Генератор частоты своими руками
Прибор можно использовать в качестве простейшего сигнала-генератора для налаживания различной усилительной и приемной радиоаппаратуры. Принципиальная электрическая схема прибора показана на рис. Максимальное напряжение на выходе генератора составляет единицы милливольт. Режим работы генератора устанавливают переменным резистором R1.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Радио-как хобби
- Схема DDS-генератора сигналов
- На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
- Радио-как хобби
- Конструктор для сборки простого DDS генератора сигналов
- Генератор сигналов: функциональный генератор своими руками
- Тег Генератор
- Генератор сигналов на SigmaDSP, Генератор синуса, меандра, пилы и треугольника
- Генератор импульсов
- Генераторы
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Генераторы импульсов на триггере Шмитта
Радио-как хобби
Амплитуда генерируемого сигнала в таких генераторах очень стабильна и близка к напряжению питания. Но форма колебаний весьма далека от синусоидальной — сигнал получается импульсным, причем длительность импульсов и пауз между ними легко регулируется.
Импульсам легко придать вид меандра, когда длительность импульса равна длительности паузы между ними. Основной и широко распространенный вид релаксационного генератора — симметричный мультивибратор на двух транзисторах, схема которого показана на рисунке ниже.
В нем два стандартных усилительных каскада на транзисторах VT1 и VT2 соединены в последовательную цепочку, то есть выход одного каскада соединен со входом другого через разделительные конденсаторы С1 и С2. Они же определяют и частоту генерируемых колебаний F, точнее, их период Т.
Напомню, что период и частота связаны простым соотношением.
Если схема симметрична и номиналы деталей в обоих каскадах одинаковы, то и выходное напряжение имеет форму меандра. При этом малейшие изменения коллекторного напряжения хотя бы из-за тепловых флуктуаций одного транзистора передаются через конденсаторы С1 и С2 в цепь базы другого.
Предположим, что коллекторное напряжение VT1 чуть-чуть понизилось. Это изменение передается через конденсатор С2 в цепь базы VT2 и немного его запирает. Коллекторное напряжение VT2 возрастает, и это изменение передается конденсатором С1 на базу VT1, он отпирается, его коллекторный ток возрастает, а коллекторное напряжение понижается еще больше.
Процесс происходит лавинообразно и очень быстро. В результате транзистор VT1 оказывается полностью открыт, его коллекторное напряжение будет не более 0, Теперь надо ждать, пока перезарядятся конденсаторы С1 и С2 и транзистор VT2 приоткроется током, текущим через резистор смещения R2. Лавинообразный процесс пойдет в обратном направлении и приведет к полному открыванию транзистора VT2 и полному запиранию VT1.
Время перезарядки определяется напряжением питания, током через резисторы Rl, R2 и емкостью конденсаторов Cl, С2. Действительно, произведение сопротивления в омах на емкость в фарадах дает время в секундах. Для номиналов, указанных на схеме рисунка 1 кОм и пФ , постоянная времени получается около 1,7 миллисекунды, что говорит о том, что частота мультивибратора будет лежать в звуковом диапазоне порядка сотен герц. Частота повышается при увеличении напряжения питания и уменьшении номиналов Rl, С1 и R2, С2.
Описанный генератор весьма неприхотлив: в нем можно использовать практически любые транзисторы и изменять номиналы элементов в широких пределах. К его выходам можно подключать высокоомные телефоны, чтобы услышать звуковые колебания, или даже громкоговоритель — динамическую головку с понижающим трансформатором, например абонентский трансляционный громкоговоритель.
Так можно организовать, например, звуковой генератор для изучения азбуки Морзе.
Телеграфный ключ ставят в цепи питания, последовательно с батареей.
Поскольку два противофазных выхода мультивибратора в радиолюбительской практике нужны редко, автор задался целью сконструировать более простой и экономичный генератор, содержащий меньше элементов.
То, что получилось, показано на следующем рисунке. Здесь использованы два транзистора с разными типами проводимости — п-р-п и р-n-р.
Открываются они одновременно, коллекторный ток первого транзистора служит током базы второго. Когда транзисторы запираются, напряжение на коллекторе VT2 выход 1 В падает до нуля, это падение передается через цепочку ПОС на базу VT1 и полностью его запирает. Когда конденсатор С1 зарядится до примерно 0,5 В на левой обкладке, транзистор VT1 приоткроется, через него потечет ток, вызывая еще больший ток транзистора VT2; напряжение на выходе начнет расти.
Это возрастание передается на базу VT1, вызывая еще большее его открывание. Происходит вышеописанный лавинообразный процесс, полностью отпирающий оба транзистора.
Через некоторое время, нужное для перезарядки С1, транзистор VT1 призакроется, поскольку ток через резистор большого номинала R1 недостаточен для его полного открывания, и лавинообразный процесс разовьется в обратном направлении. Скважность генерируемых импульсов, то есть соотношение длительностей импульса и паузы, регулируется подбором резисторов R1 и R2, а частота колебаний — подбором емкости С1.
Устойчивой генерации при выбранном напряжении питания добиваются подбором резистора R5. Им же в некоторых пределах можно регулировать выходное напряжение.
Так, например, при указанных на схеме номиналах и напряжении питания 2,5 В два дисковых щелочных аккумулятора частота генерации составила 1 кГц, а выходное напряжение — ровно 1 В. Потребляемый от батареи ток получился около 0,2 мА, что говорит об очень высокой экономичности генератора.
Нагрузка генератора R3, R4 выполнена в виде делителя на 10, чтобы можно было снимать и меньшее напряжение сигнала, в данном случае 0,1 В. Еще меньшее напряжение регулируемое снимается с движка переменного резистора R4.
Сигнал прямоугольной формы с крутыми фронтами содержит широкий спектр частот — кроме основной частоты F, еще и ее нечетные гармоники 3F, 5F, 7F и так далее, вплоть до радиочастотного диапазона. Поэтому генератором можно проверять не только звуковую аппаратуру, но и радиоприемники. Конечно, амплитуда гармоник убывает с ростом их частоты, но достаточно чувствительный приемник позволяет прослушивать их во всем диапазоне длинных и средних волн. Схема генератора прямоугольных импульсов представляет собой кольцо из двух инверторов.
Функции первого из них выполняет транзистор VT2, на входе которого включен эмиттерный повторитель на транзисторе VT1.
Это сделано для повышения входного сопротивления первого инвертора, благодаря чему появляется возможность генерации низких частот при относительно небольшой емкости конденсатора С7. На выходе генератора включен элемент DD1.
Последовательно с времязадающим конденсатором нужная величина емкости подбирается переключателем SA1 включен резистор R1, изменением сопротивления которого регулируется выходная частота генератора.
Для регулировки скважности выходного сигнала отношения периода импульса к его длительности в схему введен резистор R2. Устройство генерирует импульсы положительной полярности частотой 0,1 Гц Частотный диапазон генератора разбит на 7 поддиапазонов: 0, В схеме можно использовать кремниевые маломощные транзисторы с коэффициентом усиления не менее 50 например, КТ, КТ , КТ и т.
Генератор прямоугольных импульсов на микроконтроллере на этой схеме, будет отличным пополнением в вашу домашнюю измерительную лабораторию. Особенностью этой схемы генератора является фиксированное число частот, а точнее И его можно применять в различных цифровых схемотехнических решениях, где требуется изменять частоты генератора автоматически или с помощью пятью переключателей.
Схема собрана на одном из самом распространенном микроконтроллере Attiny Делитель частоты с регулируемым коэффициентом деления построен программно, используя частоту кварцевого генератора в роли опорной. Генератор прямоугольных импульсов Генераторы прямоугольных импульсов применяются во многих радиолюбительских устройствах: электронных счетчиках, игровых автоматах, ну и наиболее широкок применяют они получили при настройке цифровой техники.
Предлагаем вашему вниманию подборку схем и конструкций генераторов прямоугольных импульсов. Генератор прямоугольных импульсов по кольцевой схеме из двух инверторов.
Схема DDS-генератора сигналов
Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя. Доброго дня уважаемые радиолюбители! Сегодня мы начнем собирать функциональный генератор. Данный прибор необходим в практике радиолюбителя для настройки различных радиолюбительских схем — усилителей, цифровых устройств, различных фильтров и множества других устройств.
К примеру, после того как мы соберем этот генератор, мы сделаем маленький перерыв в ходе которого изготовим простое светомузыкальное устройство. 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.
Генератор сигналов — схема или устройство вырабатывающее сигнал Диапазон частот таких генераторов может быть от единиц герц до многих.
На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
Схема генератора высокой частоты, который вырабатывает сигналы в диапазоне от 10 до 50 МГц. Девиация частоты зависит от величины этого напряжения ЗЧ. Если нужна девиация кГц, то, при крайне верхнем Принципиальная схема самодельного генератора логических импульсов с частотой от 1 Гц до 10КГц, собран на микросхеме КЛА7. При ремонте и налаживании схем на цифровых микросхемах может быть очень полезен генератор логических импульсов.
В общем, это генератор прямоугольных импульсов Низкочастотный генератор синусоидального сигнала — очень важный прибор в лаборатории любого радиолюбителя. Возможно, такой уже есть у всех. Но все же хочу познакомить читателей журнала со своим генератором. Генератор выполнен в виде самостоятельного прибора, питающегося от электросети.
Радио-как хобби
Делаем несложный функциональный генератор своими руками. Каждый радиолюбитель, который изготавливает или повторяет радиоэлектронные устройства, рано или поздно сталкивается с необходимостью настройки и наладки собранных изделий. В свою очередь, процесс настройки предполагает наличие соответствующих измерительных приборов. Функциональный генератор, это генератор колебаний, работающий в низкочастотном диапазоне 1Гц кГц и формирующий на выходе сигналы синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы. Внешний вид изготовленного мною функционального генератора.
