Цифровой генератор звуковой частоты

В данной статье я хочу сделать краткий обзор разных методов генерации частоты, но сначала я расскажу пару слов о себе. Это моя первая статья. Я аспирант Московского Энергетического Института. Обучался...

Цифровой генератор звуковой частоты

Виды цифровых генераторов

Синусоидальный сигнал есть, по сути, решение уравнения Y= Sin(X), при линейно изменяющемся значении аргумента X. Для получения цифрового сигнала из микроконтроллера нам необходимо подать значения функции на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Это значит, что для получения синусоидального сигнала, нам необходимо знать значения функции Y при каждом значении аргумента X (по сути X определяет значение фазы сигнала). Можно вычислять все значения функции прямо в микроконтроллере, но для обеспечения высокой точности вычисляемых значений необходим высокопроизводительный процессор, или модуль для работы с плавающей точкой. Вычисление значений в микроконтроллере может занять продолжительное время, поэтому для обеспечения быстроты вычисления берут готовые значения функции и загружают их в память. Для обеспечения плавности выходного сигнала, для уменьшения погрешности связанной с нелинейностью характеристики цифроаналогового преобразователя, необходимо как можно большее количество значений синуса. Таким образом, в памяти будут готовые отсчеты синуса. Для того чтобы эти отсчеты превратились в синус, их нужно каким-то образом растянуть по времени, чтобы каждый отсчет подавался на ЦАП через определенный промежуток времени после предыдущего. Для этого необходим генератор опорной частоты. Такой генератор будет выдавать импульсы постоянной скважности. Эти импульсы, в простейшем случае, поступают на счетчик, а счетчик в свою очередь выдает на выходе последовательность возрастающих кодов. Код на выходе счетчика будет указывать на адрес очередного отсчета в памяти (ПЗУ). ПЗУ соответственно кодам выдает на своем выходе значения функции, содержащиеся в памяти по этим адресам, которые передаются в ЦАП и на выходе ЦАПа будет синус с идеальной частотой. Частота синуса будет соответствовать частоте тактового генератора. Для обеспечения перестройки по частоте нужно каким-либо образом регулировать частоту опорного генератора. В простейшем случае между счетчиком и генератором ставят делитель частоты. Такой делитель позволяет перестаивать частоту в определенных пределах. Предел перестройки зависит от разрядности сумматора и частоты опорного генератора. Перестройка в таком случае будет возможна только на определенные значения, так как деление возможно только на числа, кратные 2.

Простейшая схема такого генератора показана на рисунке 1. В его состав входит генератор опорной частоты (G). Делитель, в который загружается код частоты (коэффициент деления), счетчик (СТ), ПЗУ, ЦАП и фильтр. Фильтр в данном случае необходим для того, чтобы сглаживать цифровой сигнал на выходе. ЦАП – цифровое устройство, которое выдает только определенный уровень сигнала. Чем меньше частота дискретизации, тем более ярко выражена ступенчатая характеристика выходного сигнала. Для того чтобы убрать погрешность, вносимую частотой дискретизации, на выходе применяется фильтр сигналов. В простейшем случае, это простая RC-цепочка, но необходимо учитывать скоростные характеристики ЦАП, так как на высоких частотах может отфильтровываться полезный сигнал.

Здесь рассмотрена самая простая схема DDS. Многие элементы в ней можно заменить и доработать. Например, если заменить счетчик на более сложное устройство, т.н. аккумулятор фазы, то у нас появятся больше возможностей, таких как перестройка по частоте без фазового сдвига или, например, возможность использовать четверть периода значений синуса, вместо полного периода, но в рамках данной статьи такие усложнения рассматриваться не будут.

Сейчас DDS выполняются как отдельные микросхемы. В такую микросхему достаточно загрузить параметры нужного сигнала и подключить генератор опорной частоты, а на выходе мы получим цифровую синусоиду, которую достаточно лишь отфильтровать с заданными параметрами. Такие генераторы позволяют получать частоту до 1.4 ГГц. У них в свою очередь есть один недостаток. Генераторы прямого цифрового синтеза чаще всего используются именно как генераторы частоты, поэтому амплитуда выходного сигнала не стабильна.

Другим способом генерации сигнала синусоидальной формы с помощью контроллера, является метод ШИМ + пассивный RC фильтр. ШИМ – широтно-импульсная модуляция. Она позволяет, регулируя скважность импульсов, получать нужную постоянную амплитуду сигнала. Чем шире импульс, тем выше выходное напряжение на фильтре. Напряжение можно менять в пределах от нуля до напряжения питания. Таким образом, если задать определенную программу для регулирования скважности импульсов, то на выходе можно получить сигнал любой формы, в том числе синусоидальный. В самом простом случае схема показана на рисунке 2.

