У радіоаматорській практиці іноді буває необхідно мати під рукою генератор сигналів заданої форми та частоти, для перевірки та тестування вузлів радіоапаратури. Зі зростанням доступності мікроконтролерів можна зібрати цифровий генератор сигналів, в якому програмним шляхом генерувався б будь-який сигнал.
Цифровий генератор сигналів "Nyx" (Нікта). Технічні характеристики:
Частота дискретизації 131072 Гц.
Діапазон частот, що генеруються 1 - 65536 Гц, з кроком перебудови 1 Гц.
32 бітний акумулятор що теоретично дозволяє отримати роздільну здатність 0,000030518 Гц.
8 мі бітний вихід, розмах напруги від -15В до +15В.
Генератор побудований на базі мікроконтролера atmel ATMEGA16, як ЦАП була використана R-2R мережа, вихід якої був пропущений через операційні підсилювачі, що дозволило регулювати амплітуду сигналу, що генерується, і його зміщення щодо землі.
Програмне забезпечення було написано на Сі зі вставкою на асемблері. Генератор працює за принципом прямого цифрового синтезу. Докладно прочитати теоретичний матеріал із проблем цифрового синтезу сигналів можна за посиланнями наприкінці оригінальної сторінки. Програма побудована в такий спосіб. У ОЗУ МК виділяється масив на 256 елементів, в якому зберігається значення сигналу, що генерується, в кількості одного періоду. Заповнення масиву значення виконується перед початком синтезу залежно від того, який сигнал потрібно отримати на виході. Саме даний механізм дозволяє описати сигнал, що генерується формулою, а не вручну забивати таблицею, як це зроблено в інших конструкціях. Після запуску генератора 131072 разів на секунду починає спрацьовувати переривання, в якому відбувається збільшення значення акумулятора, відсікання перших 8 біт від значення змінної і виклик відповідного елемента масиву. Весь процес займає 113 тактів мікроконтролера.
На відміну від аналогів, завдання частоти виконується з цифрової клавіатури, а не за допомогою кнопок "+" та "-", що підвищує швидкість використання генератора. Продумайте обов'язково інтерфейс керування приладом. Скільки необхідно зробити рухів тіла що б задати частоту 32698 Гц? Хороша ідея використовувати енкодер.
Якщо на виході необхідно отримати лише синусоїдальний сигнал, то гарною ідеєю буде встановити фільтр низьких частот, який би відсікав шуми, на гармоніках частоти дискретизації. Але це неприйнятно, якщо генератор сигналів на виході має прямокутний сигнал – фільтр завалить фронти.
Незважаючи на те, що згідно з теоремою Котельникова (Найквіста) для відновлення з частотою f потрібно робити відліки (дискретизацію) з частотою 2f сигнал, що відновлюється, матиме спотворення форми. Таким чином гранична відновлювана частота становить 65536 Гц реально стеля близько 20 000 Гц. На високих частотах форма сигналу синусоїду нагадувати не буде зовсім, тому при налагодженні схем враховуйте цю особливість.
Клавіатура є неповною матрицею 4*4 яка опитується динамічно. РК екран WH1602. Корпус приладовий промисловий, куплений у ПЕК. Віконці випиляні дрімельем.
Що було б непогано зробити:
1) Реалізувати програмний або апаратний ШІМ, що дозволить використовувати генератор для управління потужністю, що віддається у навантаження.
2) Вивести окремо прямокутний сигнал високої частоти, що апаратно генерується таймерами на МК (частоти порядку мегагерца)
Оригінал статті (як зазвичай напевно ляже)
Всім доброго доби!
Сьогодні хочу надати увазі читачів огляд генератора сигналів довільної форми JDS6600.
Дана модель генератора здатна виводити інформацію на кольоровий TTF дисплей 2,4 inch, видавати сигнал на два незалежні канали частотою до 15 МГц синусоїдальної, прямокутної, трикутної форми та частотою до 6МГц сигналів CMOS/TTL логіки, імпульсів та сигналів довільної форми з розмахом від 0 до 20 Вольт, має вхід для вимірювання частоти, періоду, тривалості, шпаруватості. Прилад дозволяє змінювати фазу сигналу від 0 до 359,9 градусів з кроком 0,1 градуса, зміщувати сигнал від -9,99 до + 9,99 Вольт (залежно від амплітуди сигналу). У пам'яті генератора прописано 17 стандартних сигналів, а також є можливість редагувати (створювати/малювати) необхідну форму сигналу і записувати в 60 осередків пам'яті.
