Fyrkantsgenerator

Berätta om dina pågående projekt.
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

Bakgrund:
Eftersom min kompis ville ha tillbaka sin funktionsgenerator så har jag tänkt att bygga något som kan ersätta den. Det kommer att bli en fyrkantsgenerator eftersom jag tycker det är användbart och inte så svår att fixa en tillräckligt bra med en PIC16F819 och en quad-OP. OPn är LF347 som i princip likadan som TL074 fast med lite högre bandbredd enligt databladen.

Specifikation digitala biten:
4 knappar för val av frekvensområde (finns ytterligare en som inte används)
Totalt frekvensområde: 5 Hz – 200 kHz (går upp till 2,5 MHz men då hoppar duty cyclen i 4 steg)
Duty cycle ställbar i 256 olika steg (nästan alltid)
Strömställare för 50% duty cycle / helt symetrisk fyrkant

Specifikation analoga biten:
Ställbar amplitud –12V till +12V
Ställbar offset
Strömställare för ingen offset

Hur långt jag kommit:
Hade tänkt att bli klar innan skolan börjar den 19 januari men det hinner jag inte eftersom jag har hittat på en massa andra saker istället ;)
Jag har byggt upp generator på experimentplatta och skrivit kod som uppfyller ovanstående specifikation. Den analoga biten har också byggts på experimentplattan och testat så att den fungerar. Jag har en låda till det hela, transformator och de andra delarna som behövs.

Förbättringar:
I och med att skolan är på annan ort (inte långt bort men ändå) så kommer det kanske att ta ett tag innan generator blir färdig. Därför tänkte jag passa på att fråga om vad för (enkla) förbättringar man kan göra, vad man ytterligare kan implementera mm. Mina idéer hitintills:

1. Strömställare för 5V amplitud
2. Ytterligare ett frekvensområde typ 0,1-10 Hz eller 0,01-10 Hz
3. Spara inställt frekvensområde i EEPROM (måste göras innan strömmen stängs av och jag ser ingen annat alternativ än att göra det varje gång frekvensområdet bytas.
4. Lysdioder som indikerar valt frekvensområde. Finns inte pinnar till det i dagsläget men om man konfigurerar om A/D-omvandlaren så den tar matningsspännigen som referens så kan man skaffa fram 3 pinna vilket räcker till 6 lysdioder (behöver bara 5 st) om man använder sig av Charlieplexing. Om använder matningsspänningen som referens, kommer frekvensen att börja hoppa mellan olika värden pga. osäkerheten i A/D-omvandlingen?
5. Göra om fyrkanten till triangelvåg. Har inte hittat eller kommit på någon enkel koppling som är frekvensoberoende men det är ju en önskvärd funktion!

Fler förslag och kommentarer uppskattas.

Problem:
Av någon anledning så fungerar OP inte bra som buffert när spänningen närmar sig den negativa matningsspänningen, istället för att ligga kvar någonstans nära den negativa matningsspänningen så hoppar utgången till positiv matningsspänning. Jag har fått lösa det så att jag satt två dioder innan potentiometern kopplas till den negativa matningsspänningen (se nedan). Någon som vet vad detta fenomen kan bero på?

Bild och schema:
Bild
Bild
v-g
EF Sponsor
Inlägg: 7875
Blev medlem: 25 november 2005, 23:47:53
Ort: Kramforce

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av v-g »

Du har likadant labbdäck som mig :D Så förutsättningarna är ju bra ;)

Det solklara för mig är en display!
Användarvisningsbild
rectumfrier
Inlägg: 171
Blev medlem: 3 juli 2008, 12:49:54
Ort: Falun

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av rectumfrier »

http://www.electrokit.se/download/k23.pdf

Kolla på dedär schemat lite..

du kan ju köpa kitet på electrokit.. men då förlorar du ju syftet (att bygga eget) :razz:
Användarvisningsbild
Walle
Moderator
Inlägg: 7701
Blev medlem: 14 december 2004, 10:32:18
Ort: Stockholm

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av Walle »

Har du kollat på ELFA, produktnummer 73-044-21?

"Funktionsgenerator
Genererar sinus, fyrkant, triangel, ramp och pulsvågformer.
Tänkbara applikationer: AM/FM-generering, Frekvensskift/pulsskift, Vågformsgenerator m m."
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

v-g: Man fick ett sådant labbdäck när jag började studera elektroteknik på LTH. Display är en intressant option men det blir nog en hel del kodande till, byte till större PIC, dessutom finns det ingen plats för display i den tänkta lådan.

Walle: Jo jag såg den för några dagar sedan, men man får väl motivera bygget med att det borde ha stabilare frekvens och att det är roligt att bygga själv. Fast jag lär inte bygga något med så bra triangel och sinus och speciellt inte vi de frekvenserna.

rectumfrier: Kitet har inte tillräcklig frekvensområde så det blir till att bygga själv. Däremot har jag tidigare funderat på att använda en integrator för att få triangel. Problemet är att amplituden beror på frekvensen men jag testade att koppla upp en integrator för att leka lite. Jag upptäckte då att om man blockerar DC så går det även att få asymmetrisk triangel genom att variera symmetrin på fyrkantsvågen :D

Därför googlade jag lite och hittade denna koppling. Jag har inte samma OP, trissor eller dioder istället använde jag tidigare nämnda LF347, 2N3904 och 1N4148. Kopplingen funkar mellan 350 Hz och 30 kHz. Även asymmetrisk triangel funkar om än inom ett ännu mer begränsat intervall.
Någon som har förslag till förbättringar av kopplingen?
Jag har inte riktigt förstått U3A fungerar och lite av kopplingsnätet runt U2A och U2B annars känns det som jag förstår det mesta.

Eftersom jag nu behöver 9 OP förstärkare och använder quad OP:ar så har jag tre stycken över. Funderar på om man kan göra sinus av triangelvågen. Har googlat lite och hittat några kopplingar men jag vet inte om och hur bra de fungerar ännu.
SvenW
Inlägg: 1155
Blev medlem: 24 april 2007, 16:23:10
Ort: Göteborg

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av SvenW »

> göra sinus av triangelvågen.

Titta i
http://www.national.com/an/AN/AN-263.pdf
Se speciellt figur 9.
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

För några veckor sedan lade jag till ytterligare ett frekvensintervall, 0,5-10Hz (har jag för mig att det var). Fixade också lysdioder för indikering av frekvensintervall.

I fredags lyckades jag att generera något sinusliknande genom att sätta in ytterligare en integrator i och tidigare nämnd koppling. Dock så var frekvensintervallet väldigt begränsat, 2-5kHz. Därför skippar jag den lösningen.
Istället kommer jag modifiera triangelvågskopplingen till frekvensområdet 5-50kHz och sätta en extern ingång. På så vis kan man koppla in ljudkortet och få sinus och triangel. Någon som har tips på ett bra och gratis program till Windows?
Användarvisningsbild
Ronny
Inlägg: 335
Blev medlem: 2 juni 2008, 23:10:22
Ort: Göteborg

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av Ronny »

Visual Analyser 2009 HR har en hel del intressanta möjligheter.
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

Verkar ju vara ett väldigt trevligt program. Följer med spänning tråden VISUAL ANALYSER 2009 HR (ljudkortet som mätinstrument).
Fräsen
Inlägg: 1372
Blev medlem: 18 juli 2007, 17:15:26
Ort: Svedala

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av Fräsen »

Hänger inte riktigt med i tråden men det verkar som du främst är ute efter en fyrkanstsvåg, varför kör du inte med komparatorer istället? Betydligt snabbare.

På chemat du länkade till, är inte de två sista OP,na för den negativa och positiva flanken? Den ena laddar ur kondingen uppåt och den andra nedåt?

Wienbrygga, fast där är svåra om du vill ha ut ungefär "sinus".
Senast redigerad av Fräsen 27 februari 2009, 23:00:12, redigerad totalt 2 gånger.
Användarvisningsbild
TomasL
EF Sponsor
Inlägg: 46810
Blev medlem: 23 september 2006, 23:54:55
Ort: Borås
Kontakt:

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av TomasL »

Beträffande Triangel och sinus mm, kika på Tektronix gamla TM5000 pluggar, deras funkgenar startar med en triangel, sedan pulsformar man till sinus och fyrkant, iaf till 20MHz.
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

Fräsen: Den analoga biten i generatorn ska ju nu även hantera triangel- och sinusvågor och det funkar väl inte med komparator då.

TomasL: Hittade ett schema och det stämmer som du säger. Tektronix löser det med ett antal diskreta transistorer. Dock har jag inte tillräckligt bra kunskaper i analog elektronik för att förstå kopplingen och definitivt inte felsöka den som man försöker bygga själv.

En liten uppdatering på projektet. I helgen har jag byggt ihop nätdelen till generatorn.

Bild

Bild
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

Har blivit en del byggande av och till men i helgen började det sätta fart igen.

Först en CAD-bild på generatorn.
Bild

Det första vettaga den hemmabyggda fräsen (ett projekt en kompis involverat mig i) gör är att fräsa ut en frontpanel till generatorn :D
Bild


Allt utom rattar monterade på fronten som passas på plats i lådan.
Bild

Elektroniken är på G också (sunkig bild dock).
Bild
Tekko
Inlägg: 9009
Blev medlem: 28 november 2004, 20:19:15

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av Tekko »

Varför bara squ ? tri å sin hade ju vart användbart också.
Användarvisningsbild
PERfect
Inlägg: 54
Blev medlem: 1 februari 2007, 12:48:34
Ort: Skåne

Re: Fyrkantsgenerator

Inlägg av PERfect »

Tekko: Blir lite knepigt med andra vågformer än fyrkant eftersom jag använder PWM utgången på PICen som generator. Men triangel har jag lyckats fixa (men den funkar bara från cirka 5kHz och uppåt). Sen kan man ju även ansluta en extern källa om man vill, det vill säga ljudkortet från datorn.

Bygget fortskrider, här är frontpanelen och elektroniken hopbyggd. Förhoppningsvis blir jag färdig nästa gång jag sätter mig och bygger.
Bild
Skriv svar