Такой генератор является дешевым, и самое главное наиболее легко реализуемым способом преобразования цифрового сигнала в аналоговый с помощью микроконтроллера. Он не требует специальных микросхем или каких-либо сложных схемотехнических решений. Единственное, что необходимо при создании такого генератора, это расчет выходного фильтра на заданную частоту среза, чтобы он не срезал полезный сигнал. Правда, достигнуть высоких метрологических характеристик на таком генераторе невозможно, так как трудно добиться низкого коэффициента гармонических искажений. Низкий уровень гармонических искажений можно достичь с помощью еще одного варианта генератора.

Третий вариант генератора основывается на схеме, которая называется «мост Вина». Суть этой схемы в том, что используется усилитель с двумя RC-цепочками в обратной связи. Одной последовательной и одно параллельной. Схема такого генератора представлена на рисунке 3.

Для данной схемы необходимо учесть то, что элементы в RC-цепочке должны быть строго одинаковыми. Иначе схема не будет стабильной. Для уменьшения этих эффектов применяют разные хитрости, например автоматическое управление усилением и другие хитрости. В простейшем случае автоматическое управление осуществляется каким-либо нелинейным элементом, например лампочкой. Но перестройка такого генератора по частоте затруднена. Нужно использовать переменные конденсаторы, что усложняет схему еще на порядок. Такой метод хорош, но в основном для генерации какой-либо определенной частоты, либо частоты с малым диапазоном регулировки.

Существуют разные варианты и модификации представленных выше схем. Кроме этих схем существуют аналоговые решения, которые не были здесь описаны из-за несоответствия тематике статьи. В заключении хочу сказать, что каждая схема должна выбираться и прорабатываться возможная ее реализация в зависимости от задачи, которую необходимо выполнить. Передо мной стоит задача создать прецизионный генератор синусоидального сигнала, который может одновременно выдавать высокостабильный синусоидальный сигнал и добавлять в сигнал гармоники более высокого порядка. Для выполнения этой задачи наилучшим выходом будет расчет значений функции синуса непосредственно в микроконтроллере с передачей значений на ЦАП. Такая реализация позволит мне учесть недостатки каждой схемы и проработать техническую реализацию, необходимую конкретно для моей задачи. Можно одновременно сделать стабильную амплитуду, убрать гармонические искажения, вносимые особенностью схемы и получить довольно стабильный генератор. И конечные погрешности будут зависеть только от того, какие элементы будут выбраны, и какая степень упрощения алгоритма взята. Таким образом, при неизменности основной структуры, можно получить гибкое решение определенного класса задач.

Если вас интересует какой-либо материал на схожую тему, или вообще что-то из сферы измерительных приборов и их проектирования, то я бы мог попробовать написать какой-либо материал, чтобы осветить ваш вопрос в более простом и понятном ключе

ТОП-5 виртуальных генераторов звуковых частот для ПК и смартфонов

Необходимо выполнить тестирование звукового оборудования, синтезировать частоты или шум? Это может потребоваться для калибровки звука, добавления необычных эффектов при создании мелодии и подкаста, проверки возможностей звуковой карты, настройки музыкальных инструментов и т.д. Для синтеза сигнала вам потребуется программа генератор звуковых частот на ПК или смартфон. В этой статье мы рассмотрим лучшие приложения, которые подходят для разных уровней подготовки.

АудиоМАСТЕР

Простой звуковой редактор с функциями генератора частотных сигналов и шумовых аудиоэффектов, который подходит начинающим пользователям. Он предлагает опции для монтажа и коррекции аудио, звукозаписи и создания атмосферы, применения фильтров и нормализации звучания.

Встроенный генератор позволяет создать звуковую волну с нуля, а также записать ее уже поверх готового трека на компьютере. Софт поддерживает воспроизведение нескольких видов аудиоволн: синусоида, прямоугольник и треугольник. Вы сможете установить громкость и длительность сигнала, метод вставки и значение частоты. Программа поддерживает параметр от 1 до 100 000 ГЦ.

С помощью минимальной или максимальной частоты можно проверить функциональность динамиков. Средние значения позволят получить необычный эффект в музыкальной композиции или подкасте.

Перед применением опции у вас будет возможность прослушать материал и скорректировать данные.

Также АудиоМАСТЕР способен синтезировать шумы. Вы можете наложить или добавить белый, розовый и коричневый шум. Софт позволит настроить громкость и длительность данных.

Преимущества:

  • генерирует частоту и шум в файл с ПК;
  • выполняет спектральный анализ;
  • позволяет наложить звуковые эффекты;
  • микширует треки и производит аудиомонтаж;
  • содержит встроенный 10-полосный эквалайзер;
  • предлагает готовые частотные фильтры;
  • поддерживает все популярные форматы;
  • имеет простой русскоязычный интерфейс;
  • работает на всех версиях Windows.
Читайте также  Чип регулятора в генераторе

Генератор звуковых частот скачать бесплатно можно по ссылке ниже. Он не требователен к ресурсам системы и работает на слабых ПК и ноутбуках.

