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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Ученые объединили клетки мозга и кремниевый чип 27.09.2010 Это удалось сделать специалистам с факультета медицины Университета Калгари, работавшим в сотрудничестве с Национальным исследовательским советом Канады. В отличие от предыдущих технологических решений для исследования активности мозга новинка позволяет осуществлять взаимодействие с множеством клеток мозга одновременно. Ранее ученым была доступна возможность отслеживать работу только одной или двух клеток.

Другие интересные новости:

▪ Глубокое размеренное дыхание помогает успокоиться

▪ Суперъяркий светодиодный дисплей голубого цвета CVD-5572CB00

▪ Новые цифровые сигнальные процессоры по 90-нм технологии

▪ Подушка безопасности для мобильных устройств

▪ Линейный регулятор напряжения LT3021

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструменты и механизмы для сельского хозяйства. Подборка статей

▪ статья С кем вы, мастера культуры? Крылатое выражение

▪ статья Почему оркестры американских театров не исполняют национальный марш? Подробный ответ

▪ статья Работа с паяльной лампой. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Выносной микрофон с питанием от линии связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пример образца заявления-обязательства о возложении обязанностей ответственного за электрохозяйство. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026