векторный генератор сигналов Rohde & Schwarz, который может работать на частоте до 3,2 ГГц, но, к сожалению, он не был в рабочем состоянии. Он включился и даже выдал сигнал частотой 1 ГГц, но выходная амплитуда была очень неправильной.
Интересно, что относительные изменения выходного сигнала были правильными, просто абсолютная амплитуда выходного сигнала была немного отклонена и менялась с частотой. Так началась детективная работа, за которой вы можете следить в видео ниже.
Прибор довольно высокого класса, и даже при самопроверке проблем не было. Это означало, что все внутренние компоненты, вероятно, были в порядке, а все, что было не так, вероятно, находилось близко к выходу. Блок-схема руководства по обслуживанию была не очень полезной, особенно учитывая, что все части обработки работают хорошо.
Читать далее «Разборка векторного генератора сигналов 3,2 ГГц» →
Posted in Ремонтные лайфхаки, TeardownTagged rohde & schwarz, генератор сигналов21 сентября 2018 г. Том Нарди
Нет никаких сомнений в том, что осциллограф является обязательным элементом оборудования для хакера-электронщика. Это критически важная часть оборудования для обратного проектирования устройств и протоколов, и, к счастью для нас, они так же дешевы, как и прежде.
Даже достаточно многофункциональный четырехканальный прицел, такой как Rigol DS1054Z, стоит примерно столько же, сколько смартфон среднего класса. Но если это все еще слишком богато на ваш вкус, и вы готовы немного сэкономить на функциях, вы можете получить функциональный цифровой осциллограф чуть дороже, чем мелочь в кармане.
Несмотря на то, что на рынке есть множество очень дешевых карманных цифровых запоминающих осциллографов (DSO), [Питер Балч] решил, что лучше будет раскрутить свою собственную версию, используя готовые компоненты. Это не только послужило поводом для глубокого погружения в некоторые интересные инженерные задачи, но и привело к тому, что цена стала даже ниже, чем у моделей «под ключ». Состоящий из немного большего, чем Arduino Nano и OLED-дисплей, стоимость составляет менее 10 долларов США за приличный DSO размером со спичечный коробок.
Но не отличный . [Питер] очень откровенно говорит об ограничениях этого самодельного карманного прицела: он не может работать с очень высокой частотой дискретизации, а дисплей недостаточно большой, чтобы отображать что-то большее, чем основы.
Но если вы проводите быструю и грязную диагностику в полевых условиях, это может быть все, что вам нужно. Тем более, что есть большая вероятность, что вы сможете собрать его из деталей из мусорной корзины.
Даже если вы не собираетесь создавать собственную версию прицела на базе Arduino, описанного [Питером], его статья по-прежнему полна увлекательных подробностей и теорий. Он объясняет, как его программный подход заключается в том, чтобы отключить все прерывания и поместить микроконтроллер в замкнутый цикл опроса, чтобы как можно быстрее считывать данные с АЦП. Потребовалось некоторое экспериментирование, чтобы найти правильное значение предделителя для тактовой частоты Atmega 16 МГц, но в конце концов он обнаружил, что может получить полезный (хотя и несколько шумный) выход с частотой дискретизации 1 мкс.
К сожалению, АЦП Arduino оставляет желать лучшего с точки зрения входного диапазона. Но с добавлением двойного операционного усилителя LM358 осциллограф Arduino получает некоторое усиление, поэтому он может улавливать сигналы в диапазоне мВ.
Для полноты картины [Питер] включил в прошивку устройства некоторые полезные функции, такие как частотомер, прямоугольный источник сигнала и даже вольтметр. С добавлением корпуса, напечатанного на 3D-принтере, этот маленький гаджет может быть очень удобен в вашем мобильном наборе инструментов.
Если вы предпочитаете коммерческий подход, то собственная компания Hackaday [Дженни Лист] провела обзор ряда очень доступных моделей, таких как DSO Nano 3 и набор для сборки JYE Tech DSO150.
[Спасибо BaldPower за подсказку.]
Posted in Arduino Hacks, Tool HacksTagged arduino nano, самодельный осциллограф, dso, частотомер, генератор сигналов6 сентября 2018 г. Дэн Мэлони
Обычно мы оставляем честь Неудачника недели за одним из нас — за кем-то, работающим на верстаке, который просто не может собраться, или, может быть, за тем, кто был опасно близок к получению премии Дарвина.
Обычно мы не выделяем коммерческие продукты в FotW, но в случае с этим некачественным генератором ВЧ сигналов сделаем исключение.
Мы полагаем, что значок отказа может быть каким-то образом прикреплен к [electronupdate] для этого; в конце концов, он выложил 200 долларов за генератор сигналов RF Explorer, который рекламирует покрытие от 24 МГц до 6 ГГц. Но в истинной манере «лимоны к лимонадам» видео ниже предоставляет нам тщательный анализ производительности устройства и разборку устройства.
Первый шаг — посмотреть на сигнал с помощью анализатора спектра, который не обнадеживал. Если бы устройство генерировало чистую синусоидальную волну, как и должно быть, мы бы не увидели леса пиков, указывающих на гармоники по всему диапазону. Осциллограф не намного лучше; форма волны ближе к прямоугольной, чем к синусоидальной. Под капотом он обнаружил микроконтроллер PIC и синтезатор частоты MAX2870, но заметное отсутствие каких-либо компонентов ВЧ-фильтрации, что объясняет, почему выходной сигнал получился таким корявым.
Конечно, 200 долларов не так уж и много по сравнению с тем, сколько будет стоить генератор сигналов лабораторного уровня с таким широким диапазоном частот. И, конечно же, внешние фильтры могут помочь. Но за 200 долларов разумно ожидать хоть какой-то фильтрации.
Мы аплодируем [electronupdate] за то, что он взял один для нашей команды и дал несколько ценных советов о том, что нужно и что нельзя делать при проектировании радиочастот. Мы привыкли видеть, как он разбирает компоненты, например, заглянув внутрь катушек индуктивности для поверхностного монтажа, но нам нравятся и такие вдумчивые обзоры.
Читать далее «Провал недели: как не надо проектировать генератор радиочастотных сигналов» →
Posted in Неудача недели, TeardownTagged filter, гармоники, PLL, RF, RF Design, генератор сигналов, спектр, паразитный, синтезатор, vco11 августа 2018 г. Эл Уильямс
Хотя есть несколько исключений, ПЛИС являются преимущественно цифровыми устройствами.
Однако многие приложения ПЛИС обрабатывают аналоговые данные, поэтому часто можно увидеть ПЛИС, окруженную аналоговыми и цифровыми преобразователями. Это настолько распространено, что компания Opal Kelly — производитель инструментов FPGA — запустила открытый стандарт SYZYGY для соединения подобных устройств. [Армин] — летний стажер в Opal Kelly — создал очень интересный генератор сигналов на основе FPGA с открытым исходным кодом, используя Xilinx FPGA и цифро-аналоговый преобразователь, совместимый с SYZYGY.
Как и следовало ожидать, [Армин] использовал в проекте много аппаратного и программного обеспечения Opal Kelly. Но код Verilog (доступный на GitHub) показывает много интересного, в том числе очень практичный пример кода для использования Xilinx CORDIC IP, который является отличным способом выполнения математических операций высокого порядка с использованием цифровой логики.
Читать далее «Генератор сигналов использует ПЛИС» →
Posted in FPGATagged Cordic, dds, fpga, opal kelly, генератор сигналов, xilinx17 ноября 2016 года Дженни Лист
Если вы интересуетесь электроникой или инженерией, вы наверняка заметили множество полезных приложений, которые помогут вам в проектировании и сборке.
Есть калькуляторы, помощники по дизайну и несколько интригующие приложения, которые утверждают, что предлагают целый инструмент на вашем телефоне. Некоторые из них предназначены для поддержки внешних периферийных устройств USB сторонних производителей, но большинство из них утверждают, что предлагают функциональные возможности, используя только аппаратное обеспечение телефона. Зачем покупать дорогой осциллограф, анализатор спектра или генератор сигналов, если их можно просто скачать бесплатно?
Те, кто празднует Рождество где-нибудь с британскими традициями, знакомы с рождественскими крекерами и часто разочаровывающими новинками, которые они содержат. Небританцы, без сомнения , теряются на этом этапе… крекеры, о которых идет речь, представляют собой картонную трубку, обернутую блестящей бумагой, туго натянутую на каждый ее конец. Идея состоит в том, что два человека тянут за концы бумаги, и когда она разрывается, выпадает игрушка или новинка. Это что-то вроде приза в Cracker Jack Box.
Инженерно-ориентированные приложения следуют этому циклу надежд и разочарований. Но иногда бывают исключения. Давайте вместе познакомимся с хорошим и плохим, не так ли?