Генератор багато чого може і, як радіозгубник середньої руки, навряд чи всім користуватимуся.
У лінійці генераторів JDS6600 п'ять модифікацій приладу з діапазонами частот – 15 МГц, 30 МГц, 40 МГц, 50 МГц та 60 МГц. У огляді молодша модель – 15 МГц.
За подробицями запрошую під кат (багато фото).
Почну, мабуть, не з красивих картинок, а з фотографії, яка дає уявлення про настільне або поличкове робоче позиціювання генератора із зазначенням габаритних розмірів та таблиці з характеристиками всієї лінійки генераторів серії JDS6600. Таблиця взята з мануалу.
Мануал російською можна вивчити і .
Габаритні розміри в мануалі трохи інші, але один-два міліметри ролі не грають.
Приїхав прилад у непоказній коробці, яку пошта/митниця трохи пошкодила, але до вмісту поставилися з повагою – все ціле й нічого не втратили.
Комплект складається з генератора, блока живлення 5 Вольт 2 Ампера із закордонною вилкою, пристойного мережевого перехідника, диска з ПО, кабелю для підключення до ПК і двох шнурів BNS-крокодили. Генератор був замотаний в пухирцю, а решта складових упаковані в індивідуальні пакети.
Підключення по USB як джерело живлення тут не передбачається і тому БП зі звичайним штекером 2,1 * 5,5 * 10 мм. Але потім спробуємо запитати генератор від іншого БП, щоб з'ясувати струм споживання на випадок живлення від Powerank.
Кабель USB тип A – USB тип B для підключення генератора до ПК довжиною 1,55 метра.
Шнури BNS-крокодили довжиною 1,1 метра, з гнучкими проводами, припаяними до крокодилів.
Ну, і власне, винуватець огляду у різних ракурсах.
На передній панелі розташувалися кнопка вкл/викл, екран, ряд сірих кнопок праворуч від нього для керування параметрами сигналу, вибору режимів вимірювань та модуляції, кнопка WAVE вибору виду сигналу, що генерується, MOD активації режиму модуляції, SYS системних установок, MEAS вибору режиму вимірювань, стрілки вибору розряду значення частоти і т.д., кнопка ОК для підтвердження купи всього та включення/вимкнення двох каналів, СН1/2 кнопки включення/вимкнення кожного каналу, енкодер, вимірювальний вхід та виходи двох каналів.
На тильній стороні TTL конектор, роз'єми USB та живлення, наклейка з найменуванням моделі та модифікації 15М (15МГц), вентиляційні отвори.
На бічних гранях, крім вентиляційних щілин, нічого цікавого. Верхня кришка глуха.
Знизу чотири пластикові чорні ніжки, що на жаль ковзають по столу, і підставка, що відкидається, для зручності.
Ніжки потім, мабуть, заміню нековзними.
Вага генератора 542 г і більшу частину мабуть важить сам корпус.
Заглянемо усередину. Для цього відкручуємо чотири довгі шурупи знизу, клацаємо пластиковою картою передню панель, знімаємо верхню частину корпусу і перед нами внутрішній світ генератора.
Як і припускав, місця всередині достатньо. Блок живлення легко міг би поміститися всередині корпусу, але мабуть на його зовнішній варіант є свої причини.
Плати з'єднані шлейфом, роз'єми якого щільно сидять у гніздах.
Плата генератора чиста, ніби й не забруднювали флюсом.
При першому наближенні платі бачимо, що компонентів досить багато. З видатних – чіп мозкової діяльності фірми Lattice, ремінці Omron, невеликий радіатор, логотип, найменування виробника та моделі з ревізією – JDS6600Rev.11. Номер ревізії дає підстави вважати, що виробник ґрунтовно займається моделлю, постійно її вдосконалюючи.
Заздалегідь вибачаюсь, що цього разу не наведу датішити на всі ключові елементи, але їх покажу ближче.
За мозкову діяльність відповідає програмований чіп
.
Решту приберу під спойлер.
Трохи докладніше зупинюся на компонентах, прихованих під радіатором. Це пара високошвидкісних підсилювачів.
Радіатором їх накрили без термопасти, може й не критично, але під час збирання її додав.
Плата управління вміщує значно менше елементів. Сліди флюсу тільки в місцях ручного паяння кнопки вкл/викл, енкодера, шлейфу дисплея та роз'єму.
Кнопки тут цілком механічні і повинні служити довго.
Переходимо до суті пристрою.