Предлагаемый ВЧ-генератор является попыткой заменить громоздкий промышленный ГА более малогабаритным и надёжным прибором.
Обычно при ремонте и налаживании КВ-аппаратуры необходимо «уложить» КВ-диапазоны с помощью LC-контуров, проверить прохождение сигнала по ВЧ- и ПЧ-тракту, настроить отдельные контура в резонанс и т.
Конструктор для сборки простого DDS генератора сигналов
Блог new. Технические обзоры. Опубликовано: , Перейти в магазин. Конструктор для сборки простого DDS генератора сигналов.
Генератор сигналов: функциональный генератор своими руками
Хочу представить вам идею про мелкую пакость на основе УЗГ. Все знают о негативном воздействии ультразвука. Это очень интересная конструкция любого может свести с ума, знаю случай, когда один человек дом продал из — за этой штуки, так что если вы брокер или специалист по недвижимости — данная конструкция точно вас заинтересует: Немного поговорим о теории — это простейший блокинг собран всего лишь на одном маломощном высокочастотном транзисторе и на маленьком трансформаторе. При работе данного устройства образуется напряжение высокой частоты, а к выxоду трансформатора припаяна высокоомная нагрузка — динамик.
Конструкция лучше работает на пьезоэлектрической головке, но если ее нет, то можно обойтись даже наушником или любой головкой ВЧ с сопротивлением не менее 32 ом. Транзистор типа кт или любой высокочастотный, можно использовать и смд компоненты для уменьшения размеров конструкции. Данное изделие много раз повторено и имеет очень простую сxему, даже если вы ничего не понимайте в электронике — все равно с указаниями в статье вы сможете легко собрать устройство которое может свести с ума буквально любого человека.
Как сделать простой высоковольтный генератор импульсов — YouTube. ( СВОИМИ РУКАМИ) — YouTube Инструменты, Кошки. Подробнее Подробнее.
Тег Генератор
Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.
Генератор сигналов на SigmaDSP, Генератор синуса, меандра, пилы и треугольника
В статье будет рассмотрена схема функционального генератора на основе микросхемы ICL, дан рисунок печатной платы данного генератора в формате Lay6.
Схема генератора соответствует типовой схеме включения данной микросхемы и взята у одного из продавцов данными модулями с Алиэкспресс. Схема показана на рисунке 1. Вообще модулей генераторов из Китая с применением данной схемы много, но мне потребовался генератор синусоидального сигнала с частотой 50 Гц. Поэтому я взял за основу самую простую, на мой взгляд, схему. Конечно, схема генератора на одну фиксированную частоту будет еще компактнее, но я ради интереса решил повторить полностью данную схему.
При проведении испытаний, исследований и в тестировании работы радиоэлектронных схем работающих в акустике необходимы источники сигналов низкой частоты самых разнообразных частот и форм.
Генератор импульсов
Пользователь интересуется товаром NR01 — Конструктор «Набор начинающего радиолюбителя». Пользователь интересуется товаром NR05 — Электронный конструктор «Цифровая лаборатория» — серия Азбука электронщика. Пользователь интересуется товаром NR04 — Электронный конструктор «Классика схемотехники» — серия Азбука электронщика.
Приглашаем Вас в фирменные магазины в Москве Подробнее. Приглашаем Вас в фирменные магазины в Санкт-Петербурге Подробнее.
Генераторы
Идея сделать недорогой генератор УКВ диапазонов для работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры собранных своими руками антенн самодельным КСВ-метром. Быстро и удобно сделать такой генератор удалось, используя сменные блоки-модули. Такой мобильный и простой измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает профессиональным измерительным приборам.
Низкочастотный генератор своими руками. СХЕМА ГЕНЕРАТОРА НИЗКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА
ГлавнаяРазноеНизкочастотный генератор своими руками
Генератор низкой частоты
Простая схема генератора низкой частоты, которую легко собрать своими руками
Доброго дня уважаемые радиолюбители!Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“
В данной статье на сайте Радиолюбитель, мы рассмотрим очередную простую радиолюбительскую схему – генератор низкой частоты.
Для качественного налаживания, ремонта или разработки аудиотехники просто необходим хороший генератор синусоидального напряжения с минимальным коэффициентом гармоник. Низкочастотный генератор имеет следующие характеристики: диапазоны частот – 20-200 Гц, 200-2000 Гц, 2000-20000 Гц; выходное напряжение на нагрузке 3 кОм – 3 вольта; КНИ выходного сигнала не более – 0,08 (на частоте 1000 Гц – 0,03)
Генератор питается от сети через встроенный источник питания. Усилитель, на котором выполнен генератор, собран на операционном усилители А1. Мост Вина образуют резисторы R1-R3 и конденсаторы С1-С6. Сдвоенный переменный резистор R1 служит для плавной установки частоты. Переключателем S1 переключаются конденсаторы моста Вина, и таким образом переключаются диапазоны установки частоты. Цепь стабилизации выходного напряжения образовано стабилитроном VD1 и четырьмя переключающими его полярность диодами, собранными на транзисторной сборке А2. Конечно можно использовать и отдельные диоды, но диоды даже одной партии могут существенно отличаться, что повлечет увеличение КНИ.
Можно использовать диодную сборку с диодами, сделанными на одном кристалле, по тому, что тогда параметры диодов будут одинаковыми. Стабилитрон, коммутируемый транзисторной сборкой, входит в состав ООС операционного усилителя и регулирует ее глубину, не позволяя ограничиваться синусоидальному сигналу. В состав ООС также входят резисторы R5, R4 и конденсатор С7. Резистором R4 можно устанавливать глубину ООС (уровень выходного напряжения НЧ). Резистором R6 регулируют уровень выходного сигнала НЧ. В генераторе можно использовать операционные усилители: КР140УД7, КР140УД708, КР140УД6, КР140УД608. Стабилитрон КС139 можно заменить на КС133А, диоды КД105 – любыми маломощными выпрямительными диодами. Трансформатор питания любой на 9-11 вольт. Переменные резисторы желательно использовать с линейным законом регулировки (СП-4 группы “А”). При отсутствии транзисторной сборки можно использовать диоды КД103, включив их вместо транзисторов сборки (катод вместо эмиттера, анод – вместо соединенных коллектора и базы).
Но в этом случае КНИ может достигнуть 0,3%. Налаживание заключается в подстройке R4 так, чтобы при верхнем положении R7, получить выходное напряжение 3 вольта. Граидуровку шкалы R1 можно выполнить с использованием частотомера.
radio-stv.ru
СХЕМА ГЕНЕРАТОРА НИЗКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА
Функциональный генератор — это несомненно полезный инструментом в радиолюбительской лаборатории, простейший нужно иметь под рукой всегда, так как с ним заметно упрощается настройка и проверка многих устройств, особенно звуковоспроизводящих. Для его создания есть много разных схем в Интернете, некоторые более сложные и мощные, некоторые очень простые — пара транзисторов. Предлагаемая схема и не сложная, и выдаёт достаточно качественный сигнал, со всеми сопутствующими регулировками, поэтому решено было сделать её.
Схема генератора НЧ сигнала
Генератор может выдавать прямоугольный сигнал с регулировкой частоты и ширины импульса. Амплитуда может быть также изменена при помощи пайки резисторов на разные значения в делителе напряжения на выходе, может это немного трудоемко, но если он будет использоваться в цифровых проектах, с микросхемами, то там не очень нужна регулировка амплитуды.
В любой момент можете поставить переменный резистор.
Генератор строится на основе двух элементах 1A и 1B, это классическая схема используется во многих других похожих схемах. Переключатель С1 и конденсаторы С1-С8 выбирают частоту. Тут чем больше емкость, тем ниже частота генерации. Выставляя выключатель в разные состояние, мы можем выбрать какие подключены конденсаторы и соответственно выходная частота. Конечно же можно и тут ввести плавную регулировку резистором, только нужно было именно так сделать. Регулятор R2-R4, диоды D1, D2 меняют ширину импульса.
Элементы CD4093 IC1C, IC1D — это буфер. Делитель напряжения R5 — R6 может быть использован для уменьшения амплитуды сигнала. На осциллографе при испытаниях видно, что сигнал отличный с минимальными шумами. Напряжение питания устройства согласно паспорту к данной микросхеме. Можно например брать 5 В от USB, оформив генератор сигнала НЧ в виде небольшой коробочки с соответствующим штекером под USB гнездо.
Поделитесь полезной информацией с друзьями:
elwo.ru
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
..
На этот раз это простеньки й генератор сигнало…
Печатная плата из фольгирова нного гетинакса.. .
..
..funer.
ru
Самодельный ВЧ генератор с одной шкалой
Схема простого ВЧ генератора 0,4 — 30 MHz
Представленная ниже, схема компактного ВЧ генератора покрывает весь диапазон частот от 0,4 до 30 MHz в одну шкалу.
Выход 50 Ом, напряжение 300mV по всему диапазону частот.
Большинство генераторов сигналов используют несколько диапазонов для того, чтобы покрыть весь спектр частот. Схема этого генератора немного отличается, он настраивает весь ВЧ диапазон от 400 кГц до более 30 МГц в одном диапазоне. Он был сконструирован для того, чтобы испытать входные части приемника и фильтры HF, должен быть компактен.
Уровень выхода генератора около 300mV 50 Ом также позволяет ему быть использованным как временный генератор для испытания смесительного диода.
Описание схемы генератора
Невозможно сразу покрыть весь ВЧ диапазон в одном ряде с традиционным LC генератором. Однако, смешивая генератор, работающий на более высокой частоте с генератором с более низкой частотой, можно достичь требуемого диапазона.