Tone Generator

Удобный генератор звуковых волн низкой частоты с тонкими настройками, скачать который можно бесплатно с веб-страницы разработчика. В отличии от предыдущего редактора, этот – в первую очередь предназначен для любителей радио, калибровки аудио устройств и проверки звуковых карт, то есть использовать его как дополнительный инструмент для обработки аудио не получится.

С его помощью можно синтезировать звуковые частоты, создавать логарифмическую развертку и формы шумовых сигналов. Он формирует синусоидальные, прямоугольные, пилообразные, импульсивные, треугольные и пульсирующие волны. Вы сможете работать с частотой 1 ГЦ — 22 кГЦ, а амплитуда сигнала может составлять 0.5 B.

Меню Tone Generator

Программа Tone Generator предлагает несколько версий: бесплатная с ограниченным функционалом и платные пакеты Lite и Professional. Для сохранения тонов на компьютер, потребуется последняя версия Professional стоимостью 28 долларов. Она позволит выводить данные в формате WAV.

Преимущества:

  • имеет встроенный тонгенератор, позволяющий создать и воспроизвести до 16 тонов;
  • предлагает моно и стерео режимы;
  • поддерживает белый и цветной шумы;
  • работает на Windows, MacOS, iPhone, iPad, Android, Kindle.
  • нет регулятора ослабления амплитуды;
  • нельзя формировать сигнал по заданным параметрам, например, по скважности;
  • для доступа к полному функционалу требуется платная версия софта;
  • англоязычный интерфейс.

AudioWave

Двухканальный виртуальный генератор звуковых частот на ПК, который производит синусоидальные и шумовые сигналы. Он прекрасно подходит для проверки подключенных к компьютеру устройств, оценки звуковой карты и настройки всего звукового оборудования.

Приложение создает сигналы различной формы с подходящей частотой и амплитудой. Вам будут доступны следующие формы несущей волны: синусоидальная, пилообразная, треугольная, прямоугольная и т.д. Максимальная длительность данных — 10 минут. Их можно сохранить на ПК в качестве файла PST.

Коррекция материала в AudioWave

AudioWave можно загрузить на пробный период. Затем генератор синуса необходимо приобрести за 49.90€.

Преимущества:

  • большой частотный диапазон: от 1 ГЦ до 20кГЦ;
  • предлагает инструменты для автоматического изменения частоты;
  • сохраняет настройки в качестве предустановок;
  • редактирует параметры для левого и правого каналов по отдельности;
  • возможен прямой ввод с клавиатуры.
  • длительность модулированных сигналов ограничена 60 секундами;
  • не подходит начинающим пользователям;
  • отсутствует меню и поддержка на русском языке;
  • высокая стоимость покупки.

Daqarta

Профессиональное программное обеспечение предназначено для анализа стационарного оборудования и генерации аудиосигналов в режиме реального времени. Осциллограф поддерживает частоту до 256 кГЦ и медленную дискретизацию входного сигнала. Также с его помощью можно оценивать файлы с компьютеры и сохранять отчет об аудиотреке.

Daqarta позволяет моделировать разные формы волн, генерирует белый и цветной шум, работает с левым и правым каналами по-отдельности, управляет амплитудой, поддерживает свип-тон и многое другое.

Вы можете загрузить генератор частоты звука онлайн с официального сайта. Разработчик предлагает 30-дневную бесплатную демо-версию, по истечении которой часть функций будет заблокирована. Например, для автокалибровки потребуется купить платный пакет за 29 долларов.

Преимущества:

  • предлагает автокалибровку для установки подходящих значений выходного напряжения;
  • анализирует звуковые волны на входе;
  • измеряет постоянное напряжение.
  • нет русского языка;
  • высокая стоимость покупки;
  • устаревший дизайн интерфейса.

Частотный генератор звука для Android

Если вам требуется проверить динамики на смартфоне или настроить музыкальный инструмент, воспользуйтесь мобильным приложением на Android. Простой софт частотный генератор звука формирует звуковой сигнал со значением частоты от 1 до 22 тысяч ГЦ. Чтобы изменить форму волны, достаточно настроить параметры на анимированной шкале. Также можно регулировать звук, создавать заметки, слушать аудио в фоновом режиме.

Меню мобильного приложения

Скачать программу генератора качающейся звуковой частоты можно из магазина Play Market. ПО распространяется бесплатно, однако для доступа ко всем опциям и удалению рекламных объявлений потребуется приобрести платный контент. Его стоимость: от 1 до 100 долларов.

Преимущества:

  • показывает анимированную аудиоволну;
  • сохраняет параметры в качестве пресета;
  • простая настройка частоты и громкости сигнала;
  • приложение можно скачать бесплатно.
  • отсутствует русский язык;
  • есть платный контент;
  • много рекламы.

