Qual è l'oscillatore sinusoidale a frequenza variabile più semplice / economico?


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Una ricerca su Google ti darà qualche miliardo di idee. Qual è il più semplice / facile / economico che conosci?

Generare un'onda quadra e quindi filtrare le armoniche non è una buona soluzione a meno che la frequenza del filtro non possa essere variata insieme al quadrato.


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Quale frequenza?
Leon Heller,

Frequenze audio, suppongo
endolith

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il più semplice ed economico sono in genere parametri di opposizione;)
vicatcu

Risposte:


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Realizzare un oscillatore a controllo numerico (NCO) con uC + DAC è molto semplice. Potrebbe essere un divertente progetto FPGA. Un vantaggio per un NCO è che si modificano le forme d'onda.

Ho fatto uno schizzo Arduino con oscillatore a controllo numerico a bassa frequenza (vedi http://wiblocks.com/docs/app-notes/nb1a-nco.html ). Nella parte inferiore della pagina web ci sono un paio di riferimenti agli articoli originali,


Ci sono alcune insidie ​​nella generazione digitale di forme d'onda, quindi è necessario progettare bene il firmware per produrre forme d'onda a bassa distorsione, ma questo vale anche per i circuiti analogici. Quindi relativamente, questo è economico, semplice e facile. :)
endolith il

Nella parte inferiore della pagina ci sono riferimenti agli articoli originali pubblicati nelle riviste di musica per computer. Discutono dei compromessi in S / N.
jluciani,

La mia classe uP 'avanzata' al college aveva questo come esercizio in ASM sull'8051. Il progetto era chiamato generatore di forme d'onda e dovevamo fare una rampa, dente di sega e onda sinusoidale. Lo consiglio come esercizio di apprendimento, ma non farlo in ASM = P
NickHalden,

Usa il dithering per ridurre la distorsione e, se stai generando qualcosa di diverso dalle onde sinusoidali, usa i metodi di sintesi bandlimited per evitare l'aliasing. Non è banale emettere segnali di buona qualità.
endolith

Il link sembra rotto ( wiblocks.luciani.org: 4003). Potete fornire qui la parte essenziale (ad esempio uno schema e i principi su cui si basa)?
Peter Mortensen,

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Ponte di Wien con una pentola per variare la frequenza. Scommetto che potresti costruirne uno per meno di un dollaro USA.


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Dovresti chiarire che hai bisogno di un potenziometro a doppio elemento per farlo, e non sono sicuro che puoi trovarli per molto meno di 1 dollaro USA. Il circuito richiede che R = R1 = R2 (e C = C1 = C2). Inoltre, il guadagno deve essere controllato in modo che l'oscillazione continui, vedere questa pagina per maggiori dettagli: ecircuitcenter.com/circuits/opwien/opwien.htm
Kevin Vermeer

Un buon punto, Nivek. Potrei suggerire una doppia pentola digitale come Maxim MAX5496 o Analog Devices AD5235, ma ciò aumenta decisamente il costo di due o tre dollari. Ho il sospetto che ci sia anche un modo per usare un mirror corrente creato da alcuni BJT per fare un doppio dovere in un piatto, ma lascerò quel tentativo a qualcuno che sa davvero cosa stanno facendo con cose analogiche.
spazzato il

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Non hai specificato la frequenza (100Hz o 100MHz?) O quanto la frequenza doveva essere variata (0,01% o 1000%?) O se la frequenza doveva essere variata da una tensione o una manopola fisica. Anche la purezza dell'onda sinusoidale e la stabilità sono importanti.

Un oscillatore Hartley FET a un transistor è difficile da battere a buon mercato.


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È possibile inoltre estrarre valori PWM o DAC da una tabella per produrre onde sinusoidali. Quindi il filtro dovrebbe essere più semplice. Un MCU molto economico potrebbe probabilmente farlo fino a frequenze giuste.

Potrei in secondo luogo un po 'di progettazione RC + opamp in linea di principio. Se l'output e la adattabilità si adattano a te dipende dall'applicazione.

Ci sono anche alcuni IC del generatore di funzioni, che vanno dal classico 8038 a vari complessi DDS. Tuttavia, potrebbero non essere così economici.