Продолжить чтение «Приложения для настольных инструментов для смартфонов: разочарование или восторг?» →
Опубликовано в Избранные, Интерес, Оригинальное искусство, Взломы инструментовпомеченный андроид, генератор функций, инструмент, приборостроение, мобильный телефон, осциллограф, генератор сигналов, анализатор спектра, анализатор спектра Генераторы сигналов— Часть 1
» Перейти к дополнительным материалам
Давайте подробно рассмотрим генераторы сигналов. Эти устройства используются для формирования сигналов, используемых при тестировании и устранении неисправностей радиоприемников и других цепей, поэтому представляют первостепенный интерес практически для всех, кто интересуется электроникой.
На страницах Nuts & Volts вы найдете объявления о подержанных и новых генераторах сигналов. Если вам повезет, вы можете подобрать действительно приятные генераторы сигналов старой технологии для настоящей песни.
Источники сигналов и генераторы сигналов
Генераторы сигналов и источники сигналов представляют собой инструменты, которые генерируют управляемые сигналы для использования в испытаниях и измерениях. Некоторые люди проводят различие между источниками сигналов и генераторами сигналов. Первые производят выходные сигналы непрерывной волны (CW) без модуляции, в то время как вторые будут производить одну или несколько форм модулированного сигнала (AM, FM, SSB, PM) в дополнение к выходному сигналу CW. Однако во многих случаях вы увидите, что слова «источник» и «генератор» в популярном употреблении взаимозаменяемы.
Некоторые источники сигналов производят одну выходную частоту (или дискретное число фиксированных выходных частот). Эти инструменты иногда используются для тестирования систем приемников с разделением каналов.
Другие источники сигнала будут генерировать выходной сигнал в очень широком диапазоне частот. Добавьте к этим инструментам каскад модулятора, и генератор сигналов будет создан. На рис. 1 показан типичный промышленный генератор сигналов.
РИСУНОК 1.
Классы инструмента
Генераторы и источники сигналов бывают нескольких классов. Что выбрать, зависит от использования. Инструмент уровня обслуживания используется для устранения неполадок в широковещательных приемниках. В них часто отсутствует калиброванный или измеряемый регулятор выходного уровня, а точность частоты обычно низкая. Что еще более важно, для многих чувствительных измерений при низких уровнях выходного сигнала через фланцы уходит больше сигнала, чем через выходной разъем. Такие инструменты полезны для простого устранения неполадок, но бесполезны для точных измерений.
Источники сигналов и генераторы лабораторного уровня представляют собой высококачественные приборы с точным считыванием частоты и регуляторами выходного уровня.
Эти приборы используются для лабораторных измерений приемников и других устройств, где требуется высокая точность и аккуратность.
Качественные сервисные инструменты находятся где-то между двумя предыдущими классами. Некоторые основные производители высококачественных лабораторных источников сигналов и генераторов также выпускают «экономичные» линии, соответствующие этой категории. Они значительно более высокого класса, чем простые сервисные инструменты, но не соответствуют лабораторному классу. Они часто используются для устранения неполадок в высококачественных телекоммуникационных и наземных мобильных системах, где не требуются высокоточные и точные измерения.
Выходной уровень
Выходной сигнал калиброванного генератора сигналов обычно выражается либо в микровольтах (мкВ), либо в дБм (децибелах относительно одного милливатт на 50 Ом), либо в мкВ и дБм. Полезно иметь представление об обеих формах индикации выходного уровня. Один микровольт (1 мкВ) равен 10 -6 вольт, поэтому при подключении к резистивной нагрузке 50 Ом уровень мощности составляет
В 2 /R = (10 -6 В) 2 /(50 Ом) = 2 x 10 -14 Вт
Опорный уровень 0 дБм составляет один милливатт (1 мВт), рассеиваемый на резистивной нагрузке 50 Ом.
Это соответствует приложенному напряжению
. Если шкала установки уровня выходного сигнала на конкретном приборе не откалибрована в правильных единицах, то требуемая единица измерения может быть рассчитана с использованием этих методов.
Точно так же просто найти уровень выходной мощности в ваттах или милливаттах из дБм:0003
Чтобы найти уровень в ваттах, разделите уравнение (3) на 1000.
Качество выходного сигнала
Было бы хорошо, если бы все источники и генераторы сигналов были идеальными, т.е. выходная частота и выходной уровень были бы бесшумными и идеально откалиброванными. . Этого никогда не происходит, хотя разница в этих характеристиках является принципиальным различием между высококачественными и низкокачественными инструментами.
Частота
Важными соображениями, касающимися частоты, являются диапазон, разрешение, точность и (в приложениях с автоматическим испытательным оборудованием) скорость переключения.
Диапазон. Диапазон частот — это спецификация, указывающая конкретные частоты, которые охвачены. В некоторых случаях будет только одна частота или небольшое количество дискретных частот. В других случаях предоставляется одна или несколько полос частот.
Разрешение. Разрешение — это наименьшее приращение частоты, которое можно установить. На аналоговых приборах, не имеющих счетчика, разрешение плохое. Разрешение можно (но не обязательно) улучшить, добавив цифровой частотомер для измерения выходной частоты. На современных синтезаторах можно установить частоту с очень хорошим разрешением.
Точность. Эта спецификация относится к тому, насколько близко фактическая выходная частота соответствует заданной частоте. Точность зависит от установленной частоты (и насколько точно она может быть установлена), F Set , долговременного старения (t aging ) и времени с момента последней калибровки (t cal ).
Математически:
Точность = ± F Установка x t Старение x t Калибровка
Пример
Генератор сигналов настроен на частоту старения 480 МГц, 5 раз в мин. Прошло шесть месяцев (0,5 года) с момента последней калибровки.
Точность = ± F Установка x t Старение x t Калибровка
Точность = ± (480 МГц) x (0,155 ppm/год) x (0,5 года) быть некоторым случайным изменением выходной частоты. На рис. 2 показан диапазон неопределенности вокруг заданной частоты.
РИСУНОК 2.
Фактическая выходная частота Fo будет равна FSet ± Точность. Общепринятой практикой является калибровка генератора сигналов раз в полгода или ежегодно, в зависимости от использования.
Скорость переключения (Время установления). Это промежуток времени, обычно в миллисекундах или микросекундах, который требуется источнику или генератору синтезированного сигнала для перехода на новую частоту при получении цифровой команды на изменение.
Он рассчитывается как время, в течение которого ошибка частоты и/или уровня выходного сигнала, вызванная изменением, входит в диапазон спецификации.
Выходной уровень
Выходной уровень может быть выражен в обозначениях напряжения, мощности или дБм. Все они эквивалентны, хотя в большинстве случаев предпочтительнее будет тот или иной вариант. Наиболее распространенным методом описания выходного уровня является дБм. Типичный генератор сигналов или источник сигнала CW обеспечивает выходные уровни от -136 дБмВт до +10 дБм (некоторые из них имеют более высокие уровни) с точностью выходного уровня ±0,50 дБмВт и разрешением от 0,01 до 0,02 дБ.
Как и в случае с частотой, существуют факторы, влияющие на точность фактического выхода по сравнению с установленным выходом. Рисунок 3 показывает, что существует зона неопределенности вокруг установленного выходного уровня.
РИСУНОК 3.
Для любой заданной настройки существуют значения Pmin и PMax.
Например, если единственной ошибкой является точность, описанная выше (например, 0,50 дБ), установка уровня, скажем, -10 дБмВт даст фактический уровень выходной мощности от -9,5 до -10,5 дБмВт.
Спектральная чистота
Выходной сигнал не всегда хороший и чистый. Хотя чистота выходного сигнала является одним из отличительных факторов, отличающих генераторы более низкого и более высокого качества, все они производят сигналы, отличные от желаемого. На рис. 4A показан типичный выходной спектр.
РИСУНОК 4А.
Этот дисплей можно увидеть на анализаторе спектра. Основной сигнал представляет собой синусоиду CW, поэтому в идеале мы ожидаем только один пик с высотой, пропорциональной выходному уровню. Но есть много других сигналов.
Во-первых, обратите внимание, что основной сигнал растянут фазовым шумом. Этот шум представляет собой случайное изменение основной частоты. При интегрировании по заданной полосе пропускания, например, от 300 до 3000 Гц, фазовый шум называется остаточным ЧМ (, рис.
4B, ).
РИСУНОК 4B.
Во-вторых, в присутствуют гармоники Рисунок 4A . Если основной сигнал имеет частоту F, гармоники имеют частоты nF, где n — целое число. Например, вторая гармоника — 2F, а третья гармоника — 3F. Во многих случаях гармоника 3F сильнее гармоники 2F, хотя в целом высшие гармоники слабее низших гармоник.