Заключение

Теперь вы знаете, какое программное обеспечение можно использовать для генерации шума или тонального сигнала с разной частотой. Универсальным решением будет приложение АудиоМАСТЕР. В нем можно не только синтезировать белый шум и нужные частоты, вы также сможете обработать аудиодорожку, миксовать треки, записать голос и настроить эффект затухания звука. Скачайте генератор сигналов звуковой частоты прямо сейчас!

Цифровой генератор от 1Hz до 40 МНz, это просто.

Автор: с2. Опубликовано в Измерения

DDS синтезатор на AD9850, привлекает радиолюбителей своей простотой и возможностями.

Обычно цифровые генераторы частоты, в которых требуемое значение частоты устанавливают с помощью клавиатуры, как правило, выполнены на микроконтроллере, диапазон генерируемых частот ограничен несколькими мегагерцами, а получение точного значения частоты в широких пределах затруднительно. Описываемый в статье генератор тоже содержит микроконтроллер, но использован он только для управления специализированной микросхемой — синтезатором частоты AD9850 . Применение этой микросхемы позволило расширить диапазон генерируемых частот от 0Hz до 40 МНz, в пределах которого можно получить любое значение частоты с точностью 1Hz.

Структурная схема синтезатора AD9850 изображена на рис. 1. Его основа — аккумулятор фазы, формирующий код мгновенной фазы выходного сигнала. Этот код преобразуется в цифровое значение синусоидального сигнала, который с помощью ЦАП превращается в аналоговый и подвергается фильтрации. Компаратор позволяет получить выходной сигнал прямоугольной формы. Его частота fout (в герцах) определяется формулой

Fout — выходная частота, Hz ;

Fin — тактовая частота, Hz ;

∆ – 32-битное значение кода частоты.

Мак­симальное значение Fout не может превосходить половины тактовой частоты.

Основные технические характеристики AD9850 (при напряжении питания ).

2 выходных сигнала

Частота тактового генератора, МНz: 1…125

Максимальный потребляемый ток (при fin=125 МГц), мА 95

Число разрядов ЦАП 10

Максимальный выходной ток ЦАП (при Rset=3,9 кОм), мА 10,24

Максимальная интегральная нелинейность ЦАП, МЗР 1

Компаратор имеет подстройку, переменным резистором R13.

Напряжение на выходе компаратора, В:

минимальное высокого уровня 4,8

максимальное низкого уровня 0,4

Для загрузки данных в микросхеме AD9850 предусмотрены параллельный и последовательный интерфейсы.

В последнем случае данные (слово длиной 40 бит) вводят через ее вход DАТА.

Каждый бит данных сопровождают импульсом положительной полярности на входе синхронизации W_CLK.

После загрузки управляющего слова по импульсу положительной полярности на входе F U _ U D происходит замена параметров генерации новыми..

Принципиальная схема управления генератором изображена на рис. 2.

Управляет синтезатором DD2 микроконтроллер DD1.

Управление происходит с помощью энкодера Sk1 с кнопкой Кн0, и дополнительных кнопок Кн1Кн6.

Вращая ручку энкодера вправо или влево, производим изменение частоты на экране ЖКИ прибора, и одновременно получаем это же значение частоты в виде прямоугольника и синуса на выходе схемы.

Кн0 * задает шаг установки частоты с помощью энкодера Sk1 (1Hz, 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 100kHz, 1MHz, выбор значений по «кольцу» , данный режим работы кнопки Кн0 * актуален только в версии программы 1.0).

Значение выходной частоты выставляется с точностью порядка 1Hz, что достаточно для большинства случаев.

Кнопки Кн1Кн6, это кнопки быстрого доступа, с их помощью можно устанавливать определенную частоту генератора одним нажатием кнопки.

Каждая кнопка Кн1Кн6, это есть ячейка с памятью.

В них прописывается значение частоты следующим образом: сначала устанавливаем нужную нам частоту на экране ЖКИ с помощью энкодера Sk1,

нажимаем и длительно удерживаем Кн0 , на экране появится надпись «record» , не отпуская Кн0, нажимаем любую кнопку Кн1 – Кн6 нужной нам ячейки, на экране это будет отражено надписью «is made», запись в ячейку произведена.

Введенные в ячейки значения частоты сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера.

А так же еще следует знать, что при старте МК всегда считывается установка частоты с ячейки Кн1.

А значение, записанное в ячейке кнопки Кн6, управляет выходом РD7(13 ножка МК), которое в свою очередь по цепочке D1 R1 отключает генерацию прямоугольного сигнала генератора AD9850.

Читайте также  Что такое дифференциальная обмотка генератора

К сожалению, DDS выдаёт побочные сигналы, уровень которых зависит от тактовой и выходной частот (при частоте более 5MHz (или любое значение частоты, внесенное в ячейку Кн6) по цепочке D1 R1 можно с МК подать лог . 1 , при этом не будут, вносится искажения в синусоидальный сигнал генератора, это в случае если это требуется пользователю прибора, в противном случае цепочку из деталей D1 R1 не устанавливать).

FUSE:

Программа написана для работы МК на тактовой частоте 8 МГц. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора.

Примеры работы генератора, в фотографиях.

Небольшое видео, работы программы управления и генератора, в разных режимах управления частотой.

Генераторы сигналов

Генераторы сигналов – приборы, позволяющие получать электрические, акустические и иного рода импульсы. Устройства бывают разных видов — обычно прибор подбирают под конкретную цель. Решающими факторами при выборе могут оказаться форма прибора, его статические функции и энергетические показатели. Устройство применяют в разных сферах — как в медицине, так и в быту (стиральные машины, микроволновки).

Историческая справка

Первый генератор был создан в 1887 году немецким физиком Германом Герцем. Прибор разрабатывался на основе индукционной катушки (или катушки Румкорфа). Он был искровым и вырабатывал электромагнитные волны. Потом история развивалась так:

  • 1913 г. Другой немецкий ученый, Александр Мейснер, создал электронный генератор с ламповым каскадом и общим катодом.
  • 1915 г. Появилась ламповая (или индуктивная) схема. Включение контура было автотрансформаторным, что отличало его от ранних изобретений. Идея принадлежала американскому физику Ральфу Хартли.
  • 1919 г. На этот раз идея снова принадлежит американцам. Ученый Эдвин Колпитц создал устройство на электронной лампочке, подключаемое к колебательному контуру посредством емкостного разделителя напряжения.

Это было лишь начало. Позже инженерами разных стран было создано множество вариаций электронных генераторов.

Как устроен генератор сигналов?

Устройство генерирует импульсы различной природы для замера параметров электронных приборов. Большинство генераторов работает только при наличии входного импульса, амплитуда которого постоянно меняется.

Стандартная модель сигнального генератора состоит из нескольких частей:

  1. Экран на передней панели. Нужен для отслеживания колебаний и управления ими.
  2. Редактор. Расположен в верхней половине экрана. Позволяет выбрать функцию.
  3. Секвенсор. Размещён чуть ниже редактора, дает информацию о частоте колебаний.
  4. Регулятор. Контролирует и настраивает частоту изменений.
  5. Выходы сигналов. Обычно располагаются под экраном в самом низу прибора. Рядом – кнопка включения оборудования.

Смещение сигнала и его амплитуда обычно регулируются 2 кнопками. Работа с файлами происходит через мини-панель. Она дает пользователю просмотреть результаты тестирования или сохранить их для будущего анализа.

Принцип действия

Рассмотрим схему действия на примере простейшего электронного генератора. Есть проводник и магнитное поле, по которому он движется. В качестве проводника обычно используют рамку.

Принцип действия таков:

  1. Рамка крутится внутри поля и пересекает линии магнитной индукции, отчего образуется электродвижущая сила.
  2. Электродвижущая сила воздействует на ток, который начинает двигаться по рамке.
  3. Электроток проникает в наружную цепь за счет контактных колец.

Схема генератора похожа на схему усилителя. Разница в том, что у первого нет источника входного сигнала. Он заменяется сигналом положительной обратной связи (ПОС).

В процессе обратной связи (ОС) часть выходного сигнала направляется на входную цепь. Структура такого импульса задается спецификой цепи обратной связи. Чтобы обеспечить нужную периодичность колебаний, цепи ОС создают на базе LC или RC-цепей. Частота будет зависеть от времени перезарядки конденсатора.

После формировки в цепи ПОС сигнал отправляется на вход усилителя. Там он умножается в несколько раз и поступает на выход. Оттуда часть отправляется на вход посредством цепи ПОС и снова ослабляется, возвращаясь к исходному значению. Благодаря такой схеме внутри устройства поддерживается постоянная амплитуда выходного сигнала.

Как устроен генератор смешанных сигналов?

Принцип действия генератора смешанных импульсов направлен на то, чтобы ускорить образование сигналов и воспроизводить их с максимальной точностью. Передняя панель прибора снабжена органами управления для контроля самых важных и часто изменяемых параметров. Менее востребованные и редко используемые функции можно найти в меню на основном экране.

Регулятором уровня устанавливается амплитуда движения выходного сигнала. Амплитуду и смещение можно регулировать без входа в многоуровневую систему меню.

Отдельный регулятор также позволяет изменить частоту дискретизации путем изменения периодичности выходного сигнала. При этом форму последнего этот настройщик изменить не сможет. Такая функция есть лишь в меню на основном экране редактирования. Форму выбирают при помощи сенсорной панели или мышки. Пользователь открывает нужную страницу и просто заполняет бланк с цифровой клавиатуры или поворотной ручкой.