Включення генератора супроводжується повідомленням на екрані про вибір мови - китайської або англійської, процес завантаження, моделі, номер партії. Завантаження триває буквально 1-2 секунди. 
Відразу після завантаження на екрані з'являється інформація про встановлені сигнали, що подаються на обидва виходи генератора. Про активність виходів генератора свідчить напис ON на екрані та світло зелених світлодіодів над роз'ємами виходів. Вимкнути обидва виходи відразу можна натисканням кнопки ОК або окремо кожен канал кнопками СН1/2.
Інформація про параметри сигналів на каналах ідентична першого (верхнього) і другого (нижнього) каналів крім зображення форми сигналу.
В цілому на освоєння генератора йде не так багато часу, призначення і сенс кнопок інтуїтивно зрозуміло. Описати словами так, щоб було зрозуміло читачам складніше, ніж користуватись у реальності. Тому скористаємося картинками з манула.
Ще раз про призначення органів управління, відображення інформації.
Суть інформації, що відображається, і кнопок праворуч від екрану.
Призначення функціональних кнопок 
Після включення на двох виходах за замовчуванням є синусоїдальний сигнал частотою 10 кГц, розмахом 5 Вольт, заповненням 50%, зміщенням 0 Вольт і фазовим зсувом між каналами 0 градусів. Сірими кнопками справа ці параметри змінюються і розповідати тут особливо нема чого. Вибрали потрібний параметр, далі кнопками зі стрілками вибрали розряд параметра, що змінюється, і енкодером змінюємо значення.
Найбільший інтерес викликають кнопки WAVE вибору виду сигналу, що генерується, MOD активації режиму модуляції, SYS системних установок, MEAS вибору режиму вимірювань.
При натисканні на кнопку WAVE на екрані з'являється наступне зображення і стає доступним вибір форми сигналу.
До сірих кнопок прив'язані 4 основних сигнали (синусоїда, меандр, імпульс, трикутник) та довільна форма, прописана в першому осередку пам'яті, зарезервованої для цього.
Набагато більше сигналів можна вибрати, обертаючи ручку енкодера. Цей спосіб дає можливість вибрати:
17 встановлених сигналів - Sine, Sguare, Pulse, Triangle, PartialSine, CMOS, DC, Half-Wave, Full-Wave, Pos-Ladder, Neg-Ladder, Noise, Exp-Rise, Exp-Decay, Multi-Tone, Sinc, Lorenz
та 15 довільних сигналів Arbitrary. Із заводу ці 15 осередків порожні, у них нічого не записано – на виході 0 Вольт, 0 Герц. Їхнє заповнення розглянемо після встановлення ПЗ.
У мануалі йдеться про амплітуду сигналу та її регулювання від 0 до 20 Вольт. Насправді про регулювання амплітуди можна говорити лише окремих сигналів, переважно йдеться про розмах.
Синусоїда розмахом 5В (на генераторі ampl 5V, осцилограф показує значення розмаху, хоч і пише про амплітуду).
Меандр 5В (на генераторі ampl 5V, осцилограф показує значення розмаху, але пише про амплітуду).
Різниці між Sguare та Pulse на осцилограмі не помітив. Як був меандр, так і залишається при перемиканні, тому скрін не викладаю.
Виправлено завдяки
До того часу не видно різниці поки не почнеш змінювати коефіцієнт заповнення DUTY. DUTY змінюється тільки в Pulse, в режимі меандр Sguare коефіцієнт заповнення змінюється тільки на екрані генератора - на осцилограмі це не відображається.
Трикутний сигнал (на генераторі ampl 5V, осцилограф показує значення розмаху, але пише про амплітуду).
Наступний сигнал Partial Sine - частковий синус, але різниці з Sine на осцилограмі так само не помітив і скрін не викладаю.
Виправлено завдяки
Тут ситуація, як і з сигналом Pulse, змінюємо коефіцієнт заповнення та отримуємо зміни синусоїди. DUTY змінюється тільки в Partial Sine, в режимі Sine коефіцієнт заповнення змінюється тільки на екрані генератора - на осцилограмі це не відображається.
Наступний сигнал CMOS. Тут розмах/амплітуда регулюється від 0,5 до 10 Вольт, незважаючи на те, що ручкою енкодера на екрані виставляється до 20 Вольт.
Наступним йде сигнал DC, але на осцилограмі тиша.
Далі сигнал Half-Wave ось тут ми бачимо амплітуду. Для порівняння на другому каналі встановив синусоїду. Хоча на генераторі вказана амплітуда 5 вольт і осцилограф пише ampl, але бачимо, що саме вимірюється розмах синусоїди і амплітуда Half-Wave.
На Full-Wave також бачимо вимірювання амплітуди і, при встановленій частоті на генераторі 10 кГц, 20 кГц по осцилограмі.
Сигнали Pos-Ladder та Neg-Ladder задав на першому та другому каналах, відповідно. Знову бачимо розмах.
Шуми на обох каналах шумлять незалежно один від одного з різними параметрами.
Знову для наочності та економії часу читачів сигнали Exp-Rise та Exp-Decay на різних каналах.
За тією ж схемою Multi-Tone та Sinc.
Сигнали Lorenz.
Наступна корисна функція приладу – функція виміру/лічильника. Прилад дає змогу вимірювати сигнал частотою до 100 МГц. Активується функція кнопкою Meas. Перемикання між вимірюваннями та лічильником можна зробити трьома способами – кнопкою Funk, кнопками зі стрілками та енкодером.
Кнопкою Coup вибираємо відкритий чи закритий вхід, кнопкою Mode – частоту чи періоди підрахунку.
JDS6600, що оглядається, дозволяє вимірювати те, що він же і генерує. Задаємо параметри сигналу на виході генератора та підключаємо до вимірювального входу.
Наступна функція модуляції. Активується кнопкою MOD. Тут доступні три режими: генератор частоти, що коливається - Sweep Frequency, генератор імпульсів - Pulse Generator і генератор пачки імпульсів - Burst. Режими вибираються кнопкою Func.
Свіпірування можливе на двох каналах, але не одночасно - або перший або другий.
Стрілки або енкодер вибираємо канал, встановлюємо початкову і кінцеву частоту сигналу (форму сигналу вибираємо заздалегідь в режимі Wave), лінійну або логарифмічну залежність і включаємо ON.
Логарифмічна.
Лінійна
Режим Pulse Generator (лише перший канал).
Режим генерації пачок імпульсів Burst (перший канал).
Тут можна задати кількість імпульсів у пачці від 1 до 1048575 і вибрати режими
Дві пачки імпульсів
Сто пачок імпульсів
471 пачка.
Зверніть увагу на зміну Vmin, Vmax із зростанням кількості пачок. При їх малій кількості імпульси мають негативну полярність, далі картина інша. Хто може пояснити, прошу прояснити у коментарях.
Виправлено завдяки
, який вказав на помилку у виборі режиму AC coupling на осцилографі При зміні на DC все стало на свої місця, за що прошу відзначитись у qu1ck.
У режимі Burst чотири види синхронізації (Як я зрозумів. Якщо помиляюся виправте) – від другого каналу генератора – CH2 Trig, зовнішня синхронізація – Ext.Trig (AC) та Ext.Trig (DC) та Manual Trig – ручна.
Наступна функціональна кнопка – це кнопка SYS, що відкриває доступ до установок генератора. Можливо слід було описати цю частину на початку, але рухався найбільшою затребуваністю функцій.
Крім увімкнення/вимкнення звукових сигналів при натисканні кнопок, регулювання яскравості екрану, вибору мови (китайська, англійська) і скидання до заводських налаштувань, тут можна поміняти кількість відображених/викликаних осередків довільних сигналів (з заводу 15, можна встановити всі 60), завантажити/ записати 100 осередків пам'яті та синхронізувати канали за формою сигналу, частотою, амплітудою (розмахом), заповненням, зміщенням.
Суть 60 осередків та 100 осередків стане зрозумілою трохи пізніше, після підключення до ПК.
Для підключення генератора до комп'ютера необхідно з диска з комплекту встановити програмне забезпечення.
Розпакувавши архів, спочатку потрібно встановити драйвер CH340Q з папки h340 drive (архів Ch340.rar), далі встановити програм драйвер VISA з папки VISA (установник setup.exe), а вже потім інсталятор керуючої програми з папки English\JDS6600 application\Set
При підключеному до комп'ютера генераторі та запуску програми необхідно вибрати віртуальний СОМ, куди підключений прилад і натиснути кнопку Connect. Якщо порт вибрано правильно, побачимо таку картинку.
Оболонка інтерфейсу представлена чотирма вкладками – перша Configuration для з'єднання з ПК.
Друга вкладка – Control Panel – панель керування генератором. Тут все те саме, що і при керуванні з лицьової панелі приладу, але набагато зручніше.
Усі опції зібрані одному екрані і звичні маніпуляції мишею дуже полегшують маніпуляції з генератором. Крім того, на цій вкладці одночасно з операціями над сигналами є синхронізація каналом, що з лицьової панелі генератора потрібно було робити через системні налаштування генератора.
