|
Autor: Andy Collinson email
Zbudowany na jednym układzie scalonym 8038 to generator przebiegów: sinusoidalnego, prostokątnego, i trójkątnego o częstotliwości od 20Hz do 200kHz przełączany na cztery zakresy. Projekt ten jest wspaniałym użytecznym dodatkiem do celów hobbystycznych. Sygnał generowany jest przez IC1. Uniwersalny układ scalony zawsze gdy ma wejście sweep (pin 8), lecz w tej aplikacji nie jest wykorzystane. Układ scalony składa się z wewnętrznego generatora prostokąta, o częstotliwości ustawianej poprzez C1 - C4 oraz potencjometrem 10k. Tolerancja kondensatorów powinna wynosić najwyżej 10%, w celu zapewnienia stabilności. Sygnał prostokątny jest inny do wytworzenia przebiegu trójkątnego, który z kolei służy do wytworzenia przebiegu sinusoidalnego. Wszystko to jest robione wewnątrz scalaka, z minimalną liczbą elementów z zewnątrz podłączonych. Czystość sinusa jest regulowana poprzez dwa rezystory 100k. Kształt sygnału wybierany jest poprzez 3 pozycyjny przełącznik obrotowy, wybrany kształt trafia na potencjometr 10k w celu ustawienia odpowiedniej amplitudy. IC2 to wzmacniacz operacyjny LF351, podłączony jako bufor nieodwracający, wprowadzając izolację pomiędzy generatorem a wyjściem, oraz zwiększa prąd wyjściowy całego urządzenia. Rezystory 2,2k oraz 47 omów tworzą dzielnik napięcia. Na wyjściu wysokim (high output) maksymalna amplituda może wynieść 8Vpp przy sygnale prostokątnym, dla trójkąta wynosi 6V, a dla sinusa 4V. Napięcia z wyjścia niskiego (low output) są wykorzystywane dla testowania wzmacniaczy, a amplitudy wynoszą 20mV - 50mV są łatwo osiągalne. Dwa nastawne rezystory 100k regulują czystość sinusa. Jeśli regulacja jest poprawna wówczas zniekształcenia są poniżej 1%. Sygnał wyjściowy, powinien być monitorowany poprzez oscyloskop, niestety nie każdy ma dostęp to tego urządzenia. Jest jednak alternatywa - program Winscope. Program ten wykorzystuje twoją kartę muzyczną i przemienia komputer w oscyloskop. Posiada również zdolność łatwego zapisywania, jak i analizator widma, lecz może pracować jedynie do 20kHz. Jest on jednak wystarczający dla prezentowanego układu. Program posiada również automatyczny dobór zakresów. Winscope jest programem freeware dostępnym do sciągnięcia tutaj. Program Winscope jest zaprojektowany przez Konstanina Zeldovich'a. Po ściągnięciu, zapoznaj się z intrukcją manual Winscop'a i sprawdź kartę muzyczną. Można wykorzystać wejście L i P jednocześnie. Do karty muzycznej podłączamy wyjście high output generatora funkcji. Ustal poziom amplitudy, kształt sinusa a następnie zmieniaj zakresy częstotliwości. Sygnał powinien być wyświetlany, tak jak na rysunku poniżej:
Wyświetlony został zniekształcony sygnał sinusoidalny. Wyświetlanie może migać, jest to normalne gdy używa się karty dźwiękowej, która próbkuje sygnał wejściowy. Dzięki przyciskowi "hold" w programie Winscope, wyświetli się stojący sygnał. Wyrównanie: Najpierw regulujemy opornością 100k, podłączoną do pinu 1 układu 8038. Złe ustawienia wyglądają jak na rysunku.
Regulujemy górną połówkę sinusa tak długo aż uzyskamy ładnie zaokrąglone szczyty. Następnie regulujemy drugim potencjometrem 100k. Złe wyregulowanie pokazane jest na rysunku poniżej.
Dwa potencjometry ustawiające pracują razem, więc regulacja jednego oddziałuje na drugi. Trochę jest to pożądane. Kiedy przebieg jest wyregulowany i wygląda tak jak na pierwszym obrazku z przebiegiem, należy włączyć przycisk FFT w programie Winscope. Włączy to szybką transformatę Fouriera, dzięki czemu wyświetlone zostanie widmo sygnału wejściowego. Dla czystego sygnału sinusoidalnego jest więc to tylko jeden sygnał o częstotliwości podstawowej, bez harmonicznych, więc widmo czystego sygnału sinusoidalnego powinno zawierać pojedynczą szpilkę, tak jak jest to na rysunku poniżej:
Zniekształcony sygnał sinusoidalny zawiera wiele harmonicznych, i pomimo tego że kształt będzie wyglądał dobrze, to spektogram ujawni szpile z harmonicznych, tak jak poniżej:
Kiedy wyrównania sinusa będą kompletne, ustawiamy kształty innych przebiegów. Poniżej jest zdjęcie przebiegu trójkątnego generowanego przez nasze urządzenie.
|