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無線電子工学および電気工学の百科事典 描画信号発生器。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
この発生器の出力における信号は、解像度 128x64 ピクセルのグラフィック LCD 画面上にユーザーが「描いた」曲線と一致する形状を持っています。 このような発生器は、さまざまな電子デバイスのテストに役立ちます。 これを使用すると、たとえば、電気楽器にとって最も珍しい音色の波形を選択することができます。
ジェネレーターの出力で「描画された」曲線の繰り返し周波数は 0,2 から 7500 Hz まで変更でき、画面上に 64 つではなく複数の周期を描画する場合はさらに高くなります。 たとえば、12,8 個のパルスを描画する場合、その周波数は約 470 Hz から XNUMX kHz まで変更できます。 インジケーター画面の下端は、発電機の最初の出力のゼロ電圧に対応し、上端は、発電機で利用可能なレギュレーターによって 0 から約 +3,5 V まで変更できる最大正電圧に対応します。XNUMX 番目の出力の信号は、一定の成分を持たない点で異なります。 さらに、この出力では、曲線の繰り返し頻度が低いと、その形状が歪む可能性があります。 発電機は、5 V の安定化 DC 電圧の任意の電源から電力を供給できます。消費量はわずか 18 mA です。 電源がオフになると、画面に表示されるカーブの形状がマイクロコントローラーの不揮発性メモリにデジタル的に保存され、電源をオンにすると復元されます。 発電機の回路を図に示します。 1. 主な部品は、DD1 マイクロコントローラー (PIC16F873A-I / P) と HG1 グラフィック LCD (MT-12864J-2FLA) です。 インジケーターの説明は [1] にあり、マイクロコントローラーとのドッキングの機能は [2] にあります。 20 MHz のマイクロコントローラーのクロック周波数は、ZQ1 水晶振動子によって設定されます。 R1C1 回路は、電源投入時にマイコンを初期状態に設定するように設計されており、VD1 ダイオードにより電源遮断後のコンデンサ C1 の急速な放電が保証されます。 ボタン SB1 ～ SB3 はジェネレーターを制御します。 マイクロコントローラは、LCD 画面上に「描画」された信号のメモリに保存された読み取り値のバイナリ コードを、所定の周波数で出力 RA0 ～ RA5 に出力します。 抵抗 R2 は、RA4 出力の負荷として機能します。RAXNUMX 出力は、他のマイクロコントローラー出力とは異なり、オープン ドレイン回路に従って作られています。 出力 RA0 ～ RA5 には、抵抗 R3 ～ R8 で構成されるバイナリ コード コンバータがその値に比例する電圧に接続されます。 ここでの各抵抗器の抵抗値は前の抵抗器の半分であることに注意してください。 これは正しい変換に必要であり、厳密に遵守する必要があります。 ただし、抵抗 R7 の抵抗値は計算値の 6 kΩ よりわずかに小さく、変換特性に対する抵抗 R2 の影響が部分的に補償されます。 抵抗図に示されている抵抗 R3 ～ R8 は、最も近い標準定格の中から可能な限り高い精度で選択する必要があります。 それらの抵抗は、選択プロセス中に同じデジタル機器を使用して測定する必要があります。 必要な抵抗値が小さいほど、より正確に選択する必要があります。 選択を容易にするために、各抵抗は直列に接続された XNUMX つの抵抗で構成できます。 そのうちの XNUMX つは必要な抵抗に近いが、それよりも小さい抵抗を持ち、XNUMX つ目は残りの抵抗を追加する必要があります。 トランジスタ VT1 のエミッタフォロワは、コード電圧コンバータの動作に対する発電機負荷の影響を排除します。 抵抗 R9 は、すべての出力 RA0 ～ RA5 が同時に低電圧レベルで、トランジスタのエミッタの電圧が可能な限りゼロに近くなるように、トランジスタの動作点を設定しますが、アクティブ モードのままです。 これにより、「描画された」信号の下部 (LCD 画面上) 部分の歪みが除去されます。 コンデンサ C5 は、デジタル生成された信号のステップを平滑化します。 低周波信号を扱う場合は、静電容量を数倍に増やす必要がある場合があり、高周波信号を扱う場合は、静電容量を減らす必要がある場合があります。 可変抵抗器 R10 は出力信号の振幅を調整します。 回路に従って可変抵抗器のスライダーが上の位置にあるときに、出力 12 が誤って共通のワイヤに短絡した場合、抵抗器 R1 はトランジスタを損傷から保護します。 コンデンサ C6 は、生成された信号の DC 成分を出力 2 に渡しません。 コンデンサ C4 は発電機の電源回路のブロッキング コンデンサであり、抵抗 R11 を選択すると、インジケータ画面で最高の画像コントラストが得られます。
この発生器は、80x60x24 mm の寸法のハウジングに組み込まれており、[3] で説明されているポケット オシロスコープと同様の設計になっています。 発電機の外観を図に示します。 2. 新しくプログラムされたマイクロコントローラーを使用して機器の電源を初めてオンにすると、LCD 画面の下部に直線が表示されます。 将来的には、これは前のセッションで指定されたフォームの曲線になります。 発電機のボタンの 1 つを押すと作業が始まります。 SB2 ボタンを押すと、画面に表示されている形式の信号がジェネレーターの出力に表示されます。 SB3 を押すと周波数を変更するモードに切り替わり、SBXNUMX ボタンを押すと画面上の曲線の形状を入力または修正するモードに切り替わります。 周波数変更モードでは、SB1 ボタンで値が減少し、SB3 ボタンで値が増加します。 初期周波数は 476 Hz です。 事前に指定した範囲内に合計 511 個の固定周波数値があります。 入力モードに入ってカーブを調整した直後は、条件付きカーソルは常にカーブの左側の最初の点に位置します。 SB3ボタンを押すとドットが画面上に移動し、画面上部に達すると下からドットが出現します。 ボタンを放すとドットが止まります。 最初のポイントを希望の位置に設定したら、SB2 ボタンを押すと 128 番目のポイントに移動し、設定し、1 番目のポイントに移動します。 画面の右端のポイント XNUMX の後に、画面の左端のポイント XNUMX が続きます。 上記の方法で目的の波形を描画したら、SB1 ボタンを押してジェネレーターをオンにします。 この場合、入力された曲線はマイクロコントローラーの不揮発性メモリ (EEPROM) に書き込まれます。 そのため、機器の電源を一度切って、再度電源を入れた後、再度入力する必要はありません。
信号はジェネレータの出力に接続することでヘッドフォンで聞くことができ、またオシロスコープの画面で見ることもできます (図 3)。 オシロスコープの掃引速度は 0,2 ms/div に設定され、垂直チャネルの感度は 0,5 V/div に設定されました。 マイクロコントローラプログラムは、ftp：//ftp.radio.ru/pub/2014/03/genf.zipからダウンロードできます。 文学
著者: A. ピチュゴフ
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