Иногда также присутствуют субгармоники. Это целые частные от основного сигнала. Опять же, если F является основной частотой сигнала, nF/2 представляет субгармоники. Как правило, если что-то не мешает выходному сигналу, субгармоники не так заметны. Однако одна вещь, которая делает субгармоники заметными, — это использование каскадов умножения или делителя частоты (что имеет место во многих современных генераторах).
Наконец, на некоторых генераторах обнаруживаются различные ложные сигналы («шпоры»). Это может быть вызвано пульсациями источника питания, модулирующими выходной сигнал, паразитными колебаниями, цифровым шумом от счетчика или контура фазовой автоподстройки частоты и другими источниками.
Гармоники и паразитные помехи обычно измеряются в децибелах ниже несущей (дБн), где несущая — это амплитуда основного выходного сигнала. Как правило, чем ниже нежелательные компоненты, тем лучше источник сигнала.
Фазовый шум требует особого внимания. Обычно он измеряется в дБн/Гц, т. е. в децибелах ниже несущей на герц полосы пропускания. Этот шум концентрируется вокруг частоты основного сигнала и обычно отображается в логарифмическом масштабе, что позволяет сжимать на одном графике как близкие, так и отдаленные компоненты шума.
Архитектуры
Несмотря на то, что существует множество различных конфигураций с различными представлениями «блок-схем», существует лишь несколько различных архитектур, используемых при разработке генераторов сигналов. На рис. 5 показана простая аналоговая архитектура, которая когда-то была распространена даже в высококлассных приборах и до сих пор распространена в приборах сервисного класса.
Сигнал генерируется управляемым L-C генератором переменной частоты (VFO).
VFO обычно имеет переключатель диапазонов для выбора различных частотных диапазонов. Калиброванная шкала настройки дает пользователю приблизительное представление о выходной частоте. Однако из-за дрейфа и механических аспектов калибровки циферблата эти циферблаты не очень точны.
Некоторые инструменты имеют выходной усилитель, хотя на протяжении многих десятилетий даже качественные генераторы сигналов не имели усилителей мощности. Выходной сигнал VFO подавался непосредственно на регулятор выходного уровня.
Генераторы сервисного класса с такой архитектурой обычно имеют грубую форму контроля выходного уровня. С другой стороны, инструменты более высокого качества будут иметь некоторый вариант выходной схемы, показанной на рис. 5 .
РИСУНОК 5.
Иногда предоставляется выход высокого уровня, чтобы позволить пользователю направить сигнал на счетчик частоты, чтобы можно было добиться точного определения частоты.
В цепи установки выходного уровня два аттенюатора. Грубый аттенюатор используется для установки относительного выходного измерителя на некоторую откалиброванную точку. В большинстве случаев счетчик калибруется с нулем в центре аналоговой шкалы. Грубый аттенюатор настраивается таким образом, чтобы указатель измерителя центрировался над нулевой точкой в центре измерителя. Когда это сделано, настройки тонкого выходного аттенюатора действительны.
Другие типы генераторов сигналов
В основном эта статья посвящена генераторам радиочастотных сигналов. Но есть два других типа генераторов сигналов, которые необходимо учитывать. Во-первых, это генератор прямого звукового сигнала. Во-вторых, есть генератор функций. Генератор аудиосигнала будет производить высококачественный синусоидальный выходной сигнал, а также, возможно, прямоугольный выходной сигнал. Возможно, он будет предлагать точное управление мощностью либо с помощью замера, либо с помощью циферблата. Эти генераторы сигналов обычно имеют выходное сопротивление 600 Ом.
Верно и то, что они редко охватывают больше звуковых частот (от 20 Гц до 20 кГц), хотя некоторые доходят до 100 кГц. С другой стороны, функциональные генераторы могут работать на частоте 1 МГц или 2 МГц для обычных классов и до более 20 МГц в некоторых классах.
Функциональные генераторы отличаются от обычных аудиогенераторов тем, что они имеют три или более функций: синусоидальные, прямоугольные и треугольные волны. Обычно они имеют несколько выходов или переключаются между 50 Ом, 600 Ом и выходом TTL. Типичный функциональный генератор также отличается от аудиогенератора тем, что управление выходом довольно грубое и представляет собой одноручное управление.
British Boatanchors
Boatanchor — радиоприемник, который светится в темноте, т. е. радиоприемник на электронных лампах. Сегодня в Соединенных Штатах есть несколько коллекционеров лодочных якорей. Находясь в Соединенном Королевстве, у меня была возможность посетить музей лодочных якорей в районе Лондона во время мероприятия, посвященного лодочным якорям.