Immagino che ci sia anche la possibilità di trovare un generatore di segnale / funzione di laboratorio di seconda mano economico. Potrebbe essere una lunga ricerca di uno economico, ma è tutto relativo. Oppure potresti prendere un generatore di corrente alternata e girare l'albero a velocità variabile. Amplifica per potenza / impedenza / tensione :)


exar.com/Common/Content/ProductDetails.aspx?ID=XR2206 è solo un paio di dollari: futureelectronics.com/en/technologies/production-products/… "L'XR-2206 è un circuito integrato monolitico con generatore di funzioni in grado di produrre elevati forme d'onda sinusoidali, quadrate, triangolari, a rampa e ad impulsi di alta stabilità e precisione. Le forme d'onda di uscita possono essere sia ampiezza che frequenza modulate da una tensione esterna. "
endolith

Oh, mi sono completamente dimenticato dell'XR. Volevo davvero vedere se potevo trovarne un paio da provare qualche tempo fa.
XTL

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Discussione precedente, ma FYI: XR-2206 è obsoleto: vedi ( electronics.stackexchange.com/questions/12422/… ) per dettagli
Adam Lawrence,


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Puoi ancora farlo con un'onda quadra e filtrando le armoniche. Esistono numerosi filtri di ordine elevato che possono essere facilmente controllati con un microcontrollore. Questo permette all'utente di controllare la frequenza d'angolo con un clock esterno (seconda onda quadra dal micro). A causa dell'ampio rapporto tra frequenza d'angolo e frequenza di clock, potresti persino farlo senza la necessità di un altro timer / interruzione con un semplice contatore software ...


Se stai usando un microcontrollore, penso che l'output PWM sarebbe più semplice. Quindi hai solo bisogno di un semplice filtro a frequenza fissa.
endolith

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Se vuoi seguire la via della sintesi digitale diretta con chip discreti, condensatori, ecc., Il risultato non sarà così compatto come quello che si potrebbe fare con un CPLD o un micro, ma sarebbe abbastanza ragionevole, soprattutto perché una quantità significativa di il circuito potrebbe essere condiviso tra le cinque uscite del segnale.

Requisito di generazione del segnale globale:

  • Ingresso sorgente di clock
  • Contatore a 12 bit (74HC4040)
  • 14 inverter (3 di 74HC14, lasciando 4 porte aperte)
  • 13 condensatori per piccoli segnali
  • 13 resistori

Requisito per uscita:

  • Porta NAND a 13 ingressi (74HC133)
  • Contatore a 12 bit (MC14521 o CD4521)
  • Molti ponticelli per impostare la frequenza

Maggiori dettagli da seguire. Dato un ingresso di 4.096.000Hz, il circuito dovrebbe essere in grado di produrre uscite ad onda quadra da 2KHz a 512Khz in multipli di 0,5Hz per segnali fino a 2KHz, 1Hz per segnali fino a 4Khz, ecc. Altre tecniche possono essere utilizzate per convertire un onda quadra così generata in un'onda sinusoidale.

Ecco uno schema circuitale per mostrare il concetto:

(QUI)

Questo circuito include un generatore di frequenza configurabile (5 interruttori selezionano le frequenze di ingresso da 1/16 dell'ingresso fino a 31/16 dell'ingresso). Ho anche lanciato un ruvido convertitore da quadrato a seno. Si noti che a differenza della maggior parte delle tecniche di filtraggio, questa mantiene un'ampiezza ragionevolmente coerente nell'intervallo di frequenza. L'onda è piuttosto agitata perché il circuito sopra utilizza solo contatori a 4 bit. I MOSFET verrebbero sostituiti in pratica da 4066 pass-gate (4 per chip).


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Il tuo ISP ti addebita per carattere? Ragazzino, ma probabilmente potresti sviluppare questa risposta ancora un po '...
Kevin Vermeer,

@Reemrevnivek, ho dovuto correre per andare al college, e avevo 2 minuti per scrivere quella risposta ... 1,5 minuti di quello stavano trovando il collegamento a quello che volevo.
Thomas O,

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@ThomasO: puoi modificare le risposte per aggiungere ulteriori informazioni in qualsiasi momento ...
endolith
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