Это показано на схеме, ниже:
Генератор, контролируемый напряжением тока (VCO) работает от 48 MHz до 85 MHz. Выход VCO (100-150mVpp 50 Ом) смешан с выходом кварцевого генератора 48 MHz в смесителе диода для того, чтобы дать необходимый выход частоты.
С помощью варикапа (varicap) происходит перестройка частоты по всему диапазон. Устройство, которое я использовал взято из старого тюнера видеомагнитофона. Другие варикапы широкого диапазона, такие как Motorola MV104 или Philips BB911, также будут хорошо работать.
48 МГц кварцевый генератор является типичным, его можно найти в старом принтере, видеокарте и т.
п. Они генерируют сигнал прямоугольных TTL-уровня (5 В). Я нашел два пластиковых осциллятора 48 МГц в старом принтере Epson.
Выход кварцевого генератора, который я использовал, не мог напрямую управлять диодным смесителем, но комбинация серии C5 и R3, керамический конденсатор 1000pF и резистор 100 Ом, работала хорошо. Выход прямоугольной волны также идеален для смесителей диода.
Использование генератора 48 МГц, в результате чего ГУН диапазона, во многом зависит от наличия соответствующей части. Если Вы хотите заменить детали и изменить конструкцию в соответствии с требованиями, частота выхода должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить требуемый диапазон 30 МГц в пределах одного диапазона. Маловероятно, что какой-либо более низкий частотный диапазон будет успешным.
Кроме того, кварцевый генератор, который устанавливает нижнюю частотную границу диапазона должен быть достаточно далеко от верхней выходной частоты 30 МГц, чтобы простой 3-х полюсный фильтр нижних частот мог фильтровать любой остаточный сигнал генератора 48 МГц, а также суммарный компонент выхода смесителя.
Данная схема генератора выдает до 35 МГц с выходом около 3 дБ.
SRA-1 двойной сбалансированный микшер (дБм) M1. Здесь отлично будут работать различные варианты диодного типа, в том числе из диодов 1N4148 и пары ферритовых колец.
Желаемый (разностный) выход фильтруется с помощью 3-полюсного эллиптического фильтра.
Отфильтрованный выходной сигнал усиливается на 20 дБ ERA-5 — монолитный интегральный усилитель, чтобы дать выходе уровень сигнала 300 – 400 мВ на 50 Ом. Я использовал версию усилителя ERA-5 для поверхностного монтажа.
Питание схемы 12В 100mA.
Вид внутри
Детали припаяны навесным монтажом.
Корпус спаян из жестяной банки, используемой для формирования стенок коробки.
Настройка генератора
Ручная настройка в широком диапазоне спектра частот требует многовиткового прецизионного переменного проволочного резистора.
Чтобы добавить ручку управления, я использовал части потенциометра регулировки громкости AM/FM-радио.
Большинство из этих потенциометров громкости, похожи, имеют тонкую ручку с регулировкой по краю, которая навинчивается крошечным винтом на латунный стержень.
Монтаж
Собирается схема непосредственно на небольшом куске фольгированного текстолита всего за несколько часов. Генератор 48 MHz (от Epson SG-615) был установлен на плате вверх ногами. Ферритовые кольца используются в качестве высокочастотных дросселей для питания на каждом этапе схемы.
Многовитковый триммер приклеивается к печатной плате немного выше, чтобы можно было одеть ручку настройки и она свободно вращалась.
Коробка была изготовлена из оловянной пластины, разрезана на полосу шириной 18 мм и припаяна по краю печатной платы. Макет передней панели был разработан в CorelDraw, распечатан и покрыт контактным пластиком, чтобы сделать его более прочным.
Моточные данные катушек
L1 — 8 витков провода 24SWG намотанной на 5 мм каркасе с ферритовым стержнем для подсторйки..
L2 — 8 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
L3 — 7 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
T1 — 10 витков в два провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
Заключение
Генератор не сложен и быстр для построения.
Схема использует не большое количество доступных деталей. Многие компоненты могут быть заменены. Чтобы проверить это, я построил другую версию, используя LM375 IC в качестве VCO (это устаревший чип, похожий на MC1648 Motorola). Самодельный смеситель, сделанный с диодами 1N4148 и дискретный широкополосный усилитель 20 dB. Всё это дало аналогичные результаты.
Стабильность схемы не эквивалентна кварцевому или синтезированному осциллятору, а настройка в определенных диапазонах получилась сжатая, но она подходит для большинства измерений. Если Вы хотите, можно добавить дополнительный элемент управления «тонкая настройка».
Автор: ZL2PD — Single Span HF Test Oscillator
Метки: [ устройства ]
ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Точечная сварка своими руками из … микроволновки!
- Управление устройствами через радиоканал
- Простое автоматическое зарядное устройство
Ранее мы писали: что можно сделать из старой микроволновой печи. Сегодня давайте подробно рассмотрим, как сделать аппарат для точечной сварки своими руками из высоковольтного трансформатора или МОТ (Microwave Oven Tranformer – трансформатор микроволновой печи) от старой не годной микроволновки.
Конечно, при условии, что ВВ трансформатор исправен (хотя бы его первичная обмотка), а неисправно что-то другое: магнетрон, шлейф, плата управления и т.д.
Для мастера бывает необходимость в точечной сварке. Данная точечная сварка даёт ток до 800 Ампер, чего вполне достаточно для сварки листового металла до 1,5мм.
Подробнее…
SmartTV – приставка с WI-FI позволяющая выводить на экран телевизора информацию с интернета через HDMI-порт. Позволяет сэкономить покупку телевизора с интернетом в 10 раз!
Небольшая чёрная коробочка 11см х 11см с некоторых пор начала жутко глючить. Приходилось вставать и перезапускать путём отключения питания что порядком осточертело. Да…, ворчал я вставая очередной раз с дивана, надо что то сварганить безпроводное.
Порылся в интернете нашёл от братьев китайцев передатчик(коричневая коробочка) и приёмник(зелёная плата), купил 2 комплекта по 89 грн/комп.
(См Рис. 1, ниже)
Подробнее…
Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.
Подробнее…
Популярность: 8 569 просм.
9.3: Одночиповые генераторы и генераторы частоты
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Идентификатор страницы
- 3602
- Джеймс М.
Фиоре - Муниципальный колледж Mohawk Valley
ФиореГенерация сигналов является основным требованием для широкого круга приложений, поэтому ряд производителей выпускают отдельные генераторы на ИС и генераторы частоты. Некоторые из них, как правило, работают в диапазоне ниже 1 МГц и обычно требуют какой-либо внешней сети резисторов/конденсаторов для установки рабочей частоты. Также доступны другие узкоспециализированные схемы для целевых приложений. В этом разделе мы рассмотрим несколько ИС, которые обычно называют тактовыми генераторами, генераторами, управляемыми напряжением, контурами фазовой автоподстройки частоты и таймерами.
9.3.1: Генератор прямоугольных импульсов/тактовых импульсов
Потребность в стабильных, недорогих и простых в использовании интегральных схемах для генерации прямоугольных импульсов для нужд синхронизации широко распространена. Несколько компаний производят такие устройства. Одним из примеров является LTC6900 от Linear Technology.
Лист описания с базовой формулой программирования показан на рисунке \(\PageIndex{1}\).
Рисунок \(\PageIndex{1}\): описание LTC6900. Перепечатано с разрешения Linear Technology
LTC6900 представляет собой 5-вольтовую схему малой мощности, доступную в корпусе SOT-23 (5 контактов). Он работает от 1 кГц до 20 МГц. Выходная частота программируется с помощью одного резистора и соединения с его контактом делителя (помеченным DIV). Частота задающего генератора определяется уравнением от контакта источника питания к контакту SET. Допустимые значения находятся в диапазоне от 10 k\(\Omega\) до 2 M\(\Omega\). Если вывод DIV заземлен, выходная частота будет такой же, как и расчетная. Если контакт DIV оставить неподключенным, выходная частота будет разделена на 10, а если контакт DIV подключен к +5 В, выходная частота будет уменьшена в 100 раз. Графически это показано на рисунке \(\PageIndex. {2}\).
Рисунок \(\PageIndex{2}\): Генератор LTC6900. операция Перепечатано с разрешения Linear Technology
Пример \(\PageIndex{1}\)
Используя LTC6900, спроектируйте генератор прямоугольных импульсов с частотой 10 кГц.
10 кГц находится в пределах диапазона этой микросхемы. Чтобы добиться этого удобно, нам понадобится настройка деления на 100, основанная на графике на рисунке \(\PageIndex{2}\). Это потребует от нас привязать контакт DIV к +5 вольт. Значение \(R_{set}\) может быть аппроксимировано по графику или вычислено напрямую.
\[ f_{osc} = 10 МГц \frac{20 k}{N\times R_{set}} \nonumber \]
\[ R_{set} = 10 МГц \frac{20 k}{N\ раз f_{osc}} \nonumber \]
\[ R_{set} = 10 МГц \frac{20 k}{100\times 100 kHz} \nonumber \]
\[ R_{set} = 200 k \ nonumber \]
9.3.2: Генератор, управляемый напряжением
Генератор, управляемый напряжением (обычно сокращенно VCO) не создает фиксированной выходной частоты. Как следует из названия, выходная частота ГУН зависит от управляющего напряжения. Существует фиксированная зависимость между управляющим напряжением и выходной частотой. Теоретически практически любой осциллятор можно превратить в ГУН. Например, если резистор используется как часть схемы настройки, его можно заменить каким-либо резистором, управляемым напряжением, например, полевым транзистором или светозависимой комбинацией резистор/лампа.
Делая это, внешний потенциал может использоваться для установки частоты колебаний. Это очень полезно, если частоту нужно быстро изменить или точно прокрутить в каком-то диапазоне.
Классический пример полезности VCO показан на рисунке \(\PageIndex{3}\). Это упрощенная схема аналогового монофонического клавишного синтезатора. Клавиши на синтезаторе немного больше, чем переключатели. Эти переключатели снимают потенциалы с делителя напряжения. По мере того, как музыкант играет на клавиатуре, переключатели задействуют все более и более высокие потенциалы. Эти уровни используются для управления очень точным VCO. Чем выше управляющее напряжение, тем выше будет выходная частота или высота тона.
Рисунок \(\PageIndex{3}\): Упрощенный музыкальный синтезатор с использованием VCO.
VCO могут использоваться для ряда других приложений, включая анализаторы частотного спектра с разверткой, частотную модуляцию и демодуляцию, а также системы управления. Это также неотъемлемая часть контура фазовой автоподстройки частоты, как мы увидим далее в этой главе.
Примером ГУН является LTC6990. Он является частью серии таймеров/счетчиков/часов Linear Technology TimerBlox. В эту серию входят источники тактового сигнала, работающие на частотах выше 100 МГц, и таймеры, переключающиеся с многочасовой частотой. LTC6990 работает в диапазоне от чуть менее 500 Гц до 2 МГц. Хотя его можно использовать для приложений с фиксированной частотой, он также обеспечивает гибкость VCO. Обзор показан на рисунке \(\PageIndex{4}\).
Рисунок \(\PageIndex{4}\): LTC6990 VCO. Перепечатано с разрешения Linear Technology
Как и LTC6900, LTC6990 запрограммирован с использованием всего одного резистора и имеет опцию делителя частоты. В отличие от своего брата, возможности делителя гораздо шире, охватывая восемь настроек степени двойки по сравнению с тремя десятичными настройками. Базовый осциллятор с фиксированной частотой показан в левом нижнем углу рисунка \(\PageIndex{4}\), где основная частота колебаний контролируется \(R_{set}\). Стандартная работа VCO показана внизу справа.
LTC6990 также имеет опцию состояния выхода с высоким импедансом, что дает в общей сложности 16 возможных делителей/выходов. Эта настройка обычно программируется с помощью двух внешних резисторов. Таблица программирования воспроизведена на рисунке \(\PageIndex{5}\).
Рисунок \(\PageIndex{5}\): Генератор LTC6990. программирование Перепечатано с разрешения Linear Technology
Состояние выхода зависит от комбинации вывода разрешения выхода (OE) и логики Hi-Z. Когда OE высокий, выход будет активным. Если OE низкий, а Hi-Z низкий, то на выходе будет низкий уровень. Наконец, если OE низкий, а Hi-Z высокий, то выход перейдет в состояние с высоким импедансом.
Напряжение на выводе DIVCODE устанавливает делитель частоты и режим импеданса. Это напряжение интерпретируется внутренним 4-битным аналого-цифровым преобразователем (АЦП — тема двенадцатой главы). Хотя на этот вывод можно подать какой-либо внешний источник, более практичным методом является простое создание делителя напряжения с парой резисторов с допуском 1%; один подключен от источника питания к контакту DIVCODE, а второй подключен от DIVCODE к земле.
Задающий генератор LTC6990 управляется током на выводе SET. Внутренне напряжение на этом выводе поддерживается на уровне 1 вольт, поэтому частоту можно установить с помощью одного резистора \(R_{set}\), подключенного от этого вывода к земле. Затем его можно разделить на более низкую частоту. По сути, это та же ситуация, что и с LTC6900. Ток 20 \(\mu\)A (т.е. 50 k\(\Omega\)) будет давать максимальную частоту 1 МГц. Более низкие токи (более высокие сопротивления) будут производить пропорционально более низкие частоты.
Значение DIVCODE еще больше разделит эту базовую частоту на степени двойки. Мы можем выразить это соотношение с помощью следующей формулы:
\[ f_{osc} = 1 МГц \frac{50 k}{N_{DIV} R_{set}} \label{9.34} \]
, где \(N_ {DIV}\) находится в таблице на рисунке \(\PageIndex{5}\)
Процесс проектирования начинается с определения соответствующего частотного диапазона. Лучше всего, если желаемая частота колебаний не находится на крайних точках какого-либо заданного диапазона.
Как только диапазон определен, находится соответствующее значение для \(N_{DIV}\), а вместе с ним и требуемые значения резисторов делителя, \(R_1\) и \(R_2\). Отсюда легко решить уравнение \ref{9.34} в терминах \(R_{set}\).
Пример \(\PageIndex{2}\)
LTC6990 подключен, как показано на рисунке \(\PageIndex{6}\). Он используется в качестве преобразователя света в частоту. То есть выходная частота будет контролироваться количеством света, попадающего на датчик. Датчик представляет собой ячейку CdS (сульфид кадмия), которая подключается в положении \(R_{set}\). В условиях низкой освещенности ячейка будет давать высокое сопротивление, и по мере увеличения уровня освещенности сопротивление падает. Предполагая, что ячейка изменяется от 500k до 60k, определите диапазон выходных частот. Сначала определите значение DIVCODE. Это можно найти, вычислив коэффициент делителя напряжения \(R_1\) и \(R_2\), но в этой схеме были использованы рекомендуемые значения из таблицы DIVCODE. По наблюдению \(N_{DIV}=16\).
Далее вычисляем предельные частоты.
Рисунок \(\PageIndex{6}\): Схема преобразователя света в частоту для примера \(\PageIndex{2}\).
\[ f_{osc} = 1MHz \frac{50k}{N_{DIV} R_{set}} \nonumber \]
\[ f_{osc} = 1MHz \frac{50k}{16\times 500 k} \nonumber \]
\[ f_{osc} = 6,25 кГц \nonumber \]
\[ f_{osc} = 1MHz \frac{50 k}{N_{DIV} R_{set}} \nonumber \ ]
\[ f_{osc} = 1MHz \frac{50k}{16 x 60k} \nonumber \]
\[ f_{osc} = 52,08 кГц \nonnumber \]
Обратите внимание, что при увеличении уровня освещенности частота увеличивается пропорционально.
При использовании в режиме VCO наиболее важным элементом, который следует помнить, является то, что частота задающего генератора устанавливается током, выходящим из контакта SET, \(I_{set}\), что выражается следующей формулой
\ [ f_o = 1 МГц \times 50 k \frac{I_{set}}{V_{set}} \nonumber \]
\(V_{set}\) внутренне поддерживается на уровне 1 вольт, поэтому это число уменьшается до
\[ f_o = 1 МГц \times 50 k \times I_{set} \label{9.
35} \]
\(f_{osc}\) затем делится на \(N_{DIV}\). Конечная частота колебаний может быть выражена как
\[ f_{osc} = 1 МГц \times 50 k \frac{I_{set}}{N_{DIV}} \label{9.36} \]
Обратите внимание, что \( I_{set}\) выходит из чипа. Кроме того, обратите внимание, что частота колебаний и \(I_{set}\) прямо пропорциональны. Кроме того, имейте в виду, что вариация \(I_{set}\) и, следовательно, вариация частоты должны поддерживаться на уровне 16:1 для лучшей производительности, где максимальное значение \(I_{set}\) равно 20. \(\му\)А. Простой способ получения контроля напряжения показан на рисунке \(\PageIndex{4}\). Здесь есть некоторые потенциальные проблемы. Во-первых, диапазон напряжения от схемы управления может не соответствовать желаемой частоте с этой схемой. Во-вторых, обратите внимание, что более высокие управляющие напряжения будут давать более низкие выходные частоты, т. е. обратная зависимость. Это может быть проблемой в некоторых приложениях. Следовательно, мы рассмотрим более общий метод управления схемой за счет использования внешнего операционного усилителя для масштабирования и смещения.
Рисунок \(\PageIndex{7}\): Метод отображения управляющего напряжения.
Схема на рисунке \(\PageIndex{7}\) представляет собой метод отображения существующего управляющего напряжения на LTC6990 или любой аналогичный ГУН. В этой схеме для масштабирования и смещения используется простой суммирующий усилитель. Управляющее напряжение, \(V_C\), масштабируется по одному каналу взвешенного сумматора. Этот сигнал компенсируется постоянным напряжением \(V_{смещение}\), подаваемым через другой канал. Напряжение на выходе операционного усилителя используется для отвода тока от ГУН через управляющий резистор \(R_C\). Напомним, что вывод SET микросхемы производит внутреннее напряжение 1 вольт, и выходной ток \(I_{set}\) устанавливает частоту задающего генератора, как показано в уравнении \ref{9..35}. Очевидно, выходное напряжение операционного усилителя должно быть меньше 1 вольта, чтобы операционный усилитель потреблял ток (т. е. чтобы \(I_{set}\) выходил из LTC6990). Разница напряжений между выходом операционного усилителя и 1 вольтом на выводе SET падает на \(R_C\), и именно это создает \(I_{set}\).
Обратите внимание, что по мере того, как управляющее напряжение становится более положительным на входе операционного усилителя, его выход и, следовательно, \(I_{set}\) также увеличивается. Таким образом, частота увеличивается по мере увеличения управляющего напряжения.
Пример \(\PageIndex{3}\)
Используя рисунок \(\PageIndex{7}\) в качестве руководства, спроектируйте схему VCO, которая будет создавать выходные частоты от 20 кГц до 50 кГц при управляющем напряжении от 6 до 8 вольт (т. е. 6 вольт будут производить 20 кГц, 7 вольт дают 35 кГц, 8 вольт дают 50 кГц и т. д.)
Во-первых, обратите внимание, что диапазон частот составляет 2,5:1. Поскольку LTC6990 всегда может охватывать любой диапазон 8:1 (вплоть до 16:1), а максимальная частота 50 кГц значительно ниже максимальной частоты LTC6990, мы знаем, что эта ИС является хорошим кандидатом для разработки. Теперь нам нужно определить номиналы резисторов делителя. На рисунке \(\PageIndex{5}\) показано, что мы можем достичь этого диапазона, используя \(N_{DIV}\) 4, 8 или 16.
Выбрав среднее значение и предполагая, что нас не волнует Hi- Z, мы получаем DIVCODE=3 с \(R_1\)=1 M\(\Omega\) и \(R_2\)=280 k\(\Omega\).
Наш диапазон частот равен 2,5:1, что означает, что наш диапазон \(I_{set}\) также должен быть равен 2,5:1. Для удобства выберите на выходе операционного усилителя 0 вольт для минимальной частоты. Это даст 1 вольт на \(R_C\) и происходит, когда управляющее напряжение в операционном усилителе составляет минимум 6 вольт. Когда управляющее напряжение достигает максимального значения 8 вольт, нам потребуется 2,5 вольта на \(R_C\) (т. е. в 2,5 раза больше предыдущего \(I_{set}\)). Это означает, что на выходе операционного усилителя должно быть -1,5 вольта. Обратите внимание, что изменение входного управляющего напряжения на 2 вольта приведет к изменению на 1,5 вольта на выходе операционного усилителя. Таким образом, коэффициент усиления этого канала равен -0,75. Если мы выберем \(R_f\)=100 k\(\Omega\), то \(R_b\)=75 k\(\Omega\).
Теперь нам нужно добавить смещение.
Только с масштабированием усиления 6 вольт \(V_C\) дает -0,75 умножить на 6, или -4,5 вольт, а \(V_C\) 8 вольт аналогичным образом дает -6 вольт. Следовательно, нам нужно добавить к выходу смещение +4,5 вольта. Если мы привяжем \(V_{смещение}\) к шине питания -15 вольт операционного усилителя, тогда нам потребуется коэффициент усиления 4,5/(-15) или -0,3. При \(R_f\) 100 k\(\Omega\), \(R_a\) должно быть 333,3 k\(\Omega\) (ближайшее стандартное значение 1% составляет 332 k\(\Omega\)).
Наконец, чтобы определить \(R_C\), обратитесь к уравнению \ref{9.36} и найдите \(I_{set}\)
\[ I_{set} = \frac{f_{osc} \times N_{DIV}}{1 МГц \times 50 k} \nonumber \]
Использование минимального fosc 20 кГц дает
\[ I_{set} = \frac{20 кГц \times 8}{1 МГц \times 50 k} \nonumber \]
\[ I_{set} = 3,2 \ мю ампер \номер\]
Это происходит при 1 вольте на \(R_C\). Поэтому \(R_C\) = 312,5 k\(\Omega\). Перепроверив, когда \(V_C\) = 8 В, мы видим 2,5 вольта на \(R_C\) для тока 8 \(\mu\)А.
Вставка этого в уравнение \ref{9.36} дает 50 кГц, нашу желаемую максимальную частоту.
В заключение отметим, что способ изменения частоты зависит от формы волны \(V_c\). Если используется синусоида, выходная частота будет плавно изменяться в указанных пределах. С другой стороны, если форма волны для \(V_c\) является пилообразной, выходная частота будет начинаться с одного крайнего значения, а затем плавно перемещаться к другому пределу по мере продолжения линейного изменения \(V_c\). Когда рампа сбрасывается, выходная частота возвращается к исходной точке. Пример этого показан на рисунке \(\PageIndex{8}\). Наконец, если форма волны управления является квадратной, выходная частота будет резко прыгать от минимальной до максимальной частоты и обратно. Этот эффект показан на рисунке \(\PageIndex{9}\) и может использоваться для генерации сигналов FSK (ключ сдвига частоты). FSK используется в индустрии связи для передачи двоичной информации.
Рисунок \(\PageIndex{8}\): Развертка частоты VCO с линейным изменением.
Рисунок \(\PageIndex{9}\): Двухтональный выходной сигнал VCO с использованием прямоугольной волны.
9.3.3: Контур фазовой автоподстройки частоты
На один шаг выше ГУН находится контур фазовой автоподстройки частоты или ФАПЧ. PLL является самокорректирующейся схемой; он может зафиксироваться на входной частоте и настроиться на отслеживание изменений на входе. PLL используются в модемах, для систем FSK, синтеза частот, тональных декодеров, демодуляции сигналов FM и других приложений. Блок-схема базовой PLL показана на рисунке \(\PageIndex{10}\).
Рисунок \(\PageIndex{10}\): Контур фазовой автоподстройки частоты.
По сути, PLL использует обратную связь для привязки генератора к фазе и частоте входящего сигнала. Он состоит из трех основных частей; фазовый компаратор, петлевой фильтр (как правило, запаздывающая сеть той или иной формы) и ГУН. Усилитель также может существовать в контуре. Фазовый компаратор управляется входным сигналом и выходом ГУН.
Он выдает сигнал ошибки, пропорциональный разности фаз между его входами. Этот сигнал ошибки затем фильтруется, чтобы удалить паразитные высокочастотные сигналы и шум. Результирующий сигнал ошибки используется в качестве управляющего напряжения для ГУН и, как таковой, устанавливает выходную частоту ГУН. Пока сигнал ошибки не слишком велик, петля будет самостабилизирующейся. Другими словами, сигнал ошибки в конечном итоге приведет к тому, что ГУН будет идеально синхронизирован по частоте и фазе с входным сигналом. Когда это происходит, говорят, что PLL синхронизирован с входом. Диапазон частот, в котором PLL может оставаться синхронизированным при изменении входного сигнала, называется диапазоном синхронизации. Обычно диапазон захвата симметричен относительно свободной или центральной частоты ГУН. Отклонение от центральной частоты к краю диапазона захвата называется диапазоном отслеживания и, следовательно, составляет половину диапазона захвата. Это показано на рисунке \(\PageIndex{11}\).
Рисунок \(\PageIndex{11}\): Рабочие диапазоны для контура фазовой автоподстройки частоты.
Несмотря на то, что PLL может отслеживать изменения во всем диапазоне блокировки, он может быть не в состоянии первоначально получить синхронизацию с частотами в пределах диапазона. Несколько более узкая полоса частот, называемая диапазоном захвата, указывает частоты, на которых PLL всегда сможет зафиксироваться. Опять же, диапазон захвата обычно симметричен относительно \(f_o\). Отклонение по обе стороны от \(f_o\) называется диапазоном втягивания. Для правильной работы PLL входная частота должна сначала находиться в пределах диапазона захвата. Как только PLL зафиксировался на сигнале, входная частота может изменяться в пределах большего диапазона захвата. Центральная частота ГУН обычно устанавливается внешним резистором или конденсатором. Для петлевого фильтра могут также потребоваться внешние компоненты. В зависимости от приложения желаемый выходной сигнал от PLL может быть либо выходом ГУН, либо управляющим напряжением для ГУН.
Одним из способов передачи двоичных сигналов является FSK. Это может быть использовано, чтобы позволить двум компьютерам обмениваться данными по телефонным линиям. Из-за ограниченной полосы пропускания нецелесообразно напрямую передавать цифровую информацию в ее обычной импульсной форме. Вместо этого логический высокий и низкий уровни могут быть представлены разными частотами. Прямоугольная волна, например, будет представлена как чередующийся набор двух тонов. FSK очень легко сгенерировать. Все, что вам нужно сделать, это запустить ГУН с желаемым логическим сигналом. Чтобы восстановить данные, схема приема должна создать высокий или низкий уровень, в зависимости от того, какой тон принят. Для этой цели можно использовать PLL. Выходной сигнал будет сигналом ошибки, который управляет VCO. Логика работы схемы обманчиво проста. Если PLL синхронизирован, выходная частота его VCO должна быть такой же, как и входной сигнал. Помня, что входящий сигнал FSK сам по себе является производным от VCO, чтобы VCO были синхронизированы, они должны управляться идентичными управляющими сигналами.
Следовательно, управляющий сигнал, который управляет внутренним ГУН PLL, должен быть таким же, как и управляющий сигнал, который первоначально генерировал сигнал FSK. Затем управляющий сигнал PLL может подаваться на компаратор для правильного согласования сигнала со следующей логической схемой.
По аналогии с демодулятором FSK является стандартным демодулятором FM-сигнала. Опять же, операционная логика та же. Чтобы PLL оставался синхронизированным, его управляющий сигнал VCO должен быть таким же, как исходный модулирующий сигнал. В случае типичных радиопередач модулирующим сигналом является либо голос, либо музыка. Выходной сигнал необходимо соединить по переменному току и дополнительно усилить. PLL служит усилителем промежуточной частоты, ограничителем и демодулятором. В результате получается очень экономичная система.
Рисунок \(\PageIndex{12}\): Синтезатор частот с ФАПЧ.
Другое применение PLL — синтез частот. Из одного точного эталонного сигнала можно использовать PLL для получения ряда новых частот.
Блок-схема показана на рисунке \(\PageIndex{12}\). Основное изменение заключается в добавлении программируемого делителя между ГУН и фазовым компаратором. PLL может оставаться синхронизированным с генератором опорной частоты только путем создания той же частоты из делителя. Это означает, что ГУН должен генерировать частоту в \(N\) раз выше, чем опорный генератор. Мы можем использовать выход VCO по желанию. Чтобы изменить выходную частоту, все, что нужно изменить, — это коэффициент делителя. Обычно используется очень точный и стабильный эталон, такой как кварцевый генератор. Таким образом, вновь синтезированные частоты также будут очень стабильными и точными.
Одним из примеров усовершенствованной цифровой системы ФАПЧ является LTC6950. Это устройство работает на частоте до 1,4 ГГц и имеет пять выходов. Каждый из выходов имеет независимо программируемый делитель и задержку такта VCO. Входная опорная частота устанавливается в диапазоне от 2 МГц до 250 МГц. Благодаря нескольким выходам и возможностям синхронизации это устройство можно использовать для больших распределенных систем, которым требуется точное управление несколькими часами.
Действительно, одно устройство можно использовать для управления несколькими другими LTC6950 в очень больших системах. Примером этого может быть система, использующая несколько высокоскоростных аналого-цифровых или цифро-аналоговых преобразователей с высоким разрешением. Точность этих устройств во многом зависит от очень точных и стабильных источников синхронизации. Мы рассмотрим аналого-цифровое преобразование в аналоговое в главе двенадцатой.
9.3.4: Таймер 555
Таймер 555 представляет собой универсальную интегральную схему, впервые представленную в начале 1970-х годов компанией Signetics. Он остается популярным строительным блоком в различных приложениях, от простых прямоугольных генераторов до охранной сигнализации, широтно-импульсных модуляторов и многого другого. В своих самых основных формах, одноразовом или моностабильном, и нестабильном осцилляторе, 555 требует лишь нескольких внешних компонентов. Обычно для основных функций требуется только два конденсатора и два резистора.
Модель 555 производится разными производителями и в нескольких формах. Например, 556 — это двойной 555. 555 может воспроизводить частоты примерно до 500 кГц. Выходной ток заявлен равным 200 мА, хотя это влечет за собой довольно высокие внутренние падения напряжения. Более разумным ожиданием было бы значение ниже 50 мА. Схема может питаться от источников питания от 5 вольт до 18 вольт. Это делает 555 подходящим как для цифровой логики ТТЛ, так и для типичных систем на операционных усилителях. Время нарастания и спада выходной прямоугольной волны обычно составляет 100 нс.
Рисунок \(\PageIndex{13}\): Блок-схема таймера 555.
Блок-схема 555 показана на рисунке \(\PageIndex{13}\). Он состоит из пары компараторов, соединенных с цепочкой из трех резисторов одинакового номинала. Обратите внимание, что верхний, или пороговый, компаратор видит примерно 2/3 от \(V_{cc}\) на своем инвертирующем входе, при условии, что никакая внешняя схема не подключена к выводу управления.
(Если управляющий вывод не используется, между ним и землей следует поместить конденсатор емкостью 10 нФ.) Нижний, или триггерный, компаратор видит приблизительно 1/3 от \(V_{cc}\) на своем неинвертирующем входе. Эти два компаратора питают триггер, который, в свою очередь, питает выходную схему и транзисторы разрядки и сброса. Если на выходе триггера низкий уровень, разрядный транзистор будет выключен. Обратите внимание, что выходной каскад является инвертирующим, поэтому, когда на выходе триггера низкий уровень, на выходе схемы высокий уровень. Напротив, если на входе транзистора сброса низкий уровень, это заблокирует выходной сигнал. Если возможности сброса не нужны, контакт сброса должен быть привязан к \(V_{cc}\).
Возвращаясь к компараторам, если неинвертирующий вход порогового компаратора превысит 2/3 \(V_{cc}\), выход компаратора изменит состояние, сработав триггер и создав низкий уровень на выходе 555. Точно так же, если вход инвертирующего входа триггерного компаратора упадет ниже 1/3 \(V_{cc}\), выход компаратора изменится, и в конечном итоге выход 555 станет высоким.
9.3.5: 555 Моностабильный режим
Базовая моностабильная схема показана на рис. 9.39. В этой форме 555 будет генерировать одиночный импульс заданной ширины, когда на вход триггера подается отрицательный импульс. Обратите внимание, что три входных компонента, \(R_{in}\), \(C_{in}\) и \(D\), служат для ограничения и дифференциации приложенного импульса. Таким образом, будет получен очень узкий импульс, что снизит вероятность ложных срабатываний. Чтобы увидеть, как работает схема, обратитесь к сигналам, представленным на рис. 9.40.
Рисунок \(\PageIndex{14}\): Моностабильное соединение 555.
Рисунок \(\PageIndex{15}\): 555 моностабильных сигналов.
Предположим, что выход 555 изначально низкий. Это означает, что разрядный транзистор включен, закорачивая времязадающий конденсатор \(C\). На вход схемы подается узкий низкий импульс. Это приведет к изменению состояния триггерного компаратора, срабатыванию триггера, что, в свою очередь, приведет к тому, что выход станет высоким, а также отключит разрядный транзистор.
В этот момент \(C\) начинает заряжаться в направлении \(V_{cc}\) через \(R\). Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 \(V_{cc}\), срабатывает пороговый компаратор, устанавливая на выходе низкий уровень и включая разрядный транзистор. Это разряжает времязадающий конденсатор, и схема готова к подаче нового входного импульса. Обратите внимание, что без входной сети формирования сигнала импульс запуска должен быть уже, чем желаемый выходной импульс. Уравнение для ширины выходного импульса:
\[ T_{out} = 1,1 RC \nonumber \]
Интересно отметить, что значение \(V_{cc}\) не входит в уравнение. Это связано с тем, что компараторы всегда сравнивают входные сигналы с определенными процентами \(V_{cc}\), а не с конкретными напряжениями.
Пример \(\PageIndex{4}\)
Определите значения для времязадающих резисторов и конденсаторов, чтобы получить выходной импульс длительностью 100 \(\mu\)с от 555.
Разумный выбор для \(R\) будет 10 к\(\Омега\).
\[ T_{out} = 1.
1 RC \nonumber \]
\[ C = \frac{T_{out}}{1.1 R} \nonumber \]
\[ C = \frac{100 \mu s }{1,1\times 10 k} \nonumber \]
\[ C = 9,09 нФ \nonumber \]
Ближайшее стандартное значение будет 10 нФ, поэтому лучшим выбором для \(R\) может быть 9,1 k\ (\Omega\) (также стандартное значение). Эта пара достаточно точно даст желаемую ширину импульса.
9.3.6: 555 Нестабильная работа
На рисунке \(\PageIndex{16}\) показана базовая нестабильная или автономная форма генератора прямоугольных импульсов. Обратите внимание на сходство с моностабильной схемой. Очевидная разница
, прежний триггерный вход теперь связан с резисторно-конденсаторной синхронизирующей цепью. По сути, схема будет срабатывать постоянно. Чтобы увидеть, как работает схема,
обратитесь к рисунку \(\PageIndex{17}\) для интересующих сигналов.
Первоначально предположим, что выход 555 находится в состоянии высокого уровня. В этот момент разрядный транзистор закрыт, а конденсатор C заряжается к Vcc через RA и RB.
В конце концов, напряжение на конденсаторе превысит 2/3 В пост. тока, что приведет к срабатыванию триггера порогового компаратора. Это включит разрядный транзистор и сделает выход 555 низким. Разрядный транзистор эффективно размещает верхний конец RB на земле, исключая из рассмотрения RA и Vcc. C теперь разряжается через RB до 0. В конце концов, напряжение на конденсаторе упадет ниже 1/3 Vcc. Это запустит триггерный компаратор, который, в свою очередь, вернет схему в исходное состояние, и цикл повторится.
Рисунок \(\PageIndex{16}\): 555 нестабильное соединение.
Рисунок \(\PageIndex{17}\): 555 нестабильных сигналов.
Частота колебаний явно зависит только от C, RA и RB. Периоды времени:
\[ T_{high} = 0,69(R_A+R_B)C \nonumber \]
\[ T_{low} = 0,69 R_B C \nonumber \]
Это приводит к частоте
\[ f = \frac{1.44}{R_A +2 R_B} \nonumber \]
Рабочий цикл обычно определяется как максимальное время, деленное на период.
Документация 555 часто меняет это определение на противоположное, но мы будем придерживаться отраслевой нормы.
\[ Рабочий цикл = \frac{R_A+R_B}{R_A+2 R_B} \nonumber \]
Быстрое рассмотрение рабочего цикла. Уравнение показывает, что не существует разумной комбинации резисторов, обеспечивающей 50% рабочего цикла , не говоря уже о чем-то меньшем. Однако есть простой способ решить эту проблему. Все, что вам нужно сделать, это подключить диод параллельно RB, как показано на рисунке \(\PageIndex{18}\). Диод будет смещен в прямом направлении в течение периода высокого уровня и эффективно закоротит RB. В течение низкого периода времени диод будет смещен в обратном направлении, и RB все еще будет доступен для фазы разряда. Если RA и RB установлены на одно и то же значение, конечным результатом будет 50% рабочий цикл. Конечно, из-за неидеальности диода это не будет идеально, поэтому может потребоваться некоторая регулировка номиналов резисторов. Кроме того, обратите внимание, что если \(R_A\) также заменить потенциометром (и, возможно, последовательным ограничительным резистором), то 9В результате получится перестраиваемый генератор прямоугольных импульсов 0256.
Рисунок \(\PageIndex{18}\): 555 с шунтирующим диодом для рабочих циклов \(\leq\) 50%.
Пример \(\PageIndex{5}\)
Определите значения компонентов для генератора прямоугольных сигналов частотой 2 кГц с коэффициентом заполнения 80 %. Во-первых, обратите внимание, что период является величиной, обратной желаемой частоте, или 500 мксек.
Для рабочего цикла 80% это дает
\[ T_{high} = \text{ Рабочий цикл } \times T \nonumber \]
\[ T_{high} = 0,8\times 500 \mu s \nonumber \]
\[ T_{high} = 400 \mu s \nonnumber \]
\[ T_{low} = T−T_{high} \nonumber \]
\[ T_{low} = 500 \mu s− 400 \mu s \nonumber \]
\[ T_{low} = 100 \mu s \nonumber \]
Выбор \(R_B = 10 k\Omega\),
\[ T_{low} = 0,69 R_B C \nonumber \]
\[ C = \frac{T_{low}}{0,69 R_B} \nonumber \]
\[ C = \frac{100 \mu s}{0,69\times 10 k\Omega} \номер \]
\[ C = 14,5 нФ \неномер \]
\[ T_{высокий} = 0,69(R_A+R_B)C \nonumber \]
\[ R_A = \frac{T_{high}}{0,69C} − R_B \nonumber \]
\[ R_A = \frac{400 \mu s}{0,69 \times 14,5 нФ} − 10 k\Омега \без номера \]
\[ R_A = 30k\Омега \без номера \]
Эта страница под названием 9.
3: Одночиповые генераторы и генераторы частот распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована Джеймсом М. Фиоре посредством исходного содержимого, которое было отредактировано в соответствии со стилем и стандарты платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.
- Наверх
- Была ли эта статья полезной?
- Тип изделия
- Раздел или Страница
- Автор
- Джеймс М. Фиоре
- Лицензия
- CC BY-NC-SA
- Версия лицензии
- 4,0
- Показать оглавление
- нет
- Теги
- source@http://www. dissidents.com/resources/OperationalAmplifiersAndLinearICs_3E.pdf
- source@http://www.
dissidents.com/resources/OperationalAmplifiersAndLinearICs_3E.pdfГенератор функций | Хакадей
16 июля 2022 г. Дэн Мэлони
[Ларри Уолл], изобретатель Perl, однажды сказал, что у программистов есть три главных достоинства: лень, высокомерие и нетерпение. Можно с уверенностью сказать, что эти причуды личности в той или иной мере присутствуют и у большинства аппаратных хакеров, а нетерпение, возможно, является основной движущей силой отличных взломов. Жизнь слишком коротка, чтобы ждать, пока ее построит кто-то другой, какой бы она ни была.
Нетерпение определенно проявилось у [Себастьяна (AI5GW)] при взломе приемника NAVTEX. Система NAVTEX позволяет кораблям в море получать текстовые оповещения о таких вещах, как изменения погоды или опасности для судоходства. Проблема в том, что каждая станция NAVTEX передает только раз в четыре часа, что делает тесты телетайпа непрактичными.
Таким образом, решение [Себастьяна] состояло в том, чтобы создать свой собственный передатчик NAVTEX.
Первая работа заключалась в том, чтобы понять протокол NAVTEX, который представляет собой 100-бодовый сигнал с FSK-модуляцией и символами, закодированными в CCIR 476. Библиотека Arduino для кодирования и декодирования. Удивительно, но не было, но теперь есть, что позволяет Arduino создавать правильную последовательность импульсов для сообщения в кодировке CCIR 476. Поданный в функциональный генератор сигнал мини-станции НАВТЕКС легко принимался и записывался мучительно медленным телепринтером. Опять это нетерпение.
Мы подумали, что это был ловкий хак, и мы особенно ценим то, что усилия [Себастьяна] привели к созданию библиотеки, которая может быть полезна радиолюбителям и другим радиолюбителям в будущем. Мы говорили о некоторых более современных цифровых радиолюбительских режимах, таких как WSPR и FT8, но, возможно, пришло время взглянуть и на некоторые другие режимы.
Читать далее «Нетерпение — это добродетель при тестировании этого старого морского телетайпа» →
Posted in Radio HacksTagged AMTOR, arduino, CCIR 476, FSK, генератор функций, модуляция, NAVTEX, SITOR, SOLAS13 марта 2022 г. Дэн Мэлони
Когда мы видим, как [Кен Ширрифф] реконструирует что-то, это, как правило, происходит на микроскопическом уровне. Его обычная сильная сторона — смотреть на фотографии странных и устаревших чипов и выяснять, как они работают. И хотя нам нравятся эти усилия, приятно видеть его в макромире на этот раз с разборкой и ремонтом беспаечной макетной системы 1960-х годов.
Если вы готовы поклясться, что «Система тестирования схемы Elite 2», описанная в посте [Кена], выглядит знакомо, возможно, это потому, что вы видели видео его соучастника [CuriousMarc] на том же устройстве, оценка eBay, которая прибыла в нерабочем состоянии. Макетная плата, которая продавалась по цене 1300 долларов в 1969 — сегодняшняя цена в 10 000 долларов — явно не предназначалась для любителей.
По правде говоря, мы даже не знали, что макетные платы без пайки были чем-то до середины 70-х, но живем и учимся. В этом устройстве есть все навороты, в том числе три регулируемых источника питания, набор переключателей, кнопок, индикаторных ламп и разъемов для внешних подключений, а также генератор импульсов, а также генератор законных функций.
Законно, если бы это действительно работало. Вклад [Кена] в ремонт заключался в тщательной разборке устройства с последующим реинжинирингом конструкции. Видя, как эта штука была спроектирована с учетом ограничений 19Технология 69 — настоящее удовольствие; металлический корпус транзистора и интегральных схем, а также аккуратная и опрятная компоновка печатной платы стоят одной платы за вход. И тот факт, что неоновые лампы и их драйверы были дешевле и проще в использовании, чем светодиоды, многое говорит о состоянии дел в то время.
Что касается необходимого ремонта, видео [Марка] обрывается, не дойдя до него. Это нормально, мы уверены, что он найдет хорошее применение анализу [Кена], и нам всегда нравится серия видео [Марка].
Серия сообщений о полетах Аполлона тоже была отличной. продолжить чтение «Ретро-макет отказывается от своих 19Секреты 60-х» →
5 марта 2022 г. Крис Лотт
Помешанный на микроконтроллерах [Debraj] решил сделать свой собственный программируемый генератор синусоидальных колебаний и смог собрать его менее чем за 40 долларов США. Помимо низкой стоимости, его список требований был следующим:
- Двойной синусоидальный выход, синхронизированный
- Управление частотой, амплитудой и фазой
- Низкие гармоники до 1 МГц
- Возможность создания сценариев через Python
Сердцем проекта является Analog Devices AD9833, полная система генератора сигналов прямого цифрового синтеза (DDS) на кристалле. Если вы когда-либо собирали свою собственную DDS с использованием дискретных ИС или FPGA, вы можете оценить преимущества объединения фазового аккумулятора, таблицы поиска синусов, ЦАП и логики управления в одном десятивыводном корпусе.
[Дебрадж] использует AD9833 от обычных онлайн-продавцов по несколько долларов каждый. Он синхронизирует генераторы, отключая эталонный кристалл на втором модуле и управляя им от первого. Остальным спецификациям соответствуют присущие системе DDS характеристики, а интерфейс с поддержкой сценариев реализуется с помощью платы Arduino, управляющей микросхемами AD9833 и двумя усилителями с программируемым коэффициентом усиления (MCP6S31). Нам нравится уверенность, которую [Debraj] демонстрирует, делая набросок начальной схемы шариковой ручкой — посмотрите эскиз и окончательную иллюстрированную схему в видео ниже разрыва.
Это хороший пример объединения готовых модулей для быстрого создания проекта. Этот подход отлично подходит для разовых сборок или в качестве испытательного стенда для проверки концепции, который позже можно будет использовать на пользовательской печатной плате. Еще одна причина использовать модули в наши дни заключается в том, что модули часто есть на складе, но чипы недоступны.
Хотя кажется, что [Debraj] нужен только один из этих генераторов, его было бы легко разметить и построить — если вы можете купить детали.
Читать далее «Недорогой двухканальный генератор сигналов с поддержкой сценариев» →
Posted in Цифровые аудио хаки, Взломы инструментовTagged AD9833, dds, генератор функций, низкая стоимость9 февраля 2021 г., Левин Дэй
При работе с тестовым оборудованием, таким как осциллографы и генераторы функций, может быть полезно сделать снимок экрана. Исторически это делалось с помощью камер Polaroid, которые крепились болтами, но в наши дни это можно сделать с помощью простого USB-соединения. Однако [Majenko] не понравилось программное обеспечение только для Windows, которое поставлялось с их генератором функций Tenma 72-14110, и он приступил к реинжинирингу протокола USB, чтобы создать свой собственный.
Взлом был осуществлен путем запуска оригинального программного обеспечения на виртуальной машине Windows, а также запуска Wireshark в основной ОС Linux для захвата USB-трафика.
Как только было собрано достаточно данных, [Маженко] приступил к выяснению того, как генератор функций форматирует данные экрана при отправке их на ПК. На основании того, что длина данных менялась в зависимости от того, что отображалось на дисплее, было сделано предположение, что данные были не сырыми, а каким-то образом сжатыми. Подозрение предполагало, что это, вероятно, какая-то форма кодирования длин серий, и это оказалось верным. Немного покопавшись и поэкспериментировав, [Маженко] смог собрать некоторый код, который выдавал четкое изображение с устройства.
Это полезное руководство по обратному проектированию данных изображения, которое может оказаться полезным, если вы решаете аналогичную проблему на другом оборудовании. За прошедшие годы мы видели большие усилия по реверс-инжинирингу всего, от старого видеооборудования до Sega Saturn. Если вы сами погружались в секреты программного или аппаратного обеспечения, обязательно напишите нам.
Posted in Взломы инструментовTagged генератор функций, реверс-инжиниринг, W 20 октября 2020 г.
Брайан Кокфилд
Если вам нужен осциллограф, генератор функций или другой элемент комплекта для вашего рабочего места с электроникой, существует множество современных вариантов. Выбросить 4000 долларов за современный осциллограф приятно, если у вас есть деньги, но если вы предпочитаете использовать их с большей пользой, есть отличные варианты, которые не стоят целое состояние. Есть несколько надстроек, которые могут превратить смартфон в осциллограф, но одним из лучших вариантов является старое оборудование 80-х годов, которое до сих пор отлично работает. Вы даже можете обновить их, добавив некоторые более современные функции, как это сделал [NFM] с этим старинным генератором функций.
Этот функциональный генератор представляет собой HP3325A, ему уже несколько десятков лет, поэтому потребовалась некоторая работа только для того, чтобы восстановить его до исходного рабочего состояния. Необходимо было заменить вентилятор охлаждения и конденсаторы, а также несколько других мелочей.
Оттуда [NFM] приступил к добавлению одного из двух дополнительных обновлений, доступных для этого устройства, — выход высокого напряжения. Это позволяет функциональному генератору выдавать 40 вольт от пика до пика при 40 мА. Хотя у него была оригинальная версия от HP, на самом деле у него был самодельный дизайн, который соответствует функциям оригинала.
Даже если у вас нет этого конкретного функционального генератора, в этом руководстве подробно рассказывается о функционировании более старого оборудования, подобного этому. Большинство деталей заменяемы, а модернизация не исключена полностью, как в случае с некоторым современным оборудованием, и при правильном уходе и обслуживании эти части оборудования могут прослужить на десятилетия дольше.
Читать далее «Модернизация генератора классических функций» →
Рубрика: НовостиTagged антиквариат, оборудование, генератор функций, высокое напряжение, HP, осциллограф, ретро, испытательный стенд, апгрейд 25 февраля 2020 г.
Дженни Лист
Всю жизнь, связанную с накоплением случайных единиц тестового оборудования, у меня в арсенале образовалась брешь, а именно то, что у меня нет генератора низкочастотных функций. С этим можно было бы легко справиться, если бы не два момента. Я люблю исследовать более дешевую часть экспортируемой электроники, и моя потребность в функциональном генераторе меньше, чем мое желание тратить значительные деньги. В прошлом я пытался сбалансировать эти конкурирующие силы, взяв поразительно дешевый инструмент; в тот раз я оказался с лимоном, но ударит ли молния дважды в одно и то же место? Я потратил 10 фунтов (13 долларов) на другой дешевый генератор функций и отправился выяснять. Читать далее «Обзор: безымянный китайский генератор функций DDS» →
Posted in ReviewsTagged atmega16, dds, генератор функций5 июня 2019 г. Брайан Кокфилд
Хотя использование осциллографа стоимостью 4000 долларов в лаборатории в университете или в хорошо финансируемой корпоративной среде может быть приятным, многие из нас не будут иметь доступа к такому оборудованию в наших собственных домашних магазинах.
Однако есть несколько способов получить работающий осциллограф без больших затрат. Один из вариантов — найти старое устройство на основе ЭЛТ примерно за 50 долларов на Craigslist, в котором все еще может быть 60% от исходного 19.Оборудование эпохи 70-х до сих пор работает. Более надежный и недорогой способ получить осциллограф — просто преобразовать уже имеющееся у вас устройство.
EspoTek Labrador — это открытый способ преобразования Raspberry Pi, Android-устройства или даже обычного заурядного компьютера в работающий осциллограф. Это небольшое USB-устройство с размером печатной платы около двух квадратных дюймов, которое включает в себя некоторые другие функции, такие как генератор сигналов и логический анализатор. Он основан на ATxmega, который является стандартным микроконтроллером AVR в стиле Arduino, но рассчитан на низкое энергопотребление. Похоже, что его также довольно просто использовать, и единственным требованием является то, что вы можете установить программное обеспечение, необходимое для устройства, на любой вычислительной платформе, которую вы решите использовать.
Хотя Labrador доступен для продажи на их веб-сайте, это, безусловно, бонус, когда компании предлагают такие продукты, но также выпускают аппаратное и программное обеспечение с открытым исходным кодом. По крайней мере, это, безусловно, хороший способ привлечь наше внимание. Вы можете создать свой собственный, если хотите, но если вы предпочитаете сэкономить время, у вас есть готовые варианты. И не помешает, что большинство отзывов об этом продукте кажутся очень благоприятными (хотя сами мы его не пробовали). Однако, если вы предпочитаете вариант без поддержки компании, мы также обеспечим вас.
Posted in Tool HacksTagged android, Atmel, ATXmega, генератор функций, с открытым исходным кодом, осциллограф, rasberry pi, raspberry pi, usbУникальный метод изготовления высокочастотных печатных плат своими руками — производство печатных плат и сборка печатных плат
Не поймите меня неправильно — мне очень нравятся печатные платы (PCB).
Печатные платы, безусловно, необходимы для продуктов массового производства. Даже любители могут создавать почти идеальные воспроизводимые схемы после небольшой практики. Кроме того, печатные платы с хорошим заземлением важны для высокочастотных цепей, работающих на частотах, превышающих несколько мегагерц. Заземляющий слой представляет собой большой участок медного слоя, который действует как петля с низкой индуктивностью между компонентами в цепи и источником питания. Он предотвращает искажение высокочастотных сигналов паразитной емкостью с образованием шума. Если у вас нет заземляющего слоя, не ожидайте, что высокочастотные схемы, сделанные из макетных плат, будут работать хорошо, даже если они работают правильно.
Однако у использования печатной платы для изготовления схемы есть недостаток, по сравнению со скоростью и легкостью, с которой печатная плата используется для изготовления схемы на заводе.
Вы можете быстро сделать свою собственную печатную плату — если вас не смущает беспорядок и пятна на одежде, и вы готовы сверлить сами. Вы также можете отправить макет печатной платы производителю и позволить ему сделать его для вас, но это удобно и по-прежнему стоит недорого, требуется только дополнительное время на доставку.
Итак, я начал думать о том, есть ли жизнеспособная альтернатива, которая также позволила бы производителям быстро создавать высокочастотные платы, которые легко обнаружить и модифицировать. В этой статье я покажу только одну из ключевых концепций; Следует сказать, что здесь нет оригинального контента: я просто использовал какие-то процессы, забытые на десятилетия. Я не ожидал, что они будут очень эффективны в эпоху рабочих частот до гигагерца и компонентов поверхностного монтажа.
Как правило, для этого подхода сначала требуется стандартная плата из необработанной медной фольги, как правило, из смолы FR-4. Вместо травления катушек для соединения электронных компонентов используется схема, оставляющая большую плоскость заземления.
В качестве демонстрации я сделал «схему гребенчатого генератора».
Запросить производство и сборку печатных плат сейчас
Схема гребенчатого генератора создает набор гармоник с широким частотным диапазоном и резкими границами. Я сделал эту частоту до 1 ГГц, и это очень полезный модуль в микроволновых системах. Сердцем генератора является интегральная схема 74HC00 с четырьмя логическими вентилями И-НЕ. Сигнал, генерируемый генератором для поверхностного монтажа с частотой 25 МГц, после двух серий логических элементов И-НЕ формирует два сигнала прямоугольной формы с небольшой задержкой. Эти сигналы входят в последний вентиль И-НЕ, создавая узкий импульс, который формирует гармонический спектр.
Чтобы сделать схему, я разделил медный слой на две части, и я намеревался сделать меньшую область наверху шиной питания 5 вольт, а остальную часть — заземляющим слоем.
Чтобы изолировать две области, я снял три продолговатых прямоугольных медных фольги в качестве границы шины питания.
Сначала отметьте параллельные линии чертилкой; затем выровняйте стальную линейку по параллельной линии и используйте резак, чтобы разрезать медь вдоль стальной линейки (требуется значительное усилие, обычно несколько раз, чтобы прорезать). Наконец, медная фольга между параллельными проводами нагревается паяльником, и каждый кусок меди отделяется пинцетом.
Печатная плата обычно представляет собой единую заземляющую пластину без сквозного отверстия, так как же установить интегральную схему? Согните контакт заземления микросхемы обратно к поверхности, затем поместите контакт заземления в нужное положение и припаяйте его к плоскости заземления. Согните другие контакты так, чтобы они были параллельны плате, и припаяйте выводы непосредственно к этим контактам. Поскольку интегральная схема выглядит как жук, вытягивающий лапки, этот метод иногда называют методом «мертвого червя». Преимущество этого метода в том, что проще паять компоненты поверхностного монтажа, чем использовать обычную печатную плату, чтобы облегчить доступ к точкам соединения.
Кроме того, на заземляющей пластине имеется участок для облегчения подключения радиатора стабилизатора напряжения гребенчатого генератора.
Непрерывно отрезая и зачищая полосу от медного слоя, можно сформировать изолированную область в середине платы в качестве точки соединения между компонентами поверхностного монтажа или штекерными компонентами. Емкость между этой изолированной областью и землей очень мала.
Еще одним преимуществом этого типа монтажа является то, что удобно проверить, действительно ли высокочастотная цепь печатной платы работает так, как задумано. Анализатор спектра с резистивным пробником 500 Ом (такой как Tektronix P6056) идеально подходит для этого типа схемы, просто заземляя экран пробника рядом с узлом тестовой схемы. Когда заземляющий экран пробника подключен к верхнему пружинному штырьку заземляющего экрана платы, я могу заземлить его независимо от того, к какому выводу пробник примыкает. (Если вы не можете найти пробник P6056 или аналогичный, вы можете сделать это самостоятельно: соедините резистор на 450 Ом последовательно с коаксиальным кабелем на 50 Ом, но не забудьте использовать клемму на 50 Ом на стороне анализатора).
