En la práctica de la radioafición, a veces es necesario tener a mano un generador de señales de una forma y frecuencia dadas para verificar y probar los componentes del equipo de radio. Con la creciente disponibilidad de microcontroladores, es posible ensamblar un generador de señales digitales en el que cualquier señal sería generada por software.
Generador de señal digital "Nyx" (Nikta). Especificaciones:
Frecuencia de muestreo 131072 Hz.
El rango de frecuencias generadas es 1 - 65536 Hz, con un paso de sintonía de 1 Hz.
Acumulador de 32 bits, que teóricamente te permite obtener una resolución de 0,000030518 Hz.
Salida de 8 bits, cambio de voltaje de -15V a +15V.
El generador está construido sobre la base de un microcontrolador atmel ATMEGA16, se utilizó una red R-2R como DAC, cuya salida se pasó a través de amplificadores operacionales, lo que permitió controlar la amplitud de la señal generada y su compensación relativa. al suelo.
El software fue escrito en C, con ensamblador insertado. El generador funciona según el principio de síntesis digital directa. Puede leer en detalle el material teórico sobre los problemas de síntesis de señales digitales utilizando los enlaces al final de la página original. El programa se construye de la siguiente manera. Se asigna una matriz de 256 elementos en la RAM de la MC, en la que el valor de la señal generada se almacena en la cantidad de un período. La matriz de valores se llena antes del inicio de la síntesis, según la señal que necesite obtener en la salida. Es este mecanismo el que le permite describir la señal generada con una fórmula y no llenarla manualmente con una tabla, como se hace en otros diseños. Después de iniciar el generador 131072, comienza a dispararse una interrupción una vez por segundo, en la que se incrementa el valor del acumulador, los primeros 8 bits se cortan del valor variable y se llama al elemento de matriz correspondiente. Todo el proceso toma 113 ciclos del microcontrolador.
A diferencia de los análogos, la configuración de frecuencia se realiza desde el teclado numérico y no utilizando los botones "+" y "-", lo que aumenta la velocidad de uso del generador. Reflexionen obligatoriamente sobre la interfaz de gestión del aparato. ¿Cuántos movimientos del cuerpo se necesitan para establecer la frecuencia en 32698 Hz? Es una buena idea usar un codificador.
Si en la salida solo necesita obtener señal sinusoidal, entonces es una buena idea instalar un filtro de paso bajo que elimine el ruido en los armónicos de la frecuencia de muestreo. Pero esto es inaceptable si el generador de señal en la salida tiene una señal rectangular: el filtro llenará los frentes.
A pesar de que, según el teorema de Kotelnikov (Nyquist), para restaurar con una frecuencia f, es necesario muestrear (muestrear) con una frecuencia de 2f, la señal restaurada tendrá distorsiones de forma. Así, aunque la frecuencia máxima recuperable es de 65536 Hz, el techo real es de unos 20 000 Hz. A altas frecuencias, la forma de onda no se parecerá en absoluto a una sinusoide, así que tenga en cuenta esta característica cuando configure los circuitos.
El teclado es una matriz 4*4 incompleta que se sondea dinámicamente. Pantalla LCD WH1602. Caja de instrumentos industriales, comprada a IEC. Las ventanas están aserradas con una dremel.
Que seria bueno hacer:
1) Implementar software o hardware PWM, que permitirá utilizar el generador para controlar la potencia entregada a la carga.
2) Salida de una señal rectangular de alta frecuencia separada generada por temporizadores de hardware en el MK (frecuencias del orden de un megahercio)
Artículo original (como siempre, probablemente se caiga)
¡Buenos días!
Hoy quiero presentar a la atención de los lectores una descripción general del generador de forma de onda arbitraria JDS6600.
Este modelo de generador es capaz de mostrar información en una pantalla a color TTF de 2,4 pulgadas, emitiendo una señal a dos canales independientes con una frecuencia de hasta 15 MHz de forma sinusoidal, rectangular, triangular y una frecuencia de hasta 6 MHz de Señales lógicas CMOS/TTL, pulsos y señales de forma de onda arbitraria con un rango de 0 a 20 Voltios, tiene una entrada para medir frecuencia, período, duración, ciclo de trabajo. El dispositivo le permite cambiar la fase de la señal de 0 a 359,9 grados en pasos de 0,1 grados, para cambiar la señal de -9,99 a + 9,99 voltios (dependiendo de la amplitud de la señal). Se registran 17 señales estándar en la memoria del generador, y también es posible editar (crear/dibujar) la forma de onda necesaria y grabarla en 60 celdas de memoria.
El generador puede hacer muchas cosas y, como un destructor de radio mediocre, es poco probable que use todo.
