wersja mobilna | kontakt z nami

Generator sygnału sinusoidalnego audio

Numer: Listopad/2017

W artykule przedstawiono kieszonkowy generator przebiegu prostokątnego i sinusoidalnego o częstotliwości z zakresu pasma akustycznego, zasilany z powerbanku. Wykorzystuje nietypową metodę generowania sinusoidy - filtrowanie harmonicznych z sygnału prostokątnego za pomocą filtru ósmego stopnia z przełączanymi pojemnościami MAX297.

Pobierz PDF

rys1Schemat generatora pokazano na rysunku 1. Bazuje on na scalonym filtrze cyfrowym U3 typu MAX297 odpowiedzialnym za filtrowanie prostokątnego sygnału wejściowego FI, (U3-8), dzięki któremu na wyjściu OPO (U3-3) otrzymujemy przebieg sinusoidalny.

Układ do poprawnej pracy wymaga sygnału zegarowego. W modelu jest to FN o częstotliwości 64×FI. Do generowania sygnału FN służy miniaturowy timer U1 typu MIC1557. Zależnie od rezystancji R1, pojemności C1 oraz FSEL jest możliwe pokrycie całego pasma akustycznego. Układ U2 pełni funkcję dzielnika przez 64 dla uzyskania sygnału FI. Rezystory R3, R4 dopasowują poziom sygnału dla zapewnienia poprawnej pracy U3. Filtr MAX297 wymaga zasilania symetrycznego ±5 V. Do uzyskania napięcia ujemnego służy pompa ładunkowa U4 typu ICL7660. Wadą filtru cyfrowego z pojemnościami przełączanymi jest przenikanie sygnału zegarowego do sygnału wyjściowego. Układ U3 ma wbudowany pomocniczy wzmacniacz operacyjny, który można wykorzystać do aplikacji dodatkowego, już „analogowego” filtra sygnału (kondensatory C6 i C7, rezystory R6 i R7). Dzięki temu harmoniczne pozostają na poziomie THD+N<1%. Sygnały sinusoidalny FSIN oraz prostokątny FSQ (po wyrównaniu amplitudy R10, R11) doprowadzone są do przełącznika FN wybierającego kształt generowanego sygnału, a stąd poprzez potencjometr ustalający poziom wyjściowy LEV do bufora wyjściowego U2 typu AD8605. Układ zasilany jest poprzez gniazdo USB (5 V/100 mA), sygnał wyjściowy dostępny jest na gnieździe RCA – OUT.

rys2Układ zmontowano na niewielkiej płytce drukowanej. Montaż nie wymaga opisywania, a rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 2. Generator nie wymaga uruchamiania. W zależności od potrzebnej częstotliwości wyjściowej jest konieczne dobranie rezystora R1, pojemności C1 oraz FSEL, jeżeli jest konieczne przestrajanie lub dostrojenie częstotliwości. Należy pamiętać, że generowana przez U1 częstotliwość musi być 64× większa od częstotliwości wyjściowej. Częstotliwość generowanego sygnału jest określona wzorem f=0,7/R1×C1 (dla f<1 MHz). Szybki dobór możliwy jest wg nomogramu z rysunku 3.

Jeżeli generator ma pełnić rolę podręcznego źródła, można pozostać przy potencjometrach montażowych i ograniczeniu zakresu przestrajania poprzez odpowiedni dobór elementów R1, Fsel, C1. Układ może jednak zostać dopasowany do przestrajania w pełnym zakresie akustycznym za pomocą potencjometru FSEL. Najwygodniej w tym celu zastosować typowe potencjometry 16 mm połączone przewodami z wyprowadzeniami Fsel, Lev na płytce drukowanej. Przestrajanie U1 jest mocno nieliniowe i w praktyce najlepiej sprawdza się potencjometr o charakterystyce RevLog „C” lub przełącznik z odpowiednio dobranymi rezystorami. Dla R1=750…910 V, Fsel=1 MV/C i C1=330 pF jest możliwe przestrojenie generatora w zakresie od 20 Hz-20 kHz. Potencjometr 1 MV/C jest dostępny w sklepach z artykułami elektronicznymi DIY dla gitarzystów. W razie trudności z zakupem można bez problemu zastosować potencjometr o charakterystyce logarytmicznej, ale regulacja będzie odwrócona – od częstotliwości maksymalnej do minimalnej. W prototypie zakres częstotliwości jest ograniczony do 375 Hz-5,5 kHz, co odpowiada Fsel=50 kV, R1=5,1 kV, C1=330 pF.

rys3Adam Tatuś, EP

Pozostałe artykuły

Przedwzmacniacz z eliminowaniem składowej stałej

Numer: Listopad/2017

Składowa stała w sygnale audio zwykle jest zjawiskiem niepożądanym. Najprostszą metodą jej wyeliminowania jest włączenie kondensatora w przewodzie sygnałowym. Według niektórych taki komponent pogarsza jakość dźwięku, co motywują między innymi, przesunięciem fazowym wprowadzanym przez taki element oraz szumami. Opisany przedwzmacniacz nie zawiera kondensatorów w torze sygnału audio. Ponadto, jego wzmocnienie można zmieniać.

Korektor barwy dźwięku

Numer: Listopad/2017

Korektor charakterystyki jest podstawowym elementem toru "domowego" studia lub systemu nagłośnienia. Umożliwia on kształtowanie charakterystyki częstotliwościowej sygnału. Opisywany moduł jest zmodyfikowaną wersją słynnego korektora Pultec PEQ "odpowiedzialnego" za brzmienie płyt nagrywanych od początku lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku.

Przekaźnik zasilany szerokim zakresem napięcia

Numer: Październik/2017

Przekaźniki elektromagnetyczne wymagają zasilenia cewki prądem o parametrach żądanych przez producenta. Jest to problematyczne, gdy napięcie zasilające całe urządzenie zmienia się w szerokim zakresie, co może zdarzyć się np. w urządzeniach przemysłowych.

Miniaturowy, stereofoniczny wzmacniacz mocy

Numer: Październik/2017

Moduł jest kompletną "cyfrową" końcówką audio o średniej mocy, pracującą w klasie D. Wzmacniacz może posłużyć do realizacji mobilnych systemów nagłośnieniowych, pracować samodzielnie np. pełniąc funkcję wzmacniacza do PC lub zamiennika uszkodzonych, niedostępnych układów końcówek mocy w sprzęcie RTV.

Miniaturowy przedwzmacniacz mikrofonowy z układem SSM2167

Numer: Wrzesień/2017

Miniaturowy przedwzmacniacz mikrofonowy, przewidziany do aplikacji przenośnych, współpracujący z wkładkami pojemnościowymi i mikrofonami MEMS. Dzięki zastosowaniu specjalizowanego układu SSM2167 firmy Analog Devices, pomimo niewielkich wymiarów, przedwzmacniacz ma kompresor dynamiki i bramkę szumów.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Listopad 2018

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym