Генератор сигналов: функциональный генератор своими руками
Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя
Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“
Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.
Доброго дня уважаемые радиолюбители! На сегодняшнем занятии в Школе начинающего радиолюбителя мы закончим собирать функциональный генератор. Сегодня мы соберем печатную плату, припаяем все навесные детали, проверим работоспособность генератора и проведем его настройку с помощью специальной программы.
И так, представляю вам окончательный вариант моей печатной платы выполненной в программе, которую мы рассматривали на втором занятии – Sprint Layout:
Если вы не смогли сделать свой вариант платы (что-то не получилось, или было просто лень, к сожалению), то можете воспользоваться моим “шедевром”. Плата получилась размером 9х5,5 см и содержит две перемычки (две линии синего цвета). Здесь вы можете скачать этот вариант платы в формате Sprint Laiout^
Печатная плата генератора (63.6 KiB, 3,627 hits)
После применения лазерно-утюжной технологии и травления, получилась такая заготовка:
Дорожки на этой плате выполнены шириной 0,8 мм, почти все контактные площадки диаметром 1,5 мм и почти все отверстия – сверлом 0,7 мм. Я думаю, что вам будет не очень сложно разобраться в этой плате, и так-же, в зависимости от используемых деталей (особенно подстроечные сопротивления), внести свои изменения. Сразу хочу сказать, что эта плата проверенна и при правильной пайке деталей схема начинает работать сразу.
Немного о функциональности и красоте платы. Беря в руки плату, изготовленную в заводских условиях, вы наверняка замечали как она удобно подготовлена для пайки деталей – и сверху и снизу нанесена белым цветом так называемая “шелкография”, на которой сразу видны и наименование деталей и их посадочные места, что очень облегчает жизнь при пайке радиоэлементов. Видя посадочное место радиоэлемента, никогда не ошибешься в какие отверстия его вставлять, остается только глянуть на схему, выбрать нужную деталь, вставить ее и припаять. Поэтому мы сегодня сделаем плату приближенную к заводской, т.е. нанесем шелкографию на слой со стороны деталей. Единственное, эта “шелкография” будет черного цвета. Процесс очень прост. Если, к примеру, мы пользуемся программой Sprint Layout, то выбираем при печати слой К1 (слой со стороны деталей), распечатываем его как и для самой платы (но только в зеркальном отображении), накладываем отпечаток на сторону платы, где нет фольги (со стороны деталей), центрируем его ( а на просвет протравленной платы рисунок виден прилично) и применяя способ ЛУТ переносим тонер на текстолит. Процесс – как и при переносе тонера на медь, и любуемся результатом:
После высверливания отверстий, вы реально будете видеть схему расположения деталей на плате. А самое главное, что это не только для красоты платы (хотя, как я уже говорил, красивая плата – это залог хорошей и долгой работы собранной вами схемы), а главное – для облегчения дальнейшей пайки схемы. Затраченные десять минут на нанесение “шелкографии” заметно окупаются по времени при сборке схемы. Некоторые радиолюбители, после подготовки платы к пайке и нанесения такой “шелкографии”, покрывают слой со стороны деталей лаком, тем самым защищая “шелкографию” от стирания. Хочу отметить, что тонер на текстолите держится очень хорошо, а после пайки деталей вам придется растворителем удалять остатки канифоли с платы. Попадание растворителя на “шелкографию”, покрытую лаком, приводит к появлению белого налета, при удалении которого сходит и сама “шелкография” (это хорошо видно на фотографии, именно так я и делал), поэтому, я считаю, что использовать лак не обязательно. Кстати, все надписи, контура деталей выполнены при толщине линий 0,2 мм, и как видите, все это прекрасно переноситься на текстолит.
А вот так выглядит моя плата (без перемычек и навесных деталей):
Эта плата выглядела бы намного лучше, если бы я не покрывал ее лаком. Но а вы можете как всегда поэкспериментировать, и естественно, сделать лучше. Кроме того, у меня на плате установлены два конденсатора С4, нужного номинала (0,22 мкФ) у меня не оказалось и я заменил его двумя конденсаторами номиналом 0,1 мкФ соединив их параллельно.
Продолжаем. После того, как мы припаяли все детали на плату, припаиваем две перемычки, припаиваем с помощью отрезков монтажных проводов резисторы R7 и R10, переключатель S2. Переключатель S1 пока не припаиваем а делаем перемычку из провода, соединяя выводы 10 микросхемы ICL8038 и конденсатора С3 (т.е. подключаем диапазон 0,7 – 7 кГц), подаем питание с нашего (я надеюсь собранного) лабораторного блока питания на входы микросхемных стабилизаторов около 15 вольт постоянного напряжения
Теперь мы готовы к проверке и настройке нашего генератора. Как проверить работоспособность генератора. Очень просто. Подпаиваем к к выходам Х1 (1:1) и “общий” любой обыкновенный или пьезокерамический динамик (к примеру от китайских часов в будильнике). При подключении питания мы услышим звуковой сигнал. При изменении сопротивления R10 мы услышим как изменяется тональность сигнала на выходе, а при изменении сопротивления R7 – как изменяется громкость сигнала. Если у вас этого нет, то единственная причина в неправильной пайке радиоэлементов. Обязательно пройдитесь еще раз по схеме, устраните недостатки и все будет о,кей!
Будем считать, что этот этап изготовления генератора мы прошли. Если что-то не получается, или получается, но не так, обязательно задавайте свои вопросы в комментариях или на форуме. Вместе мы решим любую проблему.
Продолжаем. Вот так выглядит плата, подготовленная к настройке:
Что мы видим на этой картинке. Питание – черный “крокодил” на общий провод, красный “крокодил” на положительный вход стабилизатора, желтый “крокодил” – на отрицательный вход стабилизатора отрицательного напряжения. Припаянные переменные сопротивления R7 и R10, а также переключатель S2. С нашего лабораторного блока питания (вот где пригодился двухполярный источник питания) мы подаем на схему напряжение около 15-16 вольт, для того, чтобы нормально работали микросхемные стабилизаторы на 12 вольт.
Подключив питание на входы стабилизаторов (15-16 вольт) с помощью тестера проверяем напряжение на выходах стабилизаторов (±12 вольт). В зависимости от используемых стабилизаторов напряжения будет отличаться от ± 12 вольт, но близки к нему. Если у вас напряжения на выходах стабилизаторов несуразные (не соответствуют тому, что надо), то причина одна – плохой контакт с “массой”. Самое интересное, что даже отсутствие надежного контакта с “землей” не мешает работе генератора на динамик.
Ну а теперь нам осталось настроить наш генератор. Настройку мы будем проводить с помощью специальной программы – виртуальный осциллограф. В сети можно найти много программ имитирующих работу осциллографа на экране компьютера. Специально для этого занятия я проверил множество таких программ и остановил свой выбор на одной, которая, как мне кажется, наиболее лучше симулирует осциллограф –
Здесь вы можете скачать данную программу:
Virtins Multi-Instrument (41.7 MiB, 5,395 hits)
Программа проста в использовании, а для настройки нашего генератора потребуется лищь минимальное знание ее функций:
Для того чтобы настроить наш генератор нам необходимо подключиться к компьютеру через звуковую карту. Подсоединиться можно через линейный вход (есть не у всех компьютеров) или к разъему “микрофон” (есть на всех компьютерах). Для этого нам необходимо взять какие-либо старые, ненужные наушники от телефона или другого устройства, со штекером диаметром 3,5 мм, и разобрать их. После разборки припаиваем к штекеру два провода – как показано на фотографии:
После этого белый провод подпаиваем к “земле” а красный к контакту Х2 (1:10). Регулятор уровня сигнала R7 ставим в минимальное положение (обязательно, что-бы не спалить звуковую карту) и подключаем штекер к компьютеру. Запускаем программу, при этом в рабочем окне мы увидим две запущенные программы – осциллограф и анализатор спектра. Анализатор спектра отключаем, выбираем на верхней панели “мультиметр” и запускаем его. Появится окошко, которое будет показывать частоту нашего сигнала. С помощью резистора R10 устанавливаем частоту около 1 кГц, переключатель S2 ставим в положение “1” (синусоидальный сигнал). А затем, с помощью подстроечных резисторов R2, R4 и R5 настраиваем наш генератор. Сначала форму синусоидального сигнала резисторами R5 и R4, добиваясь на экране формы сигнала в виде синусоиды, а затем, переключив S2 в положение “3” (прямоугольный сигнал), резистором R2 добиваемся симметрии сигнала. Как это реально выглядит, вы можете посмотреть на коротком видео:
После проведенных действий и настройки генератора, припаиваем к нему переключатель S1 (предварительно удалив перемычку) и собираем всю конструкцию в готовом или самодельном (смотри занятие по сборке блока питания) корпусе.
Будем считать, что мы успешно со всем справились, и в нашем радиолюбительском хозяйстве появился новый прибор – функциональный генератор. Оснащать его частотомером мы пока не будем (нет подходящей схемы) а будем его использовать в таком виде, учитывая, что нужную нам частоту мы можем выставить с помощью программы Virtins Multi-Instrument. Частотомер для генератора мы будем собирать на микроконтроллере, в разделе “Микроконтроллеры”.
Следующим нашим этапом в познании и практическом претворении в жизнь радиолюбительских устройств будет сборка светомузыкальной установки на светодиодах.
При повторении данной конструкции был случай, когда не удалось добиться правильной формы прямоугольных импульсов. Почему возникла такая проблема сказать трудно, возможно из-за такой работы микросхемы. Решить проблему очень легко. Для этого необходимо применить триггер Шмитта на микросхеме К561(КР1561)ТЛ1 по нижеприведенной схеме. Данная схема позволяет преобразовывать напряжение любой формы в прямоугольные импульсы с очень хорошей формы. Схема включается в разрыв проводника, идущего от вывода 9 микросхемы, вместо конденсатора С6.
Сигнал-генератор 80 — 900 MHz
Лаборатория радиолюбителя своими руками
О проекте
Основные характеристики сигнал-генератора
| Диапазон частот | 80 МГц — 900 МГц | |
| Шаг перестройки по частоте | 50кГц 100кГц 250кГц 500кГц | |
| Режим модуляции | Без модуляции, AM, NFM, WFM | |
| Количество фиксированных частот | 16 | |
| Напряжение питания | 7В — 9В | |
| Потребляемый ток | 120 мА |
Конструкция
Внешний вид генератора:
Генератор размещен в пластмассовом корпусе G738 из магазина «Чип и Дип».
Вид без верхней крышки:
Конструктивно генератор как и приемник P-45 сделан на одной плате размером 100мм X 115мм из фольгинированного с двух сторон стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Печатная плата изготовлена методом «лазерного принтера и утюга».
- Файл с рисунком печатной платы для программы Sprint Layout 3.0
Травится только одна сторона платы — нижняя (сторона SMD деталей). Фольга с верхней стороны предстовляет собой сплошную «землю», которая в нескольких местах с помощью перемычек соединяется с «землеными» проводниками другой стороны (эти места отмечены красными кружочками). Отверстия для «нормальных» деталей со стороны сплошной «земли» зенкуются сверлом 2,5 мм или 3,0 мм.
Вид со стороны SMD элементов:
Большинство деталей используемых в генераторе — SMD элементы (элементы для поверхностного монтажа)
Схема генератора
В принципиальной схеме могут быть неточности — она «срисовывалась» с работающего прибора, соответственно в файле с рисунком платы ошибок нет (одна была — исправлена, это про проводок на фото).
Доработка селектора KS-H-132
Собственно именно доработка селектора каналов KS-H-132 от SELTEKA и
превращает его в генератор.
Самое сложное в этом деле — это открыть корпус KS-H-132 ,
потому как он запаян, причем запаяны обе крышки. Если будете вскрывать — имейте
ввиду что без паяльника в 60 — 100 ватт не обойтись (при вскрытии этого экземпляра
использовался 100 ватный), и учтите там где всего одна пайка — это крышка со
стороны катушек, а где их немеряно — это сторона печати и SMD деталей, и надо
быть осторожным чтобы все это хозяйство не повредить.
Вид со стороны катушек:
Здесь надо удалить две катушки — их бывшие места отмечены красными «завитушками».
Вид со стороны SMD деталей и сделанными доработками:
С этой стороны удаляем несколько SMD деталей — эти места отмечены красными прямоугольниками, затем надо резрезать три проводника — место отмечено белым кружком и стрелкой. Затем припаять проводок — соединить выход генератора с буферным каскадом (он-же модулятор AM и регулятор уровня сигнала на выходе). И подать питание на этот самый буферный каскад с помощью сопротивления 47 ом — 75 ом … (помечен белой стрелкой) Последнее — проводок который соединит выход буфера с выходным разъемом (а раньше он был входным), места пайки помечены белыми стрелками. Этот проводок проходит со стороны катушек.
Возможно предложенная доработка не самая совершенная — есть поле для творчества.
Детали
Основная деталь устройства — селектор каналов KS-H-132 , — для того чтобы селектор каналов превратить в генератор необходимо чтобы он был сделан с использованием двух микросхем, одна - это смеситель/гетеродин (TDA5736), вторая — синтезатор частоты (TSA5522). Селекторы KS-H-144 , KS-H-146 , KS-H-148 - для этой цели не годятся. К сожалению корпус KS-H-132 (как уже сказано выше) запаян, что существенно усложняет доработку, если уважаемой публике известны аналогичные селекторы, но с легко снимаемыми крышками — просьба сообщить на адрес p-45(собака)mail.ru .
В качестве управляющего микроконтроллера используется PIC16F630 или PIC16F676 фирмы MICROCHIP , последний отличается тем что имеет 5-канальный аналого-цифровой преобразователь на борту (в данной конструкции не используется).
- Файл с прошивкой для сигнал генератора.
Генератор
Генератор — устройство вырабатывающее эл. энергию. Генератор сигналов — схема или устройство вырабатывающее сигнал определенной формы.
Переносной цифровой генератор импульсов PDG-2500
Подразделение IXYS Colorado корпорации IXYS Corporation представило переносной цифровой генератор импульсов PDG-2500 с аналоговым каналом, напряжением +5В. PDG-2500 вырабатывает одиночные импульсы длительностью от 80 нс до 1 с и частотой от 5 Гц до 1 МГц. Устройство имеет интуитивный интерфейс с сенсорным дисплеем для контроля разрешающей способности цифрового генератора импульсов, а также дополнительный источник напряжения.
Автор: topa_biser
0 
0 [0] Аналоговый функциональный генератор
Для данного проекта я использовал интегральную схему XR-2206 для генерирования колебательного сигнала. Интегральная схема может создавать сигнал в виде синусоидальных и треугольных импульсов с заданной амплитудой и частотой, а также TTL сигнал синхронизации при напряжении 5 В. Частотный диапазон колеблется от 20 Гц до 300 кГц – поэтому данный функциональный генератор будет охватывать весь слышимый человеком диапазон частот.
Автор: topa_biser
9 0 [0]Похожие статьи: 2012 г.
Генераторы импульсов
Генераторы импульсов используют во многих радиотехнических устройствах (электронных счетчиках, реле времени), применяют при настройке цифровой техники. Диапазон частот таких генераторов может быть от единиц герц до многих мегагерц. Здесь приводятся простые схемы генераторов, в том числе на элементах цифровой «логики», которые широко используются в более сложных схемах как частотозадающие узлы, переключатели, источники образцовых сигналов и звуков.
Автор: Барышев Андрей
5 0 [0]Похожие статьи: 2005 г.
Генераторы и формирователи импульсов
На базе логических элементов цифровых устройств могут быть сконструированы разнообразные генераторы импульсов. Вот несколько конкретных примеров.
Автор: GIG
2 0 [0]Похожие статьи: 2006 г.
Генераторы ВЧ
Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать. В интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем все это.
Автор: none
31 0 [0]Похожие статьи: 2012 г.
Простейший генератор звуковой частоты
В данной статье описывается простой генератор звуковых частот, проще говоря — пищалка. Схема простая и состоит всего из 5 элементов, если не считать батарейку и кнопку.
Автор: Рязанцев В.
64 4.9 [4]Похожие статьи: 2011 г.
Генератор 400 Гц, 2 Вт
Модуль представляет собой преобразователь постоянного напряжения в переменное, предназначен для питания переменным током синусоидальной формы микромашин и других индуктивных нагрузок. Возможно использование модуля в качестве преобразователя в случаях где не предъявляются высокие требования к КПД.
Автор: Денисов П.К.
0 0 [0]Похожие статьи:
Недорогой генератор сигналов с частотой от 0 до 20 МГц
Генератор создает: синусоидальный, треугольный, пилообразный или прямоугольный (импульсный) сигнал с нелинейными искажениями до 1%, с возможностью регулирования коэффициента заполнения импульсов, частотной модуляцией, имеет ТТЛ выход и и источник напряжения смещения. Также может выполнять функцию частотомера.
Автор: topa_biser
7 0 [0]Функциональный генератор
Функциональный генератор назван так не потому, что он хорошо выполняет свою функцию (хотя если он собран качественно, так оно и будет), а потому, что он генерирует сигналы, соответствующие по форме графикам различным математическим функций. Например: прямоугольные, треугольные, синусоидальные. Предлагаемый вариант такого генератора, который придумал автор Instructables под ником The_Technocrat, работает в звуковом и ультразвуковом диапазонах. Он облегчает проверку и настройку звуковых усилителей, устройств на логических микросхемах, драйверов двигателей, преобразователей напряжения и многого другого. Самый быстрый и проверенный способ построить функциональный генератор — применить в нём специализированную микросхему, в данном случае типа IC8038:
Диапазон частот генератора разбит на четыре поддиапазона, смена которых производится переключением конденсаторов. На трёх выходах микросхема с обвязкой вырабатывает сразу три сигнала различных форм, каждый из которых можно подать на расположенный на той же плате усилитель (LF351N). Четвёртый режим соответствует пропусканию прямоугольных импульсов через диод, чтобы проходила только одна полуволна — полезно при проверке устройств с цифровыми микросхемами.
Выбранные разработчиком DIP-переключатели для поставленной цели неоптимальны: если случайно выбрать более одного выхода, они окажутся замкнуты друг на друга, а соединять между собой выходы, уровни на которых отличаются, нельзя. Это может вызвать перегрев микросхемы. Лучше взять галетные переключатели.
Переменные резисторы служат для плавных регулировок: R1 — частоты, R2 — скважности прямоугольных импульсов (при генерации сигналов других форм его надо устанавливать в среднее положение), R5 — амплитуды. Подстроечные резисторы R3 и R4 позволяют уменьшить искажения для минимума при генерации синусоиды.
Работу над генератором мастер начинает с составления чертежа печатный платы. Получилось вот что:
Но по одной такой картинке плату не изготовить (она нужна, скорее, для справки по размещению компонентов, если вы заказали плату без шелкографии), поэтому для желающих повторить конструкцию The_Technocrat выложил Gerber-файлы. Можно также изготовить печатную плату самостоятельно ЛУТом или собрать генератор на макетной плате. Всё зависит от ваших возможностей и предпочтений. Разработчик получил вот что:
На плату мастер устанавливает все детали согласно подсказке на шелкографии или картинке выше. Микросхемы, во избежание их перегрева, лучше устанавливать после остальных компонентов. После этого на выход устройства он подключает осциллограф, а на вход — двуполярный 12-вольтовый источник питания. Выбрав какую-нибудь частоту или амплитуду, он первым делом выбирает режим генерации синусоиды, чтобы настроить подстроечные резисторы и больше их не трогать. Выставляет регулятор скважности в промежуточное положение, но несмотря на это, на экране — не совсем синусоида:
При помощи уже упомянутых резисторов R3 и R4 он добивается от синусоиды правильной формы. Результат не показывает, но я ему почему-то верю. На очереди — меандр:
Мастер вращает ось резистора R2 и получает вместо меандра прямоугольные импульсы различной скважности:
Осталось проверить режим генерации треугольных импульсов:
Внимание: на транзисторы, работающие в ключевом режиме и не имеющие теплоотводов, нельзя подавать с генератора управляющие сигналы никаких других форм, кроме прямоугольной. Скважность при этом можно менять и получать ШИМ.
Убедившись, что генератор работает, The_Technocrat изготавливает для него отдельный двуполярный стабилизированный БП (схему приводить нет смысла, там 7812 и 7912 и всё до боли стандартно):
С обратной стороны:
Затем берёт кусок оргстекла и устанавливает на него платы БП и генератора, чтобы они всегда были вместе, как попугаи-неразлучники:
Если устройство не работает, мастер советует проверить, какая часть виновата: генератор или усилитель. Сам он предпочитает проверять в направлении от выхода: смотрим, есть ли сигнал на выходе усилителя, если нет, перемещается к выходу генератора, или к входу усилителя, что одно и то же. Нет сигнала и там — не работает генератор. Есть — проблема в усилителе. Возможна проверка и в обратном направлении: осциллограф или наушники оставляем на выходе, а точки соединения выхода генератора с входом усилителя касаемся, чтобы получить наводку. Если до этого была тишина, а теперь появился фон, дело в генераторе. Ничего не изменилось — в усилителе. Обоими способами можно также проверить точки соединения в цепочке генератор-переключатель-резистор-усилитель. Неисправность локализована, и понятно, правильность сборки какого узла (и исправность какой микросхемы) надо проверять.
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.