Виды генераторов сигналов

Приборы различаются по ряду характеристик. Например, по форме сигнала (синусоидальные, прямоугольные, в виде пилы), по частоте (низкочастотные, высокочастотные), по принципу возбуждения (независимое, самовозбуждение). Однако существует несколько основных видов — о них и расскажем подробнее.

Синусоидальный

Прибор усиливает первоначальный синусоидный код в десятки раз. На выходе получается частота до 100 МГц. При этом исходный синус, как правило, не превышает 50 МГц. Генераторы синусоидального импульса активно используют при проверке блоков питания, инверторов и другой высокочастотной техники, а также радиоаппаратуры.

Генератор низкочастотный

Ниже схема самого простого низкочастотного генератора. На ней видно, что в приборе присутствуют переменные резисторы. Они позволяют корректировать форму и частоту сигнала. Изменить силу импульса можно подключенным модулятором KK202.

Такой прибор подойдет для настройки аудиоаппаратуры (звуковых усилителей, проигрывателей). Наиболее доступным вариантом низкочастотного генератора является обычный компьютер. Достаточно скачать драйверы и подключить его к аппаратуре через переходник.

Генератор звуковой частоты

Стандартная конструкция с микросхемами внутри. Напряжение подается в селектор, а сам сигнал генерируется в одной или нескольких микросхемах. Частоту можно настраивать при помощи модуляционного регулятора. Прибор отличается более обширным диапазоном частоты, чем аналоги (до 2000 кГц).

Импульсы произвольной формы

Генераторы с импульсами произвольной формы имеют повышенную точность. Погрешность минимальная — до 3%. Выходной импульс подвергается тонкой регулировке с применением шестиканального селектора. Прибор вырабатывает частоту от 70 Гц.

Устройства делят по степени синхронизации. Зависит она от типа коннектора, который установлен в прибор. Поэтому сигнал может усиливаться за 15-40 ньютон-секунд. Некоторые модели работают на 2 режимах – линейном и логарифмическом. Режим меняется переключателем, за счет чего корректируется амплитуда.

Контроллеры сложных сигналов

В сборке присутствуют только многоканальные селекторы, так как приборы получают импульсы сложной формы. Сигналы многократно усиливаются, режим можно изменить при помощи регулятора. Вариацией такого прибора считается DDS (устройство по схеме прямого цифрового синтеза).

Базовая плата оборудуется микроконтроллерами, которые легко снимаются и ставятся на место. В некоторых моделях можно заменить микроконтроллер одним движением. Если редактор монтированный, ограничители установить нельзя. Прибор генерирует измерительный сигнал мощностью до 2000 кГц с погрешностью до 2%.

Генератор цифрового сигнала

Цифровые генераторы популярны, потому что отличаются высокой точностью. Пользоваться ими удобно, однако они нуждаются в тщательной настройке. Здесь стоят коннекторы KP300, резисторы достигают сопротивления от 4 Ом. Это позволяет добиться предельно допустимого внутреннего напряжения в схеме.

Области применения

Генераторы сигналов используют современные лаборатории разработчиков электронных и измерительных приборов. Одинаковые генераторы могут применяться в кабинетах от начального до продвинутого уровня.

Однако эти функциональные устройства применяют для настройки и тестирования оборудования и в областях, более доступных обывателю. Вот лишь неполный список устройств, которые используют генераторы:

  • мобильные телефоны, техника для передачи данных, радио- и телеприемники;
  • вычислительные приборы;
  • инверторы, источники бесперебойного питания от электричества или импульсов;
  • бытовые приборы (СВЧ-печи, стиральные и посудомоечные машины);
  • измерительные приборы (амперметры, вольтметры, осциллографы);
  • медицинская аппаратура (томографы, электрокардиографы, аппараты УЗИ).

Находчивые пользователи применяют устройства и для иных целей. Например, прибором Tektonix AFG 3000 измеряли емкости, а RStamp SMA100A хорошо показал себя в регулировке аэронавигационных систем.

Очень простой генератор из ардуины.

  • Форумы
  • Мастерская
  • Проекты участников
  • Оборудование

ТехнарьКто

Иногда бывает нужно подать сигнал определённой частоты, а специального устройства под рукой нету. Благодаря появлению микроконтроллеров теперь можно при необходимости хоть на коленке в поле сделать генератор. Вот скетч для генератора с регулируемой частотой, пользуюсь давно и успешно.

Генератор частоты от 1 Гц до 8 000 000 Гц. Вырабатывает однополярный меандр со скважность 2. По русски это значит длительность импульса и длительность паузы между импульсами равны, а сигнал имеет прямоугольную форму.