Далі вкладка Extend Function – аналог діям кнопок MEAS та MOD на лицьовій панелі приладу лише на одному екрані. Але є й різниця – не знайшлося місця у віртуальному середовищі для функції Pulse Generator у режимі Modulation Mode (MOD). З лицьової панелі в режимі MOD доступні три функції - кочення частоти, генератор імпульсів та генератор пачок імпульсів. З комп'ютера доступні лише Sweep Frequency та Burst.
І остання вкладка Arbitrary дозволяє створювати свої форми сигналів і записувати їх спочатку порожні осередки пам'яті генератора (60 штук).
Можна почати з чистого аркуша, як на скріні вище, а можна взяти за основу встановлений сигнал (17 штук) і виголятися над ним, а потім записати в одну з 60 осередків довільних сигналів.
Для наочності записав у комірку пам'яті Arbitrary 01 такий сигнал.
І на осцилограмі бачимо таке:
Тут можна змінити амплітуду, усунення, фазу, але чомусь не можна змінити коефіцієнт заповнення.
Ось тепер хочу повернутися до 60 та 100 осередків. Методом наукового тику та порівнянь результатів обчислив, що кнопкою SYS на панелі генератора можна відкрити та зробити доступними до 60 осередків довільних сигналів (із заводу 15), які можна створити за допомогою ПЗ та записати їх у ці 60 осередків.
Таким чином, доступні з панелі генератора і вкладки Control Panel 17 стандартних і 60 довільних сигналів.
Але, якщо і цей набір не достатній, якщо якісь сигнали Вами затребувані, а якихось немає взагалі (як, наприклад, відсутність прямої та зворотної пилок) і їх не можна створити за допомогою ПЗ (наприклад, через неможливість маніпуляцій з коефіцієнтом заповнення з програмної оболонки), новий сигнал можна створити з панелі генератора, змінивши будь-який параметр. Далі потрібно в меню SYS вибрати номер комірки від 00 до 99 (ті самі 100) і кнопкою SAVE записати сигнал у цей комірку. Тепер, коли він Вам знадобиться, заходимо в SYS, вибираємо номер комірки з цим сигналом та кнопкою LOAD завантажуємо його з пам'яті.
Тобто. за фактом можна використовувати 177 сигналів! 17 встановлених + 60 довільних + 100 завантажуваних з пам'яті, коли це потрібно.
У завершальній частині огляду подивимося, яких частот генератор зберігає пристойні форми сигналу.
Синусоїда 100 кГц 5В та 1 МГц 5В.
Синусоїда 6 МГц 5В та 10 МГц 5В
Як бачимо, має місце зниження розмаху сигналу, і воно не залежить від величини навантаження. Без навантаження зовсім, 1 кім, 10 кім, 47 кім – зниження розмаху є завжди, але завжди в районі 0,5 Вольта.
У районі 13 МГц розмах знижується на 0,7 вольт, але далі, при встановлених 5 Вольтах розмаху, падіння не збільшується.
Синусоїда 15 МГц 10 Вольт - тут зниження розмаху вже більше. Але це вже 15 МГц.
Далі було виявлено особливість генератора JDS6600-15M – заявлена амплітуда 20 Вольт, стосується тільки сигналів (будь-якої форми) частотою до 10 МГц. Очікується амплітуда/розмах нижче встановлених значень. Щуп 1/10.
У діапазоні 10-15 МГц максимально можлива амплітуда/розмах становить 10 Вольт. Енкодер або в програмі встановлюємо 20 Вольт (на екрані генератора бачимо встановлені 20 Вольт), потім частоту вище 10 МГц і показання амплітуди на екрані приладу перемикаються на 10 Вольт. Відповідно, на виході 10 Вольт. Така особливість.
З формою синусоїди начебто все гаразд, подивимося меандр.
10 кГц 5В та 100 кГц 5В. 
1МГц 5В та 6МГц 5В.
6МГц 10В та 6 МГц 20В.
Тут вже видно, що на високих частотах меандр прагне синусоїди, що властиво багатьом генераторам.
Трикутник 100 кГц 5В та 1 МГц 5В.
З підвищенням частоти та амплітуди форма сигналу починає змінюватися.
5 МГц 5В та 5 МГц 12В.
Форми сигналів на високих частотах далекі від бездоганних, але до цього був готовий. Досвідченим людям ціна приладу багато скаже, для не досвідчених користувачів матеріал виклав – сподіваюся, він буде корисним. В описі генератора є маркетинг і я, напевно виклав, не все, що можна вичавити з приладу, але основне показав. Можливо, старші моделі в лінійці 6600 грішать менше, але коштують вони дорожче. Наданий екземпляр можна охарактеризувати як, генератор початкового, бюджетного рівня для свого кола завдань – ознайомлення, навчання, радіоаматорство, можливо, якесь не особливо складне і вимогливе виробництво.
З мінусів відзначу зниження амплітуди/розмаху сигналу зі зростанням частоти, відсутність пилок (але можна самому згенерувати, змінивши коефіцієнт заповнення і записавши в комірку).
Розробнику хотілося б побажати не захоплюватися маркетингом, допиляти трохи ПЗ.
З достоїнств все-таки широкий функціонал, можливість редагувати сигнали, записувати їх в осередки пам'яті, інтуїтивно зрозуміле управління, два незалежні канали.
Після завершення заміна штатного блоку живлення та вимірювання струму споживання.
Струм споживання не перевищує одного Ампера і можна живити генератор від Power bank, обзавівшись відповідним шнуром.
Якщо чогось не показав, то формулюйте докладне питання – генератор на столі, проведу досвід.
Товар надано для написання огляду магазином. Огляд опубліковано відповідно до п.18 Правил сайту.
Планую купити +17 Додати в обране Огляд сподобався +43 +61Навіщо потрібні генератори сигналів довільної форми
При тестуванні різних систем їх розробники повинні досліджувати поведінку системи при подачі її вхід як стандартних сигналів, і сигналів, мають різні відхилення від норми. У реальних умовах роботи на систему можуть діяти перешкоди, що спотворюють форму сигналу, і розробнику необхідно знати, як поведеться пристрій за тих чи інших спотворень. Для цього йому необхідно або моделювати перешкоду при проходженні стандартного сигналу або подати на вхід спотворений сигнал, отриманий за допомогою генератора сигналів довільної форми (ГСПФ). Перший шлях набагато триваліший і дорожчий, тому найчастіше використовується другий шлях.
Генератори сигналів довільної форми використовуються також у випадках, коли для налагодження та випробування пристроїв потрібно подавати на їхній вхід сигнали нестандартної форми, одержання яких без використання таких генераторів вкрай утруднене.
Концепція побудови ГСПФ
У основі побудови ГСПФ лежить синтез аналогового сигналу з його образу, записаному в ОЗУ генератора. Типова структура ДСПФ представлена на рис. 1.
Рис. 1. Типова структура генератора сигналів довільної формиГенератор фазового кута (ГФУ) генерує періодичну лінійно наростаючу послідовність адрес осередків ОЗУ (фазу сигналу). Крутизна наростання послідовності залежить від частоти, що задається блоком керування (БО).
Відповідно до зміни адрес на вході ОЗУ, змінюються і дані на його виході. Послідовність видаваних даних утворює цифровий образ сигналу, що генерується. Він перетворюється на аналогову форму з допомогою цифро-аналогового перетворювача, потім сигнал послаблюється відповідно до заданої амплітудою, й у нього вводиться потрібне постійне усунення. Після посилення виходить вихідний сигнал потрібної форми, частоти, амплітуди, з необхідним постійним усуненням.
Технічні характеристики генератора
Частота сигналу, що генерується 0,0001…22000 Гц
Амплітуда вихідного сигналу 0…10 В
Постійне зміщення вихідного сигналу -5…+5
Вихідний струм до 100 мА
Кількість відліків на період 8192
Температурна відносна нестабільність частоти менше 10 -5 1/
° СДовготривала відносна нестабільність частоти менше 10 -5 1/1000 год
Точність встановлення частоти 7*10 -6 Гц
Напруга живлення 10 ... 12 В
Потужність, що споживається без навантаження, 0,9 Вт
Габаритні розміри плати генератора 125x100x15 мм
Структура комплексу ДСПФ
Програмно-апаратний комплекс генерації сигналів довільної форми складається з генератора, що підключається до ЕОМ через послідовний порт RS-232C, і програми управління генератором, що працює під Windows 95/98, Windows NT 4.0.
Структура апаратної частини генератора
Апаратна частина виконана відповідно до структури, наведеної на рис. 1. Єдина відмінність у тому, що блок управління розробленого генератора підключений через блок сполучення до ЕОМ. З ЕОМ з допомогою програми управління задаються форма та інші параметри сигналу.
Блок керуваннягенератором побудований на базі мікроконтролера AT89C52. Він приймає від ЕОМ команди зміни параметрів сигналу та видає відповідні команди іншим блокам генератора. Крім того, генератор має SPI-подібний інтерфейс для підключення пристрою, що управляє, відмінного від ЕОМ. Наявність такого інтерфейсу дозволить використовувати генератор у складі мобільного компактного комплексу для зняття частотних характеристик, розробка якого ведеться зараз.Блок управління приймає та встановлює частоту, зміщення та амплітуду сигналу. Дані про форму вихідної напруги проходять через блок управління. Стандартні форми (пила, меандр, білий шум та синусоїда) розраховуються безпосередньо мікроконтролером.
Посилювач сигналупобудований на малошумному операційному підсилювачі MAX427 і дозволяє отримати вихідний струм до 100 мА. ЦАП постійного усунення AD7943 – множуючий 12-розрядний ЦАП з послідовним введенням даних, що дозволяє отримати зміщення сигналу в діапазоні від -5 до +5 В з дискретністю 2,44 мВ. ЦАП амплітуди AD7943 – множуючий 12-розрядний ЦАП з послідовним введенням даних. Дозволяє задавати амплітуду вихідного сигналу в діапазоні від 0 до 10 з дискретністю 2,44 мВ. ЦАП MX565A – швидкодіючий 12-розрядний ЦАП з паралельним введенням даних. Час встановлення з точністю до половини молодшого розряду трохи більше 250 нс. ОЗУ UM6264 містить цифровий образ форми. Форма зберігається у вигляді 8192 12-розрядних відліків. Це дозволяє отримати вихідний сигнал досить високої якості. Генератор фазового кутапобудований на основі ПЛІС EPF8282 фірми ALTERA. Структура, що записується в ПЛІС, наведено на рис. 2.
Рис. 2. Структурна схема конфігурації ПЛІС
Схема може працювати у трьох режимах:
У режимі нормальної генерації (на входіMode одиниця) регістр збільшення фази (РПФ) завантажується з БО значенням, що відповідає частоті.
При нормальній генерації вміст РПФ підсумовується з молодшими розрядами регістру фази (РФ), і сума записується в РФ після приходуSI. Тринадцять старших розрядів РФ подаються на адресні входи блоку ОЗП. Таким чином, частота переповнення РФ відповідає частоті сигналу, що генерується.
При режимі очікування (на входіMode нуль) ДФУ очікує на прихід стробуючого сигналу на вхідStrob. Після приходу цього сигналу генерується сигнал з початкової фази, записаної в регістрі початкової фази (РНФ), і до кінця періоду. Після закінчення періоду ДФУ знову перетворюється на стан очікування строба.При завантаженні даних у ОЗП вони спочатку записуються послідовно в регістр даних (РД), а потім, при подачі сигналу
InRAMOE, виставляються на входи даних блоку ОЗП. Це зроблено для економії числа використовуваних висновків мікроконтролера та спрощення топології друкованої плати.Як видно зі структури ПЛІС, реалізація такого операційного автомата на мікросхемах малого ступеня інтеграції потребувала б великої кількості різнотипних елементів (більше 30 корпусів), що призвело б до збільшення габаритів та зменшення надійності системи. Тому зручно застосовувати ПЛІС.
Досвідчений зразок генератора
Досвідчений зразок було зібрано на двосторонній друкованій платі розміром 175
x 110 мм. Споживання дослідного зразка без навантаження 0.9 Вт.Зовнішній вигляд дослідного зразка генератора наведено на рис. 3.
Рис. 3. Вид дослідного зразка плати генератора
Програма керування генератором
Двоканальний віртуальний цифровий генератор сигналів довільної форми є 12-розрядним цифровим приладом у стандартному конструктиві приладів серії «USB-лабораторія АКТАКОМ», і видає сигнал довільної форми або сигнал однієї зі стандартних форм (синусоїдальна, прямокутна, трикутна та деякі інші) по двох каналах одночасно. Завдання форми та параметрів сигналів здійснюється користувачем за допомогою комп'ютера незалежно для кожного каналу. Прилад має загальний для обох каналів вхід зовнішньої синхронізації для запуску генерації зовнішньої події. Генератор сигналів також виробляє вихідний сигнал синхронізації запуску інших приладів.
| загальні характеристики | |
|---|---|
| Кількість вихідних каналів | 2 |
| Форма вихідних сигналів | довільна чи стандартна |
| Вибір форми для обох каналів | незалежний |
| ЦАП | 12 біт |
| Максимальна кількість точок на канал | 128 К |
| Фільтр нижніх частот, що відключається | 15 МГц |
| Максимальна частота оцифрування | 80 МГц |
| Смуга частот за рівнем 1% | 0...10 МГц |
| Максимальний рівень вихідного сигналу від піку до піку: без додаткового підсилювача з додатковим підсилювачем (тільки для АНР-3122) |
±2,5 на навантаженні 50 Ом ±20 В на навантаженні 50 Ом |
| Крок зміни напруги вихідного сигналу | трохи більше 2,5 мВ; 10 мВ із підсилювачем |
| Межі зміни зсуву сигналу по вертикалі | ±2,5 В |
| Тривалість фронту прямокутного сигналу | не більше 20 нс |
| Частота дискретизації | вибирається від 2,44 кГц до 80 МГц |
| Похибка | не більше 10 -6 від вихідної частоти |
| Синхронізація | |
| Вибір режимів синхронізації | |
| перезапуск | одноразовий чи безперервний |
| джерело | зовнішній або ручний (внутрішній) |
| полярність | по висхідному або спадаючому фронту |
| Вхідний сигнал зовнішньої синхронізації | |
| форма | прямокутний імпульс |
| амплітуда | ТТЛ-рівень |
| тривалість | не менше 25 нс |
| Вихідний сигнал синхронізації | |
| форма | прямокутний імпульс |
| амплітуда | ТТЛ-рівень на навантаженні 1 ком |
| тривалість | не менше 25 нс |
| Потужні та конструктивні параметри | |
| живлення | 220 В, 50 Гц, трохи більше 20 Вт |
| габаритні розміри | 260x210x70 мм |
| Маса | не більше 2,0 кг |
| Відносна вологість | не більше 90% за температури 25°С |
| Атмосферний тиск | від 495 до 795 мм рт. ст. |
ПРИЗНАЧЕННЯ:
Програма AKTAKOM Arbitrary Generator призначена для повнофункціонального керування підтримуваними приладами, створення, редагування та завантаження даних для генерації сигналів для двох каналів.
МОЖЛИВОСТІ:
Додаток забезпечує виявлення та складання списку доступних до роботи модулів генераторів сигналів, підключених до комп'ютера локально (за інтерфейсом USB) або через мережу Ethernet/Internet; ініціалізацію та тестування обраного екземпляра приладу.
Програма забезпечує керування всіма параметрами, доступними для налаштування цього типу апаратури (див. опис підтримуваних приладів) та запис даних, що задають форму сигналу, на згадку про генератор сигналів. Дані форми сигналу можуть задаватися користувачем графічно, у вигляді математичної формули (є вбудований калькулятор формул) або двійкової послідовності: вибрані зі списку стандартних сигналів (синус, прямокутник, трикутник, пилка, спалах, імпульс) або бути завантажені з раніше збереженого файлу незалежно для кожного каналу.
Також додаток дозволяє задавати форму сигналів для двох каналів одночасно як параметричної кривої, тобто. у вигляді двомірної фігури Лісаж (функція «Лазерне шоу»).
Додаток містить вбудований модуль аналізу для підготовлених до створення сигналів. У функції модуля аналізу входять:
Програма дозволяє користувачеві вручну налаштувати кольори елементів графіка та товщину ліній осцилограм або завантажити ці налаштування з раніше збережених файлів колірних схем. Розмір та розташування всіх вікон програми також можуть налаштовуватися користувачем. Усі налаштування програми можуть бути записані у конфігураційний файл і потім завантажені.
** Повний посібник з експлуатації у стандартному постачанні не має фізичного носія і може бути завантажено сайту, після придбання та реєстрації приладу із зазначенням його серійного номера.
Для завантаження програмного забезпеченнянатисніть кнопку «Завантажити» або перейдіть до розділу « » ->
Програмне забезпечення у стандартному постачанні не має фізичного носія і може бути завантажене на сайті в розділі « » після придбання та реєстрації приладу із зазначенням його серійного номера.
Для завантаження програмного забезпечення натисніть кнопку «Завантажити» або перейдіть до розділу « » -> « », потім авторизуйтесь, вказавши свій логін та пароль. Якщо Ви раніше не реєструвалися на сайті, пройдіть за посиланням «Зареєструватися» та вкажіть усі необхідні дані.
У разі втрати програмного забезпечення його завантаження здійснюється за додаткову оплату. Програмне забезпечення можна поставити на фізичному носії (компакт-диску). Запис програмного забезпечення на носій (компакт-диск) та його доставка здійснюються за додаткову плату.
