그려진 신호 발생기. 구성표, 설명

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이 생성기의 출력 신호는 128x64 픽셀의 해상도로 그래픽 LCD 화면에서 사용자가 "그린" 곡선과 일치하는 모양을 갖습니다. 이러한 생성기는 다양한 전자 장치를 테스트하는 데 유용합니다. 예를 들어 전자 악기에서 가장 특이한 음색의 파형을 선택할 수 있습니다.

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

생성기 출력에서 "그린" 곡선의 반복 빈도는 0,2Hz에서 7500Hz로 변경할 수 있으며 화면에 하나가 아닌 여러 기간을 그리면 더 높아질 수 있습니다. 예를 들어, 64개의 펄스를 그린다면 해당 주파수는 약 12,8Hz에서 470kHz로 변경될 수 있습니다.

표시기 화면의 아래쪽 가장자리는 발전기의 첫 번째 출력에서 0 전압에 해당하고 위쪽 가장자리는 최대 양의 전압에 해당하며 발전기에서 사용 가능한 조정기에 의해 3,5에서 약 +XNUMXV로 변경될 수 있습니다. 두 번째 출력의 신호는 일정한 구성 요소가 없다는 점에서 다릅니다. 또한, 이 출력에서 곡선의 낮은 반복 빈도에서 모양의 왜곡이 가능합니다.

발전기는 5V의 안정화된 DC 전압 소스에서 전력을 공급받을 수 있습니다. 발전기는 18mA만 소비합니다. 전원이 꺼지면 화면에서 볼 수 있는 곡선의 모양이 마이크로컨트롤러의 비휘발성 메모리에 디지털 방식으로 저장되고 전원을 켜면 복원된다.

발전기 회로는 그림 1에 나와 있습니다. 1. 주요 부품은 DD16 마이크로컨트롤러(PIC873F1A-I/P)와 HG12864 그래픽 LCD(MT-2J-1FLA)입니다. 표시기에 대한 설명은 [2]에서, 마이크로컨트롤러와의 도킹 기능은 [XNUMX]에서 찾을 수 있습니다.

20MHz의 마이크로컨트롤러 클록 주파수는 ZQ1 석영 공진기에 의해 설정됩니다. R1C1 회로는 전원이 켜질 때 마이크로 컨트롤러를 초기 상태로 설정하도록 설계되었으며 VD1 다이오드는 전원이 꺼진 후 커패시터 C1의 빠른 방전을 보장합니다. 버튼 SB1-SB3은 발전기를 제어합니다.

마이크로 컨트롤러는 주어진 주파수로 LCD 화면에 "그려진" 신호의 메모리에 저장된 판독 값의 이진 코드를 출력 RA0-RA5에 출력합니다. 저항 R2는 다른 마이크로 컨트롤러 출력과 달리 오픈 드레인 회로에 따라 만들어지는 RA4 출력의 부하 역할을 합니다.

출력 RA0-RA5에는 저항 R3-R8로 조립된 값에 비례하는 전압에 이진 코드 변환기가 연결됩니다. 여기서 각 저항은 이전 저항의 절반을 가집니다. 이는 올바른 변환을 위해 필요하며 엄격히 준수해야 합니다. 그러나 저항 R7의 저항은 변환 특성에 대한 저항 R6의 영향을 부분적으로 보상하는 2kΩ과 같은 계산된 것보다 약간 작습니다.

저항 다이어그램에 표시된 저항 R3-R8은 가장 가까운 표준 정격 중에서 가장 정확하게 선택해야 합니다. 선택 과정에서 동일한 디지털 기기로 저항을 측정해야 합니다.

저항에 필요한 저항이 작을수록 더 정확하게 선택해야 합니다. 선택을 용이하게 하기 위해 각 저항기는 직렬로 연결된 두 개의 저항기로 구성될 수 있습니다. 그들 중 하나는 필요한 저항에 가깝지만 그보다 작아야하고 두 번째는 나머지를 추가해야합니다.

트랜지스터 VT1의 이미 터 팔로워는 코드-전압 변환기 작동에 대한 발전기 부하의 영향을 제거합니다. 저항 R9는 모든 출력 RA0-RA5에서 동시에 저전압 레벨에서 트랜지스터 이미 터의 전압이 가능한 한 5에 가깝도록 트랜지스터의 작동 지점을 설정하지만 활성 모드를 유지합니다. 이렇게 하면 "그린" 신호의 아래쪽(LCD 화면에서) 부분의 왜곡이 제거됩니다. 커패시터 CXNUMX는 디지털 방식으로 생성된 신호의 단계를 부드럽게 합니다. 저주파 신호로 작업할 때는 커패시턴스를 여러 번 늘려야 할 수 있으며 고주파 신호로 작업할 때는 줄여야 할 수 있습니다.

가변 저항 R10은 출력 신호의 진폭을 조절합니다. 저항 R12는 가변 저항 슬라이더가 회로에 따라 위쪽 위치에 있을 때 출력 1이 실수로 공통 와이어에 단락된 경우 트랜지스터가 손상되지 않도록 보호합니다. 커패시터 C6은 생성된 신호의 DC 구성 요소를 출력 2로 전달하지 않습니다.

커패시터 C4는 발전기 전원 회로의 차단 커패시터이며 저항 R11을 선택하면 표시기 화면에서 최상의 이미지 대비를 얻을 수 있습니다.

그려진 신호 발생기
그림. 2

생성기는 80x60x24mm 크기의 하우징에 조립되며 [3]에 설명된 포켓 오실로스코프와 설계가 유사합니다. 발전기의 모양은 Fig. 2. 새로 프로그래밍된 마이크로컨트롤러로 기기를 처음 켜면 LCD 화면 하단에 직선이 표시됩니다. 앞으로 이것은 이전 세션에서 지정한 형태의 곡선입니다.

생성기 버튼 중 하나를 누르면 작업이 시작됩니다. SB1 버튼을 누르면 화면에 표시된 형태의 신호가 생성기 출력에 나타납니다. SB2를 누르면 주파수 변경 모드로 전환되고 SB3 버튼을 누르면 화면의 곡선 모양을 입력하거나 수정하는 모드로 전환됩니다.

주파수 변경 모드에서 SB1 버튼은 값을 감소시키고 SB3 버튼은 값을 증가시킵니다. 초기 주파수는 476Hz입니다. 이전에 지정된 범위 내에서 총 511개의 고정 주파수 값이 있습니다.

입력 모드에 들어가 곡선을 조정한 직후 조건 커서는 항상 곡선 왼쪽의 첫 번째 지점에 위치합니다. SB3 버튼을 누르면 도트가 화면 위로 이동하여 화면 상단에 도달하면 하단에서 나타납니다. 버튼을 놓으면 점이 멈춥니다. 원하는 위치에 첫 번째 지점을 설정한 후 SB2 버튼을 누르면 두 번째 지점으로 이동하여 설정하고 세 번째 지점으로 이동합니다. 화면 오른쪽 가장자리의 128번 지점 다음에는 화면 왼쪽 가장자리의 1번 지점이 이어집니다.

설명된 방식으로 원하는 파형을 그린 후 SB1 버튼을 눌러 생성기를 켭니다. 이 경우 입력된 곡선은 마이크로컨트롤러의 비휘발성 메모리(EEPROM)에 기록됩니다. 따라서 기기의 전원을 껐다가 다시 켠 후 다시 입력할 필요가 없습니다.

그려진 신호 발생기
그림. 3

신호는 발생기 출력에 연결하여 헤드폰으로 듣거나 오실로스코프 화면에서 볼 수 있습니다(그림 3). 오실로스코프의 스위프 속도는 0,2ms/div로, 수직 채널 감도는 0,5V/div로 설정했습니다.

마이크로 컨트롤러 프로그램은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/03/genf.zip에서 다운로드할 수 있습니다.

문학

액정 모듈 MT-12864J. -melt.com.ru/files/file2150172.5.pdf.
Milevsky A. Microchip 마이크로컨트롤러와 함께 그래픽 LCD MT-12864A 사용. - 라디오, 2009, No. 6, p. 28-31.
Pichugov. A. 포켓 오실로스코프. - 라디오, 2013, No. 10, p. 20, 21.

저자: A. Pichugov

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