Generator sygnału sinusoidalnego audio

Generator sygnału sinusoidalnego audio
Pobierz PDF Download icon
W artykule opisano zasilany z powerbanku, kieszonkowy generator przebiegu prostokątnego i sinusoidalnego o częstotliwości z zakresu pasma akustycznego. Zastosowano w nim nietypową metodę generowania sinusoidy - filtrowanie harmonicznych z sygnału prostokątnego poprzez filtr 8 stopnia z przełączanymi pojemnościami oparty o układ MAX297.

Schemat ideowy generatora pokazano na rysunku 1. Jego „sercem” jest scalony filtr cyfrowy U3 typu MAX297, który jest odpowiedzialny za filtrowanie prostokątnego sygnału wejściowego FI (U3-8), dzięki któremu na wyjściu OPO (U3-3) otrzymujemy przebieg sinusoidalny. Do poprawnej pracy układ wymaga przebiegu zegarowego – w modelu jest to FN o częstotliwości 64×FI. Do generowania sygnału FN służy miniaturowy timer U1 typu MIC1557. W zależności od doboru elementów R1/C1 oraz FSEL jest możliwe pokrycie całego pasma akustycznego.

Układ U2 pełni funkcję dzielnika przez 64 dla uzyskania sygnału FI. Rezystory R3 i 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 przełączanymi pojemnościami jest przenikanie sygnału zegarowego do sygnału wyjściowego. Układ U3 ma wbudowany wzmacniacz operacyjny, którego można użyć dla zbudowania dodatkowego, analogowego filtra sygnału (kondensatory C6 i C7, rezystory R6 i R7). Dzięki temu harmoniczne są na poziomie THD+N<1%.

Przebieg sinusoidalny FSIN oraz prostokątny FSQ (po wyrównaniu amplitudy rezystorami R10 i R11) doprowadzone są do przełącznika FN wybierającego kształt przebiegu wyjściowego. Stąd poprzez potencjometr ustalający poziom LEV do bufora U2 typu AD8605. Układ jest zasilany z gniazda USB (5 V/100 mA). Sygnał wyjściowy jest dostępny w gnieździe RCA – OUT.

Generator zmontowano na niewielkiej płytce drukowanej. Montaż nie wymaga opisu. Rozmieszczenie elementów przedstawia rysunek 2. Gotowy generator nie wymaga uruchamiania. W zależności od potrzebnej częstotliwości wyjściowej, konieczny jest dobór elementów R1/C1 oraz FSEL. Należy pamiętać, że generowana przez U1 częstotliwość musi być 64× większa od częstotliwości wyjściowej. Częstotliwość generowanego przebiegu jest określona wzorem f=0,7/R1×C1 (dla f<1 MHz). Szybki dobór umożliwia nomogram pokazany na rysunku 3. Jeżeli generator ma pelnić rolę podrecznego źródła, można pozostać przy potencjometrach montażowych i ograniczeniu zakresu prestrajania 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 użyć typowych potencjometrów 16 mm połączonych przewodami z wyprowadzeniami Fsel, Lev na płytce drukowanej. Przestrajanie U1 ma charakter nieliniowy i w praktyce najlepiej sprawdza się potencjometr o charakterystyce RevLog „C” lub przełącznik z odpowiednio dobranymi rezystorami. Dla wartości R1 z zakresy 750…910 V, Fsel=1 MV „C” i C1=330 pF jest możliwe przestrojenie generatora w zakresie 20 Hz…20 kHz. Potencjometr 1 MV „C” jest dostępny w sklepach z artykułami elektronicznymi DIY dla gitarzystów. W przypadku trudności z nabyciem, można bez problemu zastosować 1 MV o charakterystyce logarytmicznej, ale regulacja będzie odwrócona: od częstotliwości maksymalnej do minimalnej. W modelu zakres częstotliwości ograniczono do 375 Hz…5,5 kHz, co odpowiada Fsel=50 kV, R1=5,1 kV, C1=330 pF.

Adam Tatuś, EP


DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik październik 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio październik 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje październik 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna październik 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich wrzesień 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów