Генератор нарисованного сигнала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Сигнал на выходе этого генератора имеет форму, совпадающую с кривой, "нарисованной" пользователем на экране графического ЖКИ с разрешением 128x64 пкс. Такой генератор пригодится для проверки различных электронных приборов. С его помощью можно, например, подобрать форму сигналов самого необычного тембра для электромузыкальных инструментов.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Частоту повторения "нарисованной" кривой на выходе генератора можно менять от 0,2 до 7500 Гц и даже выше, если на экране нарисовать не один, а несколько периодов. Например, если нарисовать 64 импульса, то их частоту можно изменять примерно от 12,8 Гц до 470 кГц.

Нижний край экрана индикатора соответствует нулевому напряжению на первом выходе генератора, а верхний - максимальному положительному, которое имеющимся в генераторе регулятором можно изменять от 0 приблизительно до +3,5 В. Сигнал на втором выходе отличается тем, что в нем отсутствует постоянная составляющая. Кроме того, на этом выходе при низкой частоте повторения кривой возможно искажение ее формы.

Генератор можно питать от любого источника стабилизированного постоянного напряжения 5 В. Потребляет он всего 18 мА. В момент выключения питания форма имеющейся на экране кривой сохраняется в цифровом виде в энергонезависимой памяти микроконтроллера, а при его включении она восстанавливается.

Схема генератора показана на рис. 1. Основные его детали - микроконтроллер DD1 (PIC16F873A-I/P) и графический ЖКИ HG1 (МТ-12864J-2FLA). Описание индикатора можно найти в [1], а особенности его стыковки с микроконтроллером - в [2].

Тактовая частота микроконтроллера 20 МГц задана кварцевым резонатором ZQ1. Цепь R1C1 предназначена для установки микроконтроллера в исходное состояние при включении питания, а диод VD1 обеспечивает быструю разрядку конденсатора C1 после выключения питания. Кнопками SB1-SB3 управляют генератором.

Двоичные коды хранящихся в памяти отсчетов "нарисованного" на экране ЖКИ сигнала микроконтроллер с заданной частотой выводит на выходы RA0- RA5. Резистор R2 служит нагрузкой выхода RA4, который, в отличие от других выходов микроконтроллера, выполнен по схеме с открытым стоком.

К выходам RA0-RA5 подключен преобразователь двоичного кода в пропорциональное его значению напряжение, собранный из резисторов R3-R8. Обратите внимание, что каждый из резисторов здесь имеет сопротивление, вдвое меньшее, чем предыдущий. Это необходимо для правильного преобразования и должно строго соблюдаться. Однако сопротивление резистора R7 немного меньше расчетного, равного 6 кОм, что частично компенсирует влияние резистора R2 на характеристику преобразования.

Резисторы R3-R8 указанного на схеме сопротивления необходимо подобрать с максимально возможной точностью из числа ближайших стандартных номиналов. Измерять их сопротивление в процессе подборки следует одним и тем же цифровым прибором.

Чем меньше требуемое сопротивление резистора, тем с большей точностью его нужно подбирать. Для облегчения подборки можно составлять каждый резистор из двух, соединенных последовательно. Один из них должен иметь сопротивление, близкое к требуемому, но меньшее его, а второй - добавлять оставшееся.

Эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 устраняет влияние нагрузки генератора на работу преобразователя кода в напряжение. Резистор R9 устанавливает рабочую точку транзистора так, чтобы при низких уровнях напряжения одновременно на всех выходах RA0-RA5 напряжение на эмиттере транзистора было максимально близким к нулю, но он оставался в активном режиме. Этим устраняются искажения нижней (на экране ЖКИ) части "нарисованного" сигнала. Конденсатор C5 сглаживает ступеньки сформированного цифровым способом сигнала. При работе с низкочастотными сигналами его емкость может потребоваться увеличить в несколько раз, а с высокочастотными - уменьшить.

Переменным резистором R10 регулируют амплитуду выходного сигнала. Резистор R12 защищает транзистор от повреждения при случайном замыкании выхода 1 на общий провод, когда движок переменного резистора находится в верхнем по схеме положении. Конденсатор C6 не пропускает на выход 2 постоянную составляющую генерируемого сигнала.

Конденсатор C4 - блокировочный в цепи питания генератора, а подборкой резистора R11 добиваются наилучшей контрастности изображения на экране индикатора.

Рис. 2

Генератор собран в корпусе размерами 80x60x24 мм и по конструкции аналогичен карманному осциллографу, описанному в [3]. Внешний вид генератора показан на рис. 2. При первом включении прибора с только что запрограммированным микроконтроллером в нижней части экрана ЖКИ будет выведена прямая линия. В дальнейшем - это кривая заданной в предыдущем сеансе работы формы.

Работу начинают с нажатия на одну из кнопок генератора. После нажатия на кнопку SB1 на выходах генератора появляется сигнал изображенной на экране формы. Нажатием на SB2 переходят в режим изменения его частоты, а нажатием на кнопку SB3 - в режим ввода или корректировки формы кривой на экране.

В режиме изменения частоты кнопкой SB1 уменьшают ее значение, а кнопкой SB3 увеличивают его. Начальная частота равна 476 Гц. Всего имеются 511 фиксированных значений частоты, лежащих в указанном ранее диапазоне.

Сразу после входа в режим ввода и корректировки кривой условный курсор всегда находится на первой слева ее точке. При нажатой кнопке SB3 точка перемещается вверх по экрану, а достигнув верхней границы экрана, появляется снизу. С отпусканием кнопки точка останавливается. Установив в нужное положение первую точку, нажатием на кнопку SB2 переходят ко второй, установив и ее, переходят к третьей и так далее. За точкой 128 на правом краю экрана последует точка 1 на его левом краю.

Нарисовав описанным способом желаемую форму сигнала, включают генератор нажатием на кнопку SB1. При этом введенная кривая будет записана в энергонезависимую память (EEPROM) микроконтроллера. Поэтому после выключения питания прибора и его нового включения повторно вводить ее не придется.

Рис. 3

Сигнал можно услышать в головных телефонах, подключив их к выходу генератора, или увидеть на экране осциллографа (рис. 3). Скорость развертки осциллографа была установлена равной 0,2 мс/дел., а чувствительность его канала вертикального отклонения - 0,5 В/дел.

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/03/genf.zip.

Литература

1. Жидкокристаллический модуль MT-12864J. - melt.com.ru/files/file2150172.5.pdf.
2. Милевский А. Использование графического ЖКИ МТ-12864А с микроконтроллером фирмы Microchip. - Радио, 2009, № 6, с. 28-31.
3. Пичугов. А. Карманный осциллограф. - Радио, 2013, № 10, с. 20, 21.

Автор: А. Пичугов

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Ушам нужен шум 13.09.2004 Слуху нужна постоянная тренировка, чтобы он оставался в форме, и у тех, кто живет в постоянной тишине, слух ослабляется не меньше, чем у работников кузнечнопрессового цеха. К такому выводу пришли немецкие исследователи. Группа физиологов под руководством Геральда Флейшера из университета города Гиссена (Германия) за несколько лет измерила остроту слуха более 10 тысяч человек во всем мире. При этом регистрировался и уровень шумности их окружающей среды. Как и ожидалось, люди, подверженные крайне громким звукам на работе, например, строители, имеют пониженный слух. Но жители тихих сельских местностей столь же глуховаты. Оказалось, что в целом у горожан слух лучше, чем у жителей тихих деревушек. Люди таких профессий, как оркестранты и летчики, несмотря на постоянный шум в рабочее время, обладают неожиданно чувствительным слухом. Флейшер считает, что для тонкого механизма внутреннего уха вреден не постоянный шум, а ударные нагрузки - отдельные очень громкие звуки. Напротив, постоянный шум только тренирует выносливость уха. Наихудшим слух оказался у китайских крестьян, живущих в тишине, которая несколько раз в год прерывается взрывами петард и грохотом барабанов по случаю местных праздников.

Другие интересные новости:

▪ Владельцы BlackBerry могут общаться бесплатно

▪ На воздушном шаре - в стратосферу

▪ Самая маленькая лупа видит связи между атомами

▪ В Амстердаме запретят бензиновые и дизельные машины

▪ Ревматиков и спортсменов - на мороз

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Загнать за Можай. Крылатое выражение

▪ статья Что такое вши? Подробный ответ

▪ статья Работа на станке для пробивки перфорации. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Емкостное реле для управления освещением. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цоколевка распространенных биполярных и полевых транзисторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025