La línea de generadores JDS6600 tiene cinco modificaciones del dispositivo con rangos de frecuencia: 15 MHz, 30 MHz, 40 MHz, 50 MHz y 60 MHz. En la revisión, el modelo más joven es de 15 MHz.
Para detalles, los invito debajo del corte (muchas fotos).
Comenzaré, quizás, no con bellas imágenes, sino con una fotografía que dé una idea de la posición de trabajo del generador en el escritorio o en el estante, indicando las dimensiones generales y una mesa con las características de toda la línea de la serie JDS6600. generadores La tabla está tomada del manual.
Se puede estudiar y el manual en ruso.
Las dimensiones generales en el manual son ligeramente diferentes, pero uno o dos milímetros no juegan ningún papel.
El dispositivo llegó en una caja antiestética, que estaba ligeramente dañada por la oficina de correos / aduanas, pero el contenido se trató con respeto: todo estaba intacto y no se perdió nada.
El kit consta de un generador, una fuente de alimentación de 5 voltios y 2 amperios con un enchufe externo, un adaptador de red muy decente, un disco de software, un cable para conectar a una PC y dos cables de cocodrilo BNS. El generador se envolvió en plástico de burbujas y todos los demás componentes se empaquetaron en bolsas individuales.
Aquí no se supone una conexión USB como fuente de alimentación y, por lo tanto, una fuente de alimentación con un enchufe convencional de 2,1 * 5,5 * 10 mm. Pero luego intentaremos alimentar el generador desde otra fuente de alimentación para averiguar el consumo actual en caso de alimentación desde Powerank.
Cable USB tipo A - USB tipo B para conectar el generador a un PC de 1,55 metros de longitud.
Cordones BNS-cocodrilos de 1,1 metros de largo, con hilos flexibles soldados a los cocodrilos.
Bueno, en realidad, el culpable de la revisión desde diferentes ángulos.
En el panel frontal hay un botón de encendido / apagado, una pantalla, una fila de botones grises a la derecha para controlar los parámetros de la señal, seleccionar los modos de medición y modulación, un botón WAVE para seleccionar el tipo de señal generada, MOD para activar el modo de modulación, la configuración del sistema SYS, MEAS para seleccionar el modo de medición, selección de dígitos de valor de frecuencia de flechas, etc., botón OK para confirmar un montón de todo y encender / apagar dos canales, CH1 / 2 botones de encendido / apagado para cada canal , codificador, entrada y salida de medida de dos canales.
En la parte trasera hay un conector TTL, USB y conectores de alimentación, una pegatina con el nombre del modelo y modificación 15M (15MHz), orificios de ventilación.
En las caras laterales, aparte de las ranuras de ventilación, no hay nada interesante. La tapa superior es sorda.
Debajo hay cuatro patas negras de plástico, que lamentablemente se deslizan sobre la mesa, y un soporte plegable para mayor comodidad.
Probablemente reemplazaré las patas con unas antideslizantes más tarde.
El peso del generador es de 542 gramos y aparentemente la mayor parte pesa la carcasa.
Miremos adentro. Para ello, destornillamos los cuatro tornillos largos de la parte inferior, desprendimos el panel frontal con una tarjeta de plástico, retiramos la parte superior de la carcasa y tenemos frente a nosotros el mundo interior del generador.
Como era de esperar, hay mucho espacio en el interior. La fuente de alimentación podría caber fácilmente dentro de la caja, pero aparentemente hay razones para su versión externa.
Las placas están conectadas por un cable, cuyos conectores se asientan firmemente en los enchufes.
El tablero del generador está limpio, como si no hubiera sido manchado con fundente.
En una primera aproximación sobre la placa, vemos que hay bastantes componentes. De los más destacados, un chip de actividad cerebral Lattice, relés Omron, un pequeño radiador, logotipo, nombre del fabricante y modelo de revisión: JDS6600Rev.11. El número de revisión da motivos para creer que el fabricante está completamente comprometido con el modelo, mejorándolo constantemente.
Me disculpo de antemano porque esta vez no daré hojas de datos para todos los elementos clave, pero los mostraré todos más de cerca.
Un chip programable es responsable de la actividad cerebral
.
Pondré el resto bajo el spoiler.
Me detendré un poco más en los componentes ocultos debajo del radiador. Este es un par de amplificadores de alta velocidad.
Se cubrieron con un radiador sin pasta térmica, quizás no sea crítico, pero lo añadieron durante el montaje.
El tablero de control contiene muchos menos elementos. Rastros de flujo solo en los lugares de soldadura manual del botón de encendido/apagado, codificador, cable de pantalla y conector.
Los botones aquí son bastante mecánicos y deberían durar mucho tiempo.
Pasamos a la esencia del dispositivo.
El encendido del generador va acompañado de un mensaje en la pantalla sobre la elección del idioma: chino o inglés, el proceso de descarga, el modelo y el número de lote. Cargar toma literalmente 1-2 segundos. 
Inmediatamente después de la carga, aparece en la pantalla información sobre las señales preestablecidas aplicadas a ambas salidas del generador. La actividad de las salidas del generador se indica mediante la inscripción ON en la pantalla y el brillo de los LED verdes sobre los conectores de salida. Puede apagar ambas salidas a la vez presionando el botón OK o individualmente cada canal presionando los botones CH1/2.
La información sobre los parámetros de la señal en los canales es idéntica para los canales primero (superior) y segundo (inferior), excepto por la imagen de forma de onda.
En general, no lleva mucho tiempo dominar el generador, el propósito y el significado de los botones es intuitivo. Es más difícil describirlo con palabras para que quede claro para los lectores que usarlo en la realidad. Por lo tanto, utilizaremos las imágenes del manual.
Una vez más sobre el nombramiento de controles, visualización de información.
La esencia de la información mostrada y los botones a la derecha de la pantalla.
Asignación de botones de función 
Cuando está habilitada, las dos salidas tienen por defecto una onda sinusoidal de 10 kHz, 5 voltios pico a pico, ciclo de trabajo del 50 %, compensación de 0 voltios y cambio de fase de 0 grados entre canales. Con los botones grises a la derecha, estos parámetros cambian y no hay mucho que contar aquí. Seleccione el parámetro deseado, luego use los botones de flecha para seleccionar el dígito del parámetro a cambiar y cambie el valor con el codificador.
De mayor interés son los botones WAVE para seleccionar el tipo de señal generada, MOD para activar el modo de modulación, SYS para la configuración del sistema y MEAS para seleccionar el modo de medición.
Cuando presiona el botón WAVE, la siguiente imagen aparece en la pantalla y la selección de forma de onda está disponible.
Se adjuntan 4 señales principales a los botones grises (onda sinusoidal, meandro, pulso, triángulo) y una forma arbitraria, registrada en la primera celda de memoria reservada para esto.
Se puede seleccionar un número mucho mayor de señales girando la perilla del codificador. Este método le permite elegir:
17 formas de onda preestablecidas: Sinusoidal, Cuadrada, Pulso, Triángulo, Sinusoidal parcial, CMOS, CC, Media onda, Onda completa, Pos-Ladder, Neg-Ladder, Ruido, Exp-Rise, Exp-Decay, Multi-Tone, Sinc, Lorenz
y 15 señales arbitrarias arbitrarias. De fábrica, estas 15 celdas están vacías, no hay nada escrito en ellas: la salida es 0 voltios, 0 hercios. Consideraremos completarlos después de instalar el software.
El manual trata de la amplitud de la señal y su ajuste de 0 a 20 voltios. De hecho, podemos hablar de ajuste de amplitud solo para señales individuales, básicamente estamos hablando del alcance.
Onda sinusoidal con una oscilación de 5V (en el generador de ampl 5V, el osciloscopio muestra el valor de la oscilación, aunque escribe sobre la amplitud).
Meander 5V (en el generador de ampl 5V, el osciloscopio muestra el valor de la oscilación, pero escribe sobre la amplitud).
No noté ninguna diferencia entre Sguare y Pulse en la forma de onda. Como estaba el meandro, permanece al cambiar, por lo que no publico la pantalla.
Arreglado gracias
Hasta entonces, no verá una diferencia hasta que comience a cambiar el factor de relleno de DUTY. DUTY cambia solo en Pulso, en el modo de meandro de Sguare, el ciclo de trabajo cambia solo en la pantalla del generador; esto no se refleja en el oscilograma de ninguna manera.
Señal triangular (en un generador de amplificación de 5 V, el osciloscopio muestra el valor máximo, pero escribe sobre la amplitud).
La siguiente señal de seno parcial es un seno parcial, pero tampoco noté una diferencia con Seno en el oscilograma y no publico la pantalla.
Arreglado gracias
Aquí la situación, como con la señal de pulso, cambiamos el ciclo de trabajo y obtenemos cambios en la sinusoide. DUTY cambia solo en el modo sinusoidal parcial, en el modo sinusoidal, el ciclo de trabajo cambia solo en la pantalla del generador; esto no se refleja en el oscilograma de ninguna manera.
La siguiente señal es CMOS. Aquí la amplitud/pico a pico se ajusta de 0,5 a 10 voltios, a pesar de que la perilla del codificador en la pantalla está configurada en 20 voltios.
La señal de CC es la siguiente, pero la forma de onda es silenciosa.
A continuación, la señal de media onda está exactamente aquí, vemos la amplitud. A modo de comparación, instalé una sinusoide en el segundo canal. Aunque el generador indica una amplitud de 5 voltios y el osciloscopio escribe ampl, vemos que se mide la amplitud de la sinusoide y la amplitud de Media Onda.
En Full-Wave, también vemos la medida de la amplitud y, con la frecuencia configurada en el generador 10 kHz, 20 kHz según el oscilograma.
Señales Pos-Ladder y Neg-Ladder configuradas en el primer y segundo canal, respectivamente. Volvemos a ver alcance.
Los ruidos en ambos canales son independientes entre sí con diferentes parámetros.
Nuevamente, para mayor claridad y para ahorrar tiempo a los lectores, las señales Exp-Rise y Exp-Decay están en diferentes canales.
Según el mismo esquema Multi-Tone y Sinc.
Señales de Lorenz.
Otra característica útil del instrumento es la función de medición/contador. El dispositivo le permite medir una señal con una frecuencia de hasta 100 MHz. La función se activa con el botón Meas. El cambio entre las medidas y el contador se puede hacer de tres maneras: el botón Funk, los botones de flecha y el codificador.
Con el botón Coup seleccionamos una entrada abierta o cerrada, con el botón Modo, la frecuencia o los períodos de conteo.
El JDS6600 revisado le permite medir lo que genera. Establecemos los parámetros de la señal en la salida del generador y lo conectamos a la entrada de medición.
La siguiente función de modulación. Se activa con el botón MOD. Hay tres modos disponibles aquí: un generador de frecuencia de barrido - Frecuencia de barrido, un generador de impulsos - Generador de impulsos y un generador de ráfaga - Ráfaga. Los modos se seleccionan con el botón Func.
El barrido es posible en dos canales, pero no simultáneamente, ya sea el primero o el segundo.
Use las flechas o el codificador para seleccionar el canal, configure la frecuencia inicial y final de la señal (seleccionamos la forma de la señal de antemano en el modo Wave), dependencia lineal o logarítmica y encienda.
Logarítmico.
Lineal
Modo de generador de impulsos (solo el primer canal).
Modo de generación de ráfagas de ráfagas (primer canal).
Aquí puede configurar el número de pulsos en un paquete de 1 a 1,048,575 y seleccionar modos
Dos ráfagas de pulsos
Cien ráfagas de impulsos
471 paquetes.
Preste atención al cambio en Vmin, Vmax con un aumento en la cantidad de paquetes. Con una pequeña cantidad de pulsos que tienen una polaridad negativa, entonces la imagen es diferente. Quién puede explicar, por favor aclare en los comentarios.
Arreglado gracias
, que indicaba un error al elegir el modo de acoplamiento de CA en el osciloscopio. Al cambiar a DC, todo encajó, por lo que le pido que verifique rápidamente.
Hay cuatro tipos de sincronización en modo Burst (Según tengo entendido. Corríjame si me equivoco) - desde el segundo canal del generador - CH2 Trig, sincronización externa - Ext.Trig (AC) y Ext.Trig (DC ) y Disparo manual - manual.
El siguiente botón de función es el botón SYS, que da acceso a la configuración del generador. Quizás debí haber descrito esta parte al principio, pero me moví de acuerdo a las funciones más demandadas.
Además de habilitar/deshabilitar las señales de sonido cuando se presionan los botones, ajustar el brillo de la pantalla, seleccionar un idioma (chino, inglés) y restablecer la configuración de fábrica, aquí puede cambiar el número de celdas de señal arbitrarias mostradas/llamadas (de fábrica 15). , puede configurar los 60), cargar/grabar 100 celdas de memoria y sincronizar canales por forma de onda, frecuencia, amplitud (pico a pico), relleno, compensación.
La esencia de 60 celdas y 100 celdas se aclarará un poco más tarde, después de conectarse a una PC.
Para conectar el generador a una computadora, debe instalar el software desde el disco del kit.
Después de descomprimir el archivo, primero debe instalar el controlador CH340Q desde la carpeta de la unidad h340 (archivo Ch340.rar), luego instalar el controlador del software VISA desde la carpeta VISA (instalador setup.exe) y solo luego instalar el instalador del programa de control de la carpeta English\JDS6600 application\Setup.exe
Cuando el generador está conectado a la computadora y se inicia el programa, es necesario seleccionar el COM virtual donde está conectado el dispositivo y hacer clic en el botón Conectar. Si el puerto se selecciona correctamente, veremos esa imagen.
El caparazón de la interfaz está representado por cuatro pestañas: la primera Configuración para conectarse a una PC.
La segunda pestaña - Panel de control - panel de control del generador. Aquí todo es igual que cuando se controla desde el panel frontal del dispositivo, pero mucho más conveniente.
Todas las opciones se recopilan en una pantalla y las manipulaciones habituales del mouse hacen que sea muy fácil manipular el generador. Además, en esta pestaña, junto con las operaciones sobre las señales, está disponible la sincronización por el canal, que se debe realizar desde el panel frontal del generador a través de la configuración del sistema del generador.
A continuación, la pestaña Extender función es análoga a las acciones de los botones MEAS y MOD en el panel frontal del dispositivo, solo en una pantalla. Pero hay una diferencia: no había lugar en el entorno virtual para la función de generador de impulsos en el modo de modulación (MOD). Hay tres funciones disponibles desde el panel frontal en modo MOD: barrido de frecuencia, generador de impulsos y generador de ráfagas. Solo la frecuencia de barrido y la ráfaga están disponibles desde la computadora.
Y la última pestaña Arbitraria le permite crear sus propias formas de onda y escribirlas en las celdas de memoria del generador inicialmente vacías (60 piezas).
Puede comenzar desde cero, como en la captura de pantalla anterior, o puede tomar una señal preestablecida (17 piezas) como base y trabajar en ella, y luego escribir señales arbitrarias en una de las 60 celdas.
Para mayor claridad, grabé tal señal en la celda de memoria Arbitrary 01.
Y en el oscilograma vemos lo siguiente:
Aquí puede cambiar la amplitud, el desplazamiento, la fase, pero por alguna razón no puede cambiar el ciclo de trabajo.
Ahora quiero volver a 60 y 100 celdas. Usando el método de empuje científico y comparación de resultados, calculé que con el botón SYS en el panel del generador, puede abrir y poner a disposición hasta 60 celdas de señales arbitrarias (15 de fábrica), que pueden crearse usando software y escrito en estas 60 celdas.
Por lo tanto, 17 señales estándar y 60 arbitrarias están disponibles desde el panel del generador y la pestaña Panel de control.
Pero, si este conjunto no es suficiente, si usted necesita algunas señales, pero algunas no lo son en absoluto (como la ausencia de sierras hacia adelante y hacia atrás) y no se pueden crear mediante software (por ejemplo, debido a la imposibilidad de manipular con el factor de relleno del shell), luego se puede crear una nueva señal desde el panel del generador cambiando cualquier parámetro. A continuación, debe seleccionar el número de celda del 00 al 99 (el mismo 100) en el menú SYS y usar el botón GUARDAR para escribir la señal en esta celda. Ahora, cuando lo necesites, ve a SYS, selecciona el número de celular con esta señal y usa el botón LOAD para cargarlo desde la memoria.
Aquellos. de hecho, ¡se pueden usar 177 señales! 17 preestablecidos + 60 aleatorios + 100 cargados desde la memoria cuando sea necesario.
En la parte final de la revisión, veamos a qué frecuencias el generador retiene formas de onda decentes.
Onda senoidal 100 kHz 5V y 1 MHz 5V.
Onda sinusoidal 6 MHz 5V y 10 MHz 5V
Como puede ver, hay una disminución en el rango de la señal y no depende de la magnitud de la carga. Sin carga en absoluto, 1 kOhm, 10 kOhm, 47 kOhm: siempre hay una disminución en el rango, pero siempre en la región de 0,5 voltios.
En la región de 13 MHz, la caída de pico a pico es de 0,7 voltios, pero además, con una configuración de pico a pico de 5 voltios, la caída no aumenta.
Sinusoide 15 MHz 10 Voltios: aquí la disminución de amplitud ya es mayor. Pero esto ya es de 15 MHz.
Además, se reveló una característica del generador JDS6600-15M: la amplitud declarada de 20 voltios se aplica solo a señales (de cualquier forma) con una frecuencia de hasta 10 MHz. La amplitud/pico esperado está por debajo de los valores establecidos. Sonda 1/10.
En el rango de 10-15 MHz, la amplitud / oscilación máxima posible es de 10 voltios. Configuramos 20 voltios con un codificador o en el programa (vemos los 20 voltios configurados en la pantalla del generador), luego la frecuencia está por encima de 10 MHz y las lecturas de amplitud en la pantalla del dispositivo cambian a 10 voltios. En consecuencia, la salida es de 10 voltios. Tal característica.
Todo parece estar en orden con la forma de la sinusoide, veamos el meandro.
10kHz 5V y 100kHz 5V. 
1MHz 5V y 6MHz 5V.
6MHz 10V y 6MHz 20V.
