Funktionsgenerator (eller Signalgenerator)

[MicaelKarlsson]

Jag har tänkt mig att bygga en Funktionsgenerator/Signalgenerator av dessa anledningar:

1. Lära mig mer om hur man konstruerar kretskort och gör layout (i mitt fall mha Eagle och Toner Transfer metoden).
2. Göra ett större programmeringsprojekt för Atmel AVR.
3. Lära mig mer om filter. Både aktiva och passiva.

De funktioner jag vill ha är:
- Sinus
- Fyrkant
- Sågtand
- Triangel
- Ramp
- Brusgenerering
- Addera brus till signalen

Funktioner som jag skulle vilja ha (men inte har behov av nu):
- PWM
- TTL-pulståg (5V?)
- Puls där man kan bestämma längd och fördröjning eller om det skall komma en eller flera pulser.
- Invers ramp
- Kommunikation med dator för att kunna skapa olika sorters funktioner
-----------------------------------------------
Hårdvara som jag tänkt använda:

- Mega644 för signalgenerering samt LCD och knappsats
- Mega88 för att generera brus
- LM358N för den analoga delen
- Ringkärnetrafo 30VA 2 x 18V / 2 x 0.83A länk
- LM7815/LM7915 samt LM7805
- LCD: 75-512-60 (har en liggande)
- Diverse tryckknappar, vippströmställare, BNC-uttag med mera.
- En hel del ur bra att ha lådorna

Hittills ser mina scheman ut så här:

Strömförsörjning

Större bild

Signalgenerering

Större bild

Brusgenerering

Större bild


Sammanslagning av signalen och brus kommer att ske med en LM358N det också.


Funderingar:

1. Finns det bättre OP-förstärkare som kan användas? (helst electrokit eller Elfa)
2. Tror ni filtreringen på spänningsförsörjningen räcker?
3. Om denna spänningsreglering inte fungerar, vad föreslår ni då? Fick förslag på LDO regulatorer av Mindmapper i detta inlägg: http://elektronikforumet.com/forum/view ... =2&t=37771
4. Har jag missat någon användbar funktion?
5. Bör man göra något speciellt med utgångarna? I så fall vad?
6. Ser ni något jag missat?

Edit:
En fråga till dök upp:
Har ni tips på något bra bibliotek för LCD (KS0066)?

[grym]

bara en fråga, vilket frekvensomfång ska bruset ha?
vitt brus?

vet du hur du ska programera det?

bara nyfiken

det finns bättre op

sedan så skulle jag på en funkionsgenerator ha ett vettigt drivsteg 50/600 ohm och en mekanisk dämpsats, läs - 10 -20 -30db

[Ronny]

Tråd från förra året...Funderingar kring sinusvågoscillator
Så här med ca. 1.5 års ytterligare elektronikerfarenhet...vad sägs om att istället bygga en tillsats till ljudkortet som jag föreslog då.

...Förstår att du vill bygga själv enligt din beskrivning. Projektet som du nu skissar på tror jag du kommer lära dig mycket på.
Om du vill använda funktionsgeneratorn för att experimentera med filter (är det fortfarande frekvensområdet DC-50 kHz som är intressant?) kan du fundera på om du kan ha nytta av att kunna göra automatiska frekvenssvep. Med ett oscilloskop i XY-läge kan du då se filtrets överföringsfunktion. För att göra detta behöver du komplettera med en funktion som ger en spänning som ökar linjärt under sveptiden, t.ex med hjälp av en D/A-omvandlare.

Jag hade inte använt D/A-omvandlare uppbyggda med resistorstege för att skapa vågformerna utan satsat på en färdig DAC-IC.

[MicaelKarlsson]

bara en fråga, vilket frekvensomfång ska bruset ha?
vitt brus?

vet du hur du ska programera det?

bara nyfiken

det finns bättre op

sedan så skulle jag på en funkionsgenerator ha ett vettigt drivsteg 50/600 ohm och en mekanisk dämpsats, läs - 10 -20 -30db

Brusdelen har jag inte satt upp något frekvensomfång på just nu så det får bli ett politikersvar på den delen: Jag skall sätta till en enmansutredning.

Har inte satt mig in i just programmeringen av bruset men har börjat läsa på.
Antingen blir det helt mjukvarumässigt. Eller också kanske jag förkastar idén totalt och försöker generera brus med hjälp av en zenerdiod och något/några förstärkarsteg. Jag har inte bestämt mig än.

denna bättre op, vilken skulle det kunna vara?

Drivsteg låter intressant, tack för tipset. Hur svårt kan det bli då?


Ronny: Jag vill inte ha något kopplat till datorns ljudkort, jag vill kunna använda funktionsgeneratorn utan datorn påslagen.

"Jag hade inte använt D/A-omvandlare uppbyggda med resistorstege för att skapa vågformerna utan satsat på en färdig DAC-IC"
Varför då? Någon speciell anledning eller bara för att du gillar DAC-IC bättre?

Frekvensområdet i första hand är väl just upp till 50 kHz, kan jag komma högre är det bara bonus. Eftersom det kan bli svårt med låga frekvenser sätter jag nog en nedre gräns efter lite mer experimenterande.

[4kTRB]

Du kommer att få en väldigt kass sinus med en 8R-stege.
Vilka krav har du egentligen?

[MicaelKarlsson]

Jag har testat lite och i mina ögon ser den helt okej ut, men jag kan ju testa med en DAC och se.

Förresten vad betyder "väldigt kass sinus" för dig?

[4kTRB]

Mer än 8 övertoner då börjar det bli kass.

[MicaelKarlsson]

...Och det får man med en R2R-stege?

[4kTRB]

Med 8 resistorer så blir det rätt så hackig sinus.
128 nivåer per positiv resp negativ halvperiod.
Antingen får du räkna på det eller också mäta med en spektrumanalysator.

[4kTRB]

Ska du köra på de högre frekvenserna kommer processorn få jobba
ordentligt. Jag har nog aldrig sett en lösning liknande din.
Däremot har jag sett kurvor inlagda i EPROM i kombination med dac.
Men det blir ofrånkomligt med kvantiseringsbrus och svårt att filtrera
då man inte ska ha en fast frekvens. Då är det bättre att ha en PLL
som kontrolleras med u-controller. Då behöver du inte ha så stor begränsning
på maxfrekvensen. Sedan finns fina chip typ XR2206 som kan styras från ucontrollers eller
användas i en PLL-applikation.
http://www.exar.com/Common/Content/Prod ... ?ID=XR2206
http://www.loetstelle.net/projekte/xr2206/xr2206.php

För triangel och fyrkant kan du använda NE566
http://www.elecfree.com/electronic/simp ... -by-lm566/

[PERfect]

Något du troligtvis vill kunna göra är att justera utsignalens amplitud och offset. Men det går ju att göra analogt.
Jag byggde en fyrkant- och triangelvågsgenerator för ett tag sedan som du kan titta på.

Precis som Ronny och 4kTRB säger så ska du nog använda något annat än en R2R stege. Noggrannheten är inte så bra dessutom kanske du behöver fler bitar för att få snygg sinus.

Finns ju kommersiella produkter som kallas DDS.

Ett AVR projekt där de bygger en DDS.

[4kTRB]

Den här pdf:en från national är väldigt läsvärd.
På sidan 9 och framåt beskrivs olika shapers som
snyggar till dac genererade kurvformer.

http://www.national.com/an/AN/AN-263.pdf

[Icecap]

Att använda en R2R-stege är i sig inget stort problem, det kräver självklart exakta motstånd men problemet är att 8 bit är alldeles för dålig upplösning för att ge vettiga resultat, 10 bit är nog det minste man kan tänka på och gärna mer, upp till 16 bit. Jag hade nog vald runt 12-14 bit.

[MicaelKarlsson]

Tack för många intressanta länkar!

Den där AVR-DDS har jag kikat på en hel del.


Icecap: Vad tor du om den här 73-868-39 som ett budgetval eftersom min budget är begränsad.


Hittade denna, man kanske skulle skrinlägga byggplanerna och testa en färdigdesignad.

Eller kanske inte.....

[4kTRB]

Att använda en R2R-stege är i sig inget stort problem, det kräver självklart exakta motstånd men problemet är att 8 bit är alldeles för dålig upplösning för att ge vettiga resultat, 10 bit är nog det minste man kan tänka på och gärna mer, upp till 16 bit. Jag hade nog vald runt 12-14 bit.

Och ju fler bitar du har desto mer måste du stega på en period.
Det tär hårt på maxfrekvensen.

Jag räknade på en EPROM-genererad kurvform för flera år sedan
och kom fram till att det måste vara ett EPROM med rejält kort
accesstid för att det ska bli något så när användbart i ett
funktionsgeneratorbygge.