Читайте также  Что такое генератор низких частот

Вопрос: Что такое генератор?
Ответ: Это устройство которое преобразует энергию источника питания в энергию выходных электрических импульсов заданной частоты и формы.

Вопрос: А мне то это зачем?
Ответ: Очень хороший вопрос, ответ на который Вы вряд ли найдете в интернете. Вы сможете проверить работоспособность усилителя. Проверить диапазон воспроизводимых усилителем частот. Проверить целостность динамика, даже без усилителя с помощью только этого генератора. Найти обрыв силового провода в проводке, обрыв телефонного провода, обрыв в электропроводке автомобиля. Правда кроме генератора нужен будет еще и детектор сигнала. Для поиска обрыва проводки генератор присоединяют к исследуемой линии, а частота генератора лежит в пределах килогерца. Поиск производится детектором. По резкому уменьшения громкости звука, определяется место разрыва. Генератор позволит проверить работу микропроцессора ардуины или PIC контроллера при использовании его как тактового. Можно сделать звуковую сирену с тональностью сигнала который Вам нравиться. Сделать передатчик с использованием генератора в качестве задающего несущую частоту. Настроить фильтр низкой частоты, настроить фильтр высокой частоты, настроить режекторный фильтр. Фильтры используют в цветомузыке, в каскадах радиоприемников, в импульсной технике для защиты от помех, для очистки информационного сигнала от сопутствующих работе помех. Подать сигнал низкой частоты на устройства работающие на шине I2C и посмотреть обмен информации хоть с помощью вольтметра. С помощью генератора можно измерять индуктивность и емкость с очень высокой точностью. Да и вообще сейчас трудно назвать современное электронное устройство в котором нет генератора и для быстрой проверки работы устройства не требовался бы внешний генератор, хотя бы такой. Кроме этого при использовании генератора показывающего все знаки неизменно возникнет вопрос, почему во всех генераторах частота немного отличается. Поэтому этот генератор позволит заинтересоваться вопросом точности и что же такое ppm, ppb зачем и когда это нужно.

Подначка: Да я программу генератора на компьютере запущу. Че мне заморачиватся.
Ответ: Программы генераторов на компьютере для звуковых карт ограничены звуковой частотой. Мне будет очень любопытно узнать, как вы с генерируете сигнал хотя бы в мегагерц 1 000 000 Гц с помощью звуковой карты. С помощью этого генератора — легко.

Теперь Вы знаете зачем нужен генератор. Практические примеры использования выходят за рамки данного сообщения. Здесь только про создание самого генератора.

Итак схема.

Я же обещал очень простой генератор

На выход сигнала можно смело цеплять динамик для проверки его работоспособности. Без конденсатора можно сразу подавать сигнал на микроконтроллеры и электронные схемы у которых 5V питание.

Из терминала послать требуемую частоту в герцах. Только цифру. В ответ в терминал будет выведена частота в герцах, а на выходе генератора появиться сигнал с частотой как в терминале.
Пример для частоты 200 кГц. В терминале набирал 200000

Пример для частоты 8 мегагерц. В терминале набирал 8000000

Меандр кривой из за малого частотного диапазона осциллографа. Но это совершенно другой вопрос.

Надо понимать, что выводимая в терминале частота будет отличаться от реальной. Выводимая в терминале частота была бы при идеальном кварце работающем точно на частоте 16 000 000 Гц. У ардуин такого не бывает. Если кому интересно, то могу написать о кварцевых резонаторах. Для понимания, почему в ардуино не бывает точных кварцев.

PS Поскольку в целом я далек от программирования но весьма не плохой электроник, вынужденный современностью разбираться в коде разных программ, то по большей части использую приборы которые кто то уже делал. Зачастую модифицирую, иногда и очень сильно, под свои потребности и использую. При этом считаю, что соблюдение авторства все равно должно быть. Код обычно беру из общедоступных источников, когда авторы сами выложили для использования другими. Поскольку найти конструкции бывает затруднительно, а при повторении конструкций бывают малопонятные особенности, о которых Вы можете и не найти информации, то считаю, что выложить и подробно описать для чего это надо и как заставить работать ту или иную конструкцию — это нормально.

Цифровой генератор звуковой частоты

МЫР-Р-Р.
Кто ищет, тот не всегда находит.
Особенно — меня, да ещё — в тёмной комнате.
Особенно, если я там напрочь отсутствую.
Ежели искать нечто другое, то и результат, само-собой, возможно, будет другим?
По поводу генерации.
Я, лично, гененрирую разные сигналя в зависимости от многих факторов. Как внутренних, так и внешних.
Вот таким вот образом, например:
М-р-р-ЯУ.

АНТОЛОГИЯ «ГЕНЕРАТОРЫ НЧ и ЧАСТОТОМЕРЫ»

по материалам журналов «РАДИО» 1955-2013 гг

Я не преследую цель создать некую библиотеку схем генераторов НЧ и частотомеров. Моя задача — показать ТЕНДЕНЦИЮ.
Переворошив свою коллекцию журналов РАДИО (1955 -2013), я хотел показать, как с течением времени менялся интерес к данной теме, и как часто схемы данных устройств появлялись на страницах журнала.
Конечно, сейчас всё обстоит несколько иначе: хочешь иметь — покупай. Были бы деньги.
Но в иные времена умельцы делали не только отдельные устройства, но целые измерительные комплексы.

1955
№3, с.25, Генераторы на кристаллических триодах

№6, с.43, Узкополосный фильтр – звуковой генератор

1956
№11, с.50, Генератор звуковой частоты

1958
№9, с.52, Частотомер

№11, с.54, Широкодиапазонный RC-генератор

1960
№9, с.47, Широкодиапазонный RC-генератор дискретных частот

1961
№5, с.47, Звуковой генератор

№5, с.49, Генератор фиксированных частот

1962
№9, с.49, Звуковой генератор на транзисторах

№12, с.22, Частотомер НЧ

1964
№6, с.51, RC-генератор

1965
№11, с.65, Звуковой генератор на транзисторах

1966
№4, с.53, Портативный генератор НЧ

№12, с.50, Комбинированный низкочастотный прибор

1968
№2, с.52, Комбинированный генератор ВЧ и НЧ

№5, с.57, Генератор НЧ на одной лампе (аналог – 6Н2П)

№10, с.58, Генератор ПЧ и НЧ

№10, с.62, Генератор RC

1969
№2, с.51, Транзисторный частотомер

№4, с.29, Звуковой генератор

№9, с.51, Транзисторный частотомер

1970
№4, с.60, Универсальный генератор НЧ

1971
№1, с.40, Звуковой генератор на полевом транзисторе

№2, с.34, Генератор низких частот

№3, с.60, Широкодиапазонный RC-гененратор

№8, с.60, Широкодиапазонный RC-гененратор

1972
№4, с.38, Генератор-частотомер

№4, с.46, Генератор НЧ

№5, с.59, Транзисторный частотомер

1973
№1, с.42, RC-генератор

№2, с.41, RC-генератор с электронной перестройкой

1974
№3, с.52, Низкочастотный генератор качающейся частоты

№4, с.45, RC-генератор с электронной настройкой

№5, с.59, RC-генератор с малыми нелинейными искажениями

№6, с.49, Электронный частотомер

№8, с.45, Простой генератор сигналов

№9, с.53, Частотомер с линейной шкалой

№10, с.49, Генератор сигналов звуковой и ультразвуковой частоты

№10, с.52, Звуковой генератор

1975
№8, с.48, Низкочастотный генератор на микросхеме К1УС181Д

№12, с.40, Частотомер на интегральных микросхемах

1976
№2, с.47, Низкочастотный генератор

№5, с.45, Генератор-частотомер на микросхемах

№11, с.59, Генератор на микросхемах

1977
№3, с.40, Цифровой частотомер (схема довольно большая и сложная)
1978
№11, с.28, Простой генератор НЧ и ВЧ

1979
№4, с.58, RC-генератор с емкостной настройкой

№8, с.56, Аналоговый частотомер

1980
№5, с.40, Миниатюрный вольтметр-частотомер

№8, с.47, RC-генератор

1981
№5-6, с.68, Низкочастотный функциональный генератор

№10, с.44, Цифровой частотомер

1982
№8, с.47, Звуковой генератор

1983
№3, с.58, Низкочастотный функциональный генератор

№4, с.48, Генератор без катушки индуктивности

1986
№2, с.42, Генератор звуковой частоты

№9, с.46, RC-генератор с цифровым управлением и отсчётом

1987
№1, с.56, Широкодиапазонный функциональный генератор

№2, с.60, Генератор сигналов звуковой частоты

№6, с.48, Функциональный генератор на одном ОУ

1988
№10, с.50, Генератор ЗЧ (начало)

№11, с.52, Генератор ЗЧ (окончание)

1989
№5, с.67, Генератор сигналов ЗЧ

№8, с.76, Стабильный генератор синусоидального напряжения

№11, с.61, Генератор на цифровой микросхеме

1992
№6, с.44, Несложный функциональный генератор

1994
№4, с.28, Генератор ЗЧ

2002
№2, с.54, Функциональный генератор с электронной перестройкой частоты

№4, с.52, Генератор ЗЧ на микросхеме К174УН7

Яков Кузнецов/ автор статьи

Приветствую! Я являюсь руководителем данного проекта и занимаюсь его наполнением. Здесь я стараюсь собирать и публиковать максимально полный и интересный контент на темы связанные ремонтом автомобилей и подбором для них запасных частей. Уверен вы найдете для себя немало полезной информации. С уважением, Яков Кузнецов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
NEVINKA-INFO.RU
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: