на главную
Карта сайта
English version
Вы читаете:

Функциональный генератор на МК PIC18F452 и MAX038 (v.1.1)

Р/л технология
4 недели назад

Функциональный генератор на МК PIC18F452 и MAX038 (v.1.1) (часть 2)


Внутри микросхемы к выводу FADJ подключён источник постоянного тока 250 мкА, который обеспечивается источником напряжения питания микросхемы минусовой полярности. Как правило, источник входного сигнала вывода FADJ - выход операционного усилителя, в этом случае температурный коэффициент источника тока становится неважным. Если же для регулирования частоты применён переменный резистор, тогда температурный коэффициент источника тока имеет значение.

Управление по входу FADJ добавляет небольшой температурный коэффициент к выходной частоте. Для критически важных случаев этот вход можно отключить, подключив вывод FADJ к общему проводу через резистор сопротивлением 10 кОм. Температурная стабильность улучшается, однако частота генератора удваивается. Хотя этот метод удваивает выходную частоту, он не удваивает её верхний предел. Нельзя оставлять вход FADJ свободным или подавать на него напряжение менее -3,5 В. Это может вызвать насыщение транзистора внутри микросхемы, что приведёт к нежелательным изменениям частоты и скважности.

Выходную частоту генератора можно изменять, подавая различные сигналы на IIN или FADJ. Вход IIN имеет более широкий интервал, незначительно более медленный отклик, более низкий температурный коэффициент и требуется источник тока одной полярности. Вход FADJ может быть использован, когда диапазон изменения менее ±70 % от центральной частоты, он подходит для фазовой автоподстройки частоты.

Выход OUT микросхемы DD4 имеет выходное сопротивление менее 0,1 Ом и допустимый ток до ±20 мА с ёмкостной нагрузкой до 50 пФ. Необходимо развязать более высокую выходную ёмкость от выхода OUT с помощью резистора сопротивлением 50 Ом или буферного усилителя. Образцовое напряжение на выводе REF - это стабильный источник напряжения 2,5 В с допустимым вытекающим током 4 мА или втекающим 100 мкА. В основном это свойство используется для подачи стабильного тока на вход IIN или для получения напряжения смещения на входах DADJ и FADJ. Он также может быть использован для других внешних устройств по отношению к MAX038. К выводу REF подключают конденсатор ёмкостью 0,1 мкФ для минимизации пульсаций.

Выход синхронизации SYNC - это TTL/CMOS-совместимый выход, который можно использовать для синхронизации внешних цепей. На этом выходе формируется прямоугольный сигнал, фронт которого совпадает с выходным нарастающим синусоидальным или треугольным сигналом, когда мгновенное напряжение равно нулю. Когда выбран прямоугольный сигнал, нарастающий фронт сигнала на выходе SYNC происходит в середине выходного сигнала, опережая его на 90 градусов. Коэффициент заполнения фиксируется на уровне 50 % и не зависит от управления по входу DADJ.

Правильный выбор резисторов и конденсаторов для MAX038 обеспечивает стабильную выходную частоту. Резисторы должны быть металлоплёночные с допуском 1 % или меньше. Конденсаторы следует выбирать по минимальному ТКЕ во всём температурном интервале. Подходят керамические конденсаторы с ТКЕ NPO. Напряжение на выводе COSC имеет треугольную форму, оно изменяется в пределах от 0 до 1 В. Полярные конденсаторы обычно не рекомендуются из-за их высокой температурной зависимости и токов утечки, но если они используются, минусовый вывод должен быть подключён к выводу COSC, а плюсовой - к общему проводу. Конденсаторы, применяемые для формирования сигналов очень низких частот, необходимо выбирать особенно тщательно, поскольку большая утечка тока может влиять на процессы зарядки и разрядки конденсатора. Если возможно, для такой частоты необходимо использовать малые токи по входу IIN, чтобы уменьшить ёмкость конденсатора.

Для реализации полной производительности MAX038 требуется особое внимание к цепям питания. Необходимо использовать общий провод с низким импедансом и подключить все пять контактов общего провода микросхемы напрямую к нему. Плюсовую и минусовую линии питания следует блокировать керамическими конденсаторами ёмкостью 1 мкФ или танталовыми конденсаторами ёмкостью 1 мкФ и параллельно им включёнными керамическими ёмкостью 1 нФ на общий провод. Выводы конденсаторов должны быть короткими (особенно керамического ёмкостью 1 нФ) для минимизации последовательной индуктивности. Если используется выход SYNC, выводы питания 16 (DV+) и 17 (V+) должны быть соединены, вывод 15 (DGND) должен быть соединён с общим проводом, а конденсатор ёмкостью 1 нФ должен быть подключён как можно ближе к микросхеме, между DV+ и DGND (выводами 16 и 15). Если выход SYNC отключён, вывод DV+ остаётся свободным. Необходимо минимизировать площадь печатных проводников вокруг вывода COSC и общего провода для уменьшения паразитной ёмкости и окружить этот проводник общим проводом, чтобы предотвратить связь с другими сигналами. Аналогичные меры применяются и для входов DADJ, FADJ и IIN. Внешний конденсатор размещают так, чтобы его подключение к общему проводу находилось рядом с выводом 6 (GND).

 

Работа прибора в режиме TEST

В этом режиме на выходе OUT_TTL присутствует сигнал с частотой следования импульсов 1 МГц, 100 кГц, 10 кГц, 1 кГц, 100 Гц, 10 Гц или 1 Гц (рис. 3). Выбор частоты производится нажатием на кнопку RANGE при включённом режиме. Пример индикации ЖКИ в режиме TEST для частоты 100 кГц приведён на рис. 4.

Рис. 3.

 

Рис. 4.

 

Установка частоты прямоугольного сигнала в режиме TEST:

-включают питание прибора;

-нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию TEST;

-к выходу OUT_TTL подключают исследуемое устройство;

-нажатием на кнопку START включают функцию TEST;

-кнопкой RANGE выбирают необходимую частоту сигнала (1 МГц, 100 кГц, 10 кГц, 1 кГц, 100 Гц, 10 Гц или 1 Гц) на выходе OUT_TTL;

-нажатием на кнопку START выключают генератор.

 

Работа прибора в режиме генератора одиночного импульса TIMER

В этом режиме на выходе OUT_TTL формируется прямоугольный импульс длительностью от 1 мкс до 99,999 мс с шагом установки 1 мкс, длительностью от 10 мкс до 999,99 мс с шагом установки 10 мкс, длительностью от 100 мкс до 9,9999 с с шагом установки 100 мкс и длительностью от 1 мс до 99,999 с с шагом установки 1 мс (рис. 5). Выбор интервала производится кратковременным нажатием на кнопку SETTING. Длительным нажатием на кнопку START входят в режим установки длительности. Установка длительности импульса производится нажатием на кнопку RANGE или SETTING (рис. 6). Длительным нажатием на кнопку START в этом режиме можно выставить импульс как логического нуля, так и логической единицы. Выходят из режима установки длительности кратковременным нажатием на кнопку START. В режиме внешнего запуска можно выставить задержку запуска (рис. 7). Длительным нажатием на кнопку SETTING устанавливают внешний запуск.

Рис. 5.

 

Рис. 6.

 

Рис. 7.

 

Запуск производится кратковременным нажатием на кнопку START или по нарастающему перепаду запускающего синхроимпульса на входе IN_TTL, если выбрана функция внешнего запуска TRG (рис. 8).

Рис. 8.

 

Установка длительности импульса в режиме TIMER:

-включают питание прибора;

-нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию TIMER;

-к выходу OUT_TTL подключают исследуемое устройство;

-кратковременным нажатием на кнопку SETTING выбирают множитель;

-длительным нажатием на кнопку SETTING выбирают запуск таймера (надписи нет - ручной, TRG - запуск по фронту внешнего импульса);

-длительным нажатием на кнопку START входят в режим установок;

-длительным нажатием на кнопку START выбирают импульс на выходе (H - лог. 1, L - лог. 0);

-нажатием на кнопку RANGE или SETTING выбирают необходимую длительность импульса;

-кратковременным нажатием на кнопку START входят в режим установок задержки запуска (при включённом внешнем запуске TRG);

-длительным нажатием на кнопку START выбирают время задержки (микросекунды - мкс или миллисекунды - мс);

-нажатием на кнопку RANGE или SETTING выбирают необходимую длительность задержки;

-кратковременным нажатием на кнопку START выходят из режима установок;

-кратковременным нажатием на кнопку START запускают таймер.

 

Работа прибора в режиме генератора пакета импульсов GEN PULS

В этом режиме на выходе OUT_TTL формируются прямоугольные импульсы длительностью от 3 до 65535 мкс, паузой между импульсами от 3 до 65535 мкс и числом импульсов от 1 до 65535 (рис. 9). Выбор параметра производится в режиме установок SETTING (рис. 10). Установка параметра производится нажатием на кнопку RANGE или SETTING. Запуск производится кратковременным нажатием на кнопку START или по нарастающему перепаду запускающего синхроимпульса на входе IN_TTL, если выбрана функция внешнего запуска TRG. В этом режиме прибор может работать и как генератор непрерывных импульсов. Для этого необходимо установить число импульсов, равное нулю (Np=0).

Рис. 9.

 

Рис. 10.

 

Установка импульсов в режиме GEN PULS:

-включают питание прибора;

-к выходу OUT_TTL подключают исследуемое устройство;

-нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию GEN PULS;

-нажатием на кнопку SETTING выбирают запуск генератора (надписи нет - ручной, TRG - запуск по фронту внешнего импульса);

-длительным нажатием на кнопку START входят в режим установок;

-нажатием на кнопку START выбирают параметр, который необходимо установить (Np - число импульсов в пакете, Hp - длительность импульса в микросекундах и Lp - длительность паузы между импульсами в микросекундах). Рядом с выбранным параметром индицируется надпись SET;

-нажатием на кнопку RANGE или SETTING выбирают необходимое значение параметра;

-нажатием на кнопку START переходят на установку следующего параметра и устанавливают аналогично. После установки всех трёх параметров выходят из режима установок;

-запуск функции GEN PULS производится кратковременным нажатием на кнопку START.

 

Работа прибора в режиме генератора псевдослучайных чисел GEN NOIS

В этом режиме на выходе OUT_TTL формируются прямоугольные импульсы с псевдослучайной последовательностью. Включение и выключение производятся кратковременными нажатиями на кнопку START.

Индикация ЖКИ в режиме GEN NOIS имеет вид, показанный на рис. 11.

Рис. 11.

 

Запуск генератора колебаний псевдослучайной последовательности в режиме GEN NOIS:

-включают питание прибора;

-нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию GEN NOIS;

-к выходу OUT_TTL подключают исследуемое устройство;

-нажатием на кнопку START запускают функцию GEN NOIS;

-нажатием на кнопку START отключают генератор.

 

Функциональный генератор

Нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию FUNCTIONAL GENERATOR (рис. 12). Нажатием на кнопку SETTING устанавливают необходимый тип модуляции, например HM (рис. 13). Нажатием на кнопку START включают генератор (рис. 14, рис. 15). Нажатием на кнопку RANGE (при включённом генераторе) выбирают необходимый частотный диапазон. Нажатием на кнопку SETTING (при включённом генераторе) выбирают необходимую форму сигнала на выходе генератора.

Рис. 12.

 

Рис. 13

 

Рис. 14.

 

Рис. 15.

 

Установка функционального генератора частоты сигнала:

-включают питание прибора;

-нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию FUNCTIONAL GENERATOR;

-нажатием на кнопку SETTING выбирают необходимую модуляцию сигнала на выходе генератора;

-нажатием на кнопку START производят включение генератора частоты;

-нажатием на кнопку RANGE выбирают необходимый диапазон;

-нажатием на кнопку SETTING выбирают необходимую форму сигнала на выходе генератора;

-нажатием на кнопку START выбирают необходимое ослабление сигнала на выходе;

-длительным нажатием на кнопку START выходят из функции генератора частоты.

Измерение частоты и длительности импульсов периодического сигнала

При измерении параметров цифрового TTL-сигнала кнопкой RANGE выбирают функцию FREQUENCY METER (рис. 16). Индикация низкочастотного сигнала (в данном случае F=500 Гц и скважность 10) имеет вид, приведённый на рис. 17. Индикация при F=40 кГц и скважности 2 имеет вид, показанный на рис. 18.

Рис. 16.

 

Рис. 17.

 

Рис. 18.

 

Измерение параметров сигнала с TTL-уровнем:

-нажатием на кнопку RANGE выбирают функцию измерения - FREQUENCY;

-на вход IN_TTL подают сигнал с уровнем TTL;

-нажатием на кнопку START включают и выключают измерения;

-проводят измерения.

Продолжение следует

Автор: В. Турчанинов, г. Севастополь


Рекомендуем к данному материалу ...

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

Поля, обязательные для заполнения

Изготовление печатных плат