Ya se ha visto aquí que a altas frecuencias el meandro tiende a una sinusoide, que es inherente a muchos generadores.
Triángulo 100 kHz 5V y 1 MHz 5V.
A medida que aumentan la frecuencia y la amplitud, la forma de onda comienza a cambiar.
5MHz 5V y 5MHz 12V.
Las formas de onda a altas frecuencias están lejos de ser ideales, pero estaba preparado para esto. Para las personas con experiencia, el precio del dispositivo dirá mucho, para los usuarios sin experiencia, describí el material; espero que sea útil. Hay marketing en la descripción del generador, y probablemente no mencioné todo lo que se puede sacar del dispositivo, pero mostré lo principal. Quizás los modelos más antiguos de la línea 6600 pecan menos, pero también son más caros. La copia proporcionada se puede describir como un generador de nivel de entrada y presupuesto para su gama de tareas: familiarización, capacitación, radioaficionados, quizás alguna producción no particularmente compleja y exigente.
De los inconvenientes, observo una disminución en la amplitud / rango de la señal a medida que aumenta la frecuencia, la ausencia de sierras (pero puede generarla usted mismo cambiando el ciclo de trabajo y escribiéndolo en la celda).
Me gustaría desear que el desarrollador no se meta en marketing, que termine un poco de software.
De las ventajas, de todos modos, una amplia funcionalidad, la capacidad de editar señales, escribirlas en celdas de memoria, control intuitivo, dos canales independientes.
Al final, la sustitución de la fuente de alimentación estándar y la medición del consumo actual.
El consumo de corriente no supera un Amperio y puedes alimentar el generador desde el Power bank adquiriendo el cable adecuado.
Si no mostró algo, formule una pregunta detallada: el generador está sobre la mesa, realizaré un experimento.
El producto fue proporcionado para escribir una reseña por parte de la tienda. La revisión se publica de acuerdo con la cláusula 18 de las Reglas del sitio.
planeo comprar +17 Agregar a los favoritos Me gustó la reseña +43 +61Por qué son necesarios los generadores de formas de onda arbitrarias
Al probar varios sistemas, sus desarrolladores deben investigar el comportamiento del sistema cuando se aplican a su entrada señales estándar y señales con varias desviaciones de la norma. En condiciones de funcionamiento reales, el sistema puede verse afectado por interferencias que distorsionan la forma de onda, y el desarrollador necesita saber cómo se comportará el dispositivo bajo ciertas distorsiones. Para hacer esto, necesita simular interferencias durante el paso de una señal estándar o aplicar a la entrada una señal distorsionada obtenida usando un generador de forma de onda arbitraria (ASPF). La primera ruta es mucho más larga y costosa, por lo que la segunda ruta es la más utilizada.
Los generadores de forma de onda arbitraria también se utilizan en casos en los que, para depurar y probar dispositivos, es necesario aplicar señales de forma de onda no estándar a su entrada, que son extremadamente difíciles de obtener sin el uso de dichos generadores.
El concepto de construir GSPF
La construcción del GSPF se basa en la síntesis de una señal analógica según su imagen, registrada en la memoria RAM del generador. La estructura típica del GSPF se muestra en la fig. una.
Arroz. 1. Estructura típica del generador de forma de onda arbitrariaEl generador de ángulo de fase (GFU) genera una secuencia periódica linealmente creciente de direcciones de celda RAM (fase de señal). La inclinación de la secuencia depende de la frecuencia establecida por la unidad de control (CU).
De acuerdo con el cambio en las direcciones a la entrada de la RAM, los datos a su salida también cambian. La secuencia de datos de salida forma una imagen digital de la señal generada. Se convierte a forma analógica utilizando un convertidor de digital a analógico, luego la señal se atenúa de acuerdo con la amplitud especificada y se le introduce el desplazamiento constante deseado. Después de la amplificación, se obtiene una señal de salida de la forma, frecuencia y amplitud deseadas, con el desplazamiento constante requerido.
Especificaciones del generador
Frecuencia de la señal generada 0,0001…22000 Hz
Amplitud de la señal de salida 0…10 V
Polarización de salida de CC -5…+5 V
Corriente de salida hasta 100 mA
Número de lecturas por periodo 8192
Inestabilidad de frecuencia relativa de temperatura inferior a 10 -5 1/
ºCInestabilidad de frecuencia relativa a largo plazo inferior a 10 -5 1/1000 h
Precisión de ajuste de frecuencia 7* 10 -6 Hz
Tensión de alimentación 10…12 V
Consumo de energía sin carga 0,9 W
Dimensiones totales del tablero del generador 125x100x15 mm
Estructura del complejo GSPF
El complejo de hardware y software para generar formas de onda arbitrarias consiste en el propio generador, conectado a la computadora a través del puerto serie RS-232C, y el programa de control del generador que se ejecuta bajo Windows 95/98, Windows NT 4.0.
Estructura del hardware del generador
La parte de hardware está hecha de acuerdo con la estructura que se muestra en la fig. 1. La única diferencia es que la unidad de control del generador desarrollado está conectada a la computadora a través de la unidad de interfaz. Desde la computadora, utilizando el programa de control, se configuran la forma y otros parámetros de la señal.
Bloque de controlEl generador se basa en el microcontrolador AT89C52. Recibe comandos de la computadora para cambiar los parámetros de la señal y emite los comandos correspondientes a otros bloques del generador. Además, el generador tiene una interfaz tipo SPI para conectar un dispositivo de control que no sea una computadora. La presencia de dicha interfaz permitirá que el generador se utilice como parte de un complejo compacto móvil para medir las características de frecuencia, que se está desarrollando actualmente.La unidad de control recibe y establece la frecuencia, el desplazamiento y la amplitud de la señal. Los datos sobre la forma del voltaje de salida también pasan a través de la unidad de control. Las formas estándar (sierra, cuadrado, ruido blanco y seno) son calculadas directamente por el microcontrolador.
amplificador de señalconstruido alrededor del amplificador operacional de bajo ruido MAX427 y le permite obtener una corriente de salida de hasta 100 mA. DC sesgo DAC AD7943- multiplicando DAC de 12 bits con entrada de datos en serie, lo que le permite obtener un desplazamiento de señal en el rango de -5 V a +5 V con una resolución de 2,44 mV. Amplitud DAC AD7943- multiplicando DAC de 12 bits con entrada de datos en serie. Le permite configurar la amplitud de la señal de salida en el rango de 0 a 10 V con una resolución de 2,44 mV. CAD MX565A- DAC de 12 bits de alta velocidad con entrada de datos en paralelo. El tiempo de establecimiento con una precisión de la mitad del dígito menos significativo no es más de 250 ns. RAM UM6264 contiene una imagen digital del formulario. La forma se almacena como 8192 muestras de 12 bits. Esto le permite obtener una señal de salida de calidad suficientemente alta. Generador de ángulo de faseconstruido sobre la base de la FPGA ALTERA EPF8282. La estructura registrada en la FPGA se muestra en la fig. 2.
Arroz. 2. Diagrama de bloques de la configuración de FPGA
El circuito puede operar en tres modos:
En el modo de generación normal (a la entradamodo unidad) se carga desde la CU el registro de incremento de fase (PFR) con el valor correspondiente a la frecuencia.
Durante la generación normal, el contenido del RPF se suma con los bits menos significativos del registro de fase (RF) y la suma se escribe en el RF al llegar.SI. Se alimentan trece dígitos senior de la Federación Rusa a las entradas de dirección del bloque RAM. Así, la frecuencia de desbordamiento de RF corresponde a la frecuencia de la señal generada.
En modo de espera (entradamodo cero) HFC está esperando la llegada de la señal estroboscópica a la entradaestroboscópico. A la llegada de esta señal, se genera una señal desde la fase inicial registrada en el registro de fase inicial (RNF) hasta el final del período. Después del final del período, el HFC vuelve a entrar en el estado de espera de la puerta.Al cargar datos en la RAM, primero se escriben secuencialmente en el registro de datos (RD) y luego, cuando se da una señal
enRAMOE, expuesto a las entradas de datos del bloque RAM. Esto se hace para ahorrar la cantidad de pines del microcontrolador utilizados y para simplificar la topología de la PCB.Como puede verse en la estructura de la FPGA, la implementación de una máquina operativa de este tipo en microcircuitos con un bajo grado de integración requeriría una gran cantidad de diferentes tipos de elementos (más de 30 casos), lo que conduciría a un aumento de tamaño y una disminución en la confiabilidad del sistema. Por lo tanto, es conveniente utilizar FPGA.
Generador de prototipos
El prototipo se ensambló en una placa de circuito impreso de doble cara de 175.
x110 milímetro El consumo del prototipo sin carga es de 0,9 W.La apariencia del generador prototipo se muestra en la fig. 3.
Arroz. 3. Vista del prototipo del tablero del generador
programa de control del generador
El generador de forma de onda arbitraria digital virtual de dos canales es un dispositivo digital de 12 bits en el diseño estándar de dispositivos de la serie de laboratorio USB AKTAKOM, y genera una señal de forma de onda arbitraria o una señal de una de las formas estándar (senoidal, rectangular, triangular, y algunos otros) sobre dos canales simultáneamente. El ajuste de la forma y los parámetros de las señales lo realiza el usuario utilizando una computadora de forma independiente para cada uno de los canales. El dispositivo tiene una entrada de sincronización externa común para ambos canales para iniciar la generación en un evento externo. El generador de señal también proporciona una salida para sincronizar la activación de otros instrumentos.
| Características generales | |
|---|---|
| Número de canales de salida | 2 |
| Forma de onda de salida | arbitrario o estándar |
| Selección de forma para ambos canales | independiente |
| CAD | 12 bits |
| Número máximo de puntos por canal | 128K |
| Filtro de paso bajo conmutable | 15 MHz |
| Tasa de muestreo máxima | 80 MHz |
| Ancho de banda al nivel del 1% | 0...10 MHz |
| Nivel máximo de salida pico a pico: sin amplificador adicional con amplificador adicional (solo para AHP-3122) |
±2,5 V en 50 ohmios ±20 V en carga de 50 ohmios |
| Paso de voltaje de salida | no más de 2,5 mV; 10 mV con amplificador |
| Límites del cambio de desplazamiento de la señal a lo largo de la vertical | ±2,5 V |
| Tiempo de subida rectangular | no más de 20 ns |
| Frecuencia de muestreo | seleccionable de 2,44 kHz a 80 MHz |
| Error | no más de 10 -6 de la frecuencia de salida |
| Sincronización | |
| Elección de modos de temporización | |
| reiniciar | solo o continuo |
| fuente | externo o manual (interno) |
| polaridad | flanco ascendente o descendente |
| Entrada de sincronización externa | |
| la forma | ola cuadrada |
| amplitud | nivel TTL |
| duración | al menos 25 ns |
| Salida de sincronización | |
| la forma | ola cuadrada |
| amplitud | Nivel TTL a 1 kΩ de carga |
| duración | al menos 25 ns |
| Parámetros de potencia y diseño. | |
| Alimento | 220 V, 50 Hz, máx. 20 W |
| dimensiones | 260x210x70mm |
| Peso | no más de 2,0 kg |
| Humedad relativa | no más del 90% a una temperatura de 25°С |
| Presión atmosférica | 495 a 795 mmHg Arte. |
OBJETIVO:
La aplicación Generador arbitrario AKTAKOM está diseñada para el control completo de instrumentos compatibles, creación, edición y carga de datos para generar señales para dos canales.
CAPACIDADES:
La aplicación proporciona detección y compilación de una lista de módulos generadores de señales disponibles para operar, conectados a una computadora localmente (a través de la interfaz USB) o a través de una red Ethernet/Internet; inicialización y prueba de la instancia del dispositivo seleccionado.
La aplicación gestiona todos los parámetros disponibles para configurar este tipo de hardware (consulte la descripción de los dispositivos compatibles) y escribe datos de forma de onda en la memoria del generador de señales. El usuario puede especificar gráficamente los datos de forma de onda, como una fórmula matemática (hay una calculadora de fórmulas incorporada) o una secuencia binaria: seleccionada de una lista de formas de onda estándar (seno, rectángulo, triángulo, sierra, flash, impulso) o cargarse desde un archivo previamente guardado de forma independiente para cada canal.
La aplicación también le permite configurar la forma de onda para dos canales simultáneamente en forma de una curva paramétrica, es decir en forma de figura bidimensional de Lissajous (función Laser Show).
La aplicación contiene un módulo de análisis incorporado para señales preparadas para la generación. Las funciones del módulo de análisis incluyen:
La aplicación permite al usuario ajustar manualmente los colores de los elementos del gráfico y el grosor de las líneas de forma de onda, o cargar esta configuración desde archivos de esquema de color guardados previamente. El usuario también puede configurar el tamaño y la posición de todas las ventanas de la aplicación. Todos los ajustes del programa se pueden escribir en un archivo de configuración y luego cargar.
** El manual de instrucciones completo en la entrega estándar no tiene soporte físico y se puede descargar del sitio después de comprar y registrar el dispositivo, indicando su número de serie.
para cargar software haga clic en el botón "Descargar" o vaya a la sección "" ->
El software en la entrega estándar no tiene soporte físico y se puede descargar en el sitio web en la sección “ ” después de comprar y registrar el dispositivo, indicando su número de serie.
Para descargar el software, haga clic en el botón "Descargar" o vaya a la sección "" -> "", luego inicie sesión ingresando su nombre de usuario y contraseña. Si no se ha registrado previamente en el sitio, siga el enlace "Registrarse" y proporcione todos los datos necesarios.
Si se pierde el software, se descargará con un costo adicional. El software puede ser entregado en un medio físico (CD). La grabación del software en un medio (CD) y su envío se realizan por un cargo adicional.
