Narysowany generator sygnału. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Narysowany generator sygnału. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Sygnał wyjściowy tego generatora ma kształt odpowiadający krzywej „rysowanej” przez użytkownika na graficznym ekranie LCD o rozdzielczości 128x64 pikseli. Taki generator jest przydatny do testowania różnych urządzeń elektronicznych. Za jego pomocą można np. wybrać przebieg o najbardziej nietypowej barwie dla elektrycznych instrumentów muzycznych.

Ryż. 1 (kliknij, aby powiększyć)

Częstotliwość powtarzania „rysowanej” krzywej na wyjściu generatora można zmieniać od 0,2 do 7500 Hz, a nawet więcej, jeśli na ekranie narysujesz nie jeden, ale kilka okresów. Na przykład, jeśli narysujesz 64 impulsy, wówczas ich częstotliwość można zmienić z około 12,8 Hz na 470 kHz.

Dolna krawędź ekranu wskaźnika odpowiada zerowemu napięciu na pierwszym wyjściu generatora, a górna krawędź odpowiada maksymalnemu napięciu dodatniemu, które regulator dostępny w generatorze może zmieniać od 0 do około +3,5 V. Sygnał na drugim wyjściu różni się tym, że nie zawiera składowej stałej. Dodatkowo na tym wyjściu, przy małej powtarzalności krzywej, jej kształt może zostać zniekształcony.

Generator może być zasilany z dowolnego źródła stabilizowanego napięcia stałego o wartości 5 V. Pobiera jedynie 18 mA. Po wyłączeniu zasilania kształt krzywej na ekranie jest zapisywany cyfrowo w pamięci nieulotnej mikrokontrolera, a po włączeniu zostaje przywrócony.

Obwód generatora pokazano na ryc. 1. Jego głównymi częściami są mikrokontroler DD1 (PIC16F873A-I/P) i graficzny wyświetlacz LCD HG1 (MT-12864J-2FLA). Opis wskaźnika można znaleźć w [1], a specyfikę jego podłączenia do mikrokontrolera można znaleźć w [2].

Częstotliwość taktowania mikrokontrolera wynoszącą 20 MHz ustawiana jest za pomocą rezonatora kwarcowego ZQ1. Obwód R1C1 przeznaczony jest do resetowania mikrokontrolera po włączeniu zasilania, a dioda VD1 zapewnia szybkie rozładowanie kondensatora C1 po wyłączeniu zasilania. Przyciski SB1-SB3 sterują generatorem.

Mikrokontroler wyprowadza kody binarne „wyrysowanych” na ekranie LCD próbek sygnału zapisanego w pamięci przy zadanej częstotliwości na wyjścia RA0-RA5. Rezystor R2 służy jako obciążenie wyjścia RA4, które w odróżnieniu od innych wyjść mikrokontrolera jest zaprojektowane w układzie otwartego drenu.

Do wyjść RA0-RA5 podłączony jest konwerter kodu binarnego na napięcie proporcjonalne do jego wartości, złożony z rezystorów R3-R8. Należy zauważyć, że każdy z rezystorów ma tutaj rezystancję o połowę mniejszą niż poprzedni. Jest to konieczne do prawidłowej konwersji i należy go ściśle przestrzegać. Jednakże rezystancja rezystora R7 jest nieco mniejsza od obliczonej i wynosi 6 kOhm, co częściowo kompensuje wpływ rezystora R2 na charakterystykę konwersji.

Rezystory R3-R8 o rezystancji wskazanej na schemacie należy dobierać z największą możliwą dokładnością spośród najbliższych wartości standardowych. Ich rezystancję należy zmierzyć w procesie selekcji tym samym urządzeniem cyfrowym.

Im niższa wymagana rezystancja rezystora, tym dokładniej należy go wybrać. Aby ułatwić wybór, każdy rezystor może składać się z dwóch rezystorów połączonych szeregowo. Jeden z nich powinien mieć rezystancję zbliżoną do wymaganej, ale mniejszą od niej, a drugi powinien dodać pozostałą.

Popychacz emitera na tranzystorze VT1 eliminuje wpływ obciążenia generatora na działanie przetwornika kodu na napięcie. Rezystor R9 ustawia punkt pracy tranzystora tak, aby przy niskich poziomach napięcia jednocześnie na wszystkich wyjściach RA0-RA5 napięcie na emiterze tranzystora było jak najbliżej zera, ale pozostawało w trybie aktywnym. Eliminuje to zniekształcenie dolnej (na ekranie LCD) części „rysowanego” sygnału. Kondensator C5 wygładza kroki sygnału generowanego cyfrowo. Podczas pracy z sygnałami o niskiej częstotliwości może zaistnieć potrzeba kilkukrotnego zwiększenia jego pojemności, a przy sygnałach o wysokiej częstotliwości może zaistnieć potrzeba zmniejszenia.

Rezystor zmienny R10 reguluje amplitudę sygnału wyjściowego. Rezystor R12 chroni tranzystor przed uszkodzeniem w przypadku przypadkowego zwarcia wyjścia 1 do przewodu wspólnego, gdy suwak rezystora zmiennego znajduje się w górnym położeniu obwodu. Kondensator C6 nie pozwala na przejście składowej stałej generowanego sygnału na wyjście 2.

Kondensator C4 jest kondensatorem blokującym w obwodzie zasilania generatora i dobierając rezystor R11 uzyskuje się najlepszy kontrast obrazu na ekranie wskaźnika.

Rysowany generator sygnału
Rys.. 2

Generator jest zamontowany w obudowie o wymiarach 80x60x24 mm i swoją konstrukcją przypomina oscyloskop kieszonkowy opisany w [3]. Wygląd generatora pokazano na ryc. 2. Przy pierwszym włączeniu urządzenia z nowo zaprogramowanym mikrokontrolerem na dole ekranu LCD wyświetli się linia prosta. W przyszłości będzie to krzywa o formie określonej w poprzedniej sesji.

Pracę rozpoczyna się od naciśnięcia jednego z przycisków generatora. Po naciśnięciu przycisku SB1 na wyjściach generatora pojawia się sygnał o postaci pokazanej na ekranie. Naciskając SB2 przechodzimy do trybu zmiany jego częstotliwości, a naciskając przycisk SB3 przechodzimy do trybu wprowadzania lub regulacji kształtu krzywej na ekranie.

W trybie zmiany częstotliwości przyciskiem SB1 zmniejszamy jej wartość, a przyciskiem SB3 zwiększamy. Częstotliwość początkowa wynosi 476 Hz. W sumie istnieje 511 wartości częstotliwości stałych, mieszczących się w wcześniej określonym zakresie.

Natychmiast po wejściu w tryb wprowadzania i dopasowaniu krzywej kursor warunkowy znajduje się zawsze w pierwszym punkcie po jej lewej stronie. Po naciśnięciu przycisku SB3 kropka przesuwa się w górę ekranu, a gdy dotrze do górnej krawędzi ekranu, pojawia się na dole. Po zwolnieniu przycisku punkt zatrzymuje się. Po ustawieniu pierwszego punktu w żądanej pozycji naciśnij przycisk SB2, aby przejść do drugiego, po ustawieniu przejdź do trzeciego i tak dalej. Po kropce 128 na prawej krawędzi ekranu pojawi się kropka 1 na lewej krawędzi.

Po narysowaniu w opisany sposób pożądanego kształtu sygnału należy włączyć generator naciskając przycisk SB1. W takim przypadku wprowadzona krzywa zostanie zapisana w pamięci nieulotnej (EEPROM) mikrokontrolera. Dlatego też po wyłączeniu zasilania urządzenia i jego ponownym włączeniu nie będzie konieczności ponownego wchodzenia do niego.

Rysowany generator sygnału
Rys.. 3

Sygnał można usłyszeć w słuchawkach podłączając je do wyjścia generatora lub zobaczyć na ekranie oscyloskopu (rys. 3). Szybkość przemiatania oscyloskopu ustawiono na 0,2 ms/dz, a czułość jego kanału odchylania pionowego na 0,5 V/dz.

Program mikrokontrolera można pobrać z ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/03/genf.zip.

literatura

Moduł ciekłokrystaliczny MT-12864J. - http://melt.com.ru/files/file2150172.5.pdf.
Milevsky A. Korzystanie z graficznego wyświetlacza LCD MT-12864A z mikrokontrolerem Microchip. - Radio, 2009, nr 6, s. 28-31.
Piczugow. A. Oscyloskop kieszonkowy. - Radio, 2013, nr 10, s. 20, 21.

Autor: A. Piczugow

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Psy, podobnie jak ludzie, mogą odczuwać niepokój. 22.03.2022

Psy, podobnie jak ludzie, mogą doświadczać problemów ze zdrowiem psychicznym, a czworonożne psy mogą być wzorem do badania ludzkiej psychopatologii i osobowości.

Naukowcy wykazali, że ludzie mają tylko 5 głównych cech osobowości („wielka piątka”): ekstrawersja, ugodowość, sumienność, neurotyczność i otwartość na doświadczenie.

Cechy te można wykorzystać do przewidywania zdrowia psychicznego, przy czym neurotyczność jest w szczególności silnie związana z lękiem i innymi formami psychopatologii, a sumienność jest ujemnie skorelowana z zaburzeniami deficytu uwagi.

Tymczasem uważa się, że psy mają siedem cech osobowości: niepewny, energiczny, zorientowany na naukę, agresywny/dominujący, towarzyski z ludźmi, towarzyski z psami i asertywny.

Uważa się, że psy mają siedem cech osobowości: niepewny siebie, energiczny, zorientowany na naukę, agresywny/dominujący, towarzyski z ludźmi, towarzyski z psami i asertywny.

Naukowcy odkryli, że cechy osobowości psa przypominają cechy osobowości człowieka i że podobieństwa między psami i ludźmi sugerują, że wspólne czynniki genetyczne i neurobiologiczne mogą leżeć u podstaw tych cech behawioralnych zarówno u psów, jak iu ludzi.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Rzeźby z dna Rodanu

▪ Sterowanie laserem za pomocą dźwięku

▪ Sztuczna inteligencja pomoże Ci wybrać przepis

▪ Sztuczna inteligencja zidentyfikuje niebezpiecznych kierowców

▪ elektrownia surfingowa

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja strony Aforyzmy znanych osób. Wybór artykułu

▪ artykuł Friedricha Schillera. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Co sprawia, że ludzie się śmieją? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Żaglówka pneumatyczna. Transport osobisty

▪ artykuł Barwnik spożywczy. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Awaryjne urządzenie do zasilania bateryjnego, 12 V 200 W. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn