Ak hľadáte v celku "upotrebiteľný" DDS generátor nízkofrekvenčného testovacieho signálu, môžete si ho kúpiť za menej ako 12,00 €. Za vstavaný do skrinky zaplatíte 20,00 €. Pekná cena za generátor, ktorý generuje všetky základné signály až do 65,5 kHz. Tento modul preto stojí za rozsiahly test.

Rôzne mená a rôzne verzie

Tento modul sa predáva pod rôznymi názvami, napríklad „FG-050“, „modul generátora signálov funkcie DDS“ alebo „digitálny generátor signálov funkcie DDS 1Hz-65534Hz“. Niektoré dosky majú pôvodnú farbu epoxidového materiálu, iné sú opatrené čiernou vrstvou laku. Rozloženie komponentov je identické, rovnako ako použité komponenty. Kompletne zostavený a nastavený modul sa ponúka za ceny okolo 15,00 €.

Pohľad na obe strany DPS generátora sygnálu.

Zo skrinkou zaplatíte viac o päť eur

Prostredníctvom eBay sme našli jedného dodávateľa, ktorý dodáva tento modul v kryte. DPS sa mierne líši, tlačidlá sú nahradené konektorom pre plochý kábel, ktorý spája DPS s tlačidlami na prednom paneli. Ak si vyberiete túto verziu, zaplatíte približne 20,00 €.

eBay verzia generátora.

Vytlačte si vlastný box

Ak vlastníte 3D tlačiareň, môžete si zo stránok Thingiverse stiahnuť súbory pre 3D tlač a vytlačiť svoj vlastný box. Všetky potrebné súbory sú k dispozícii na stiahnutie tu - klikni

Vlastnosti FG-050

Tento generátor  funkcií je typické nízkofrekvenčné zariadenie. Frekvenčný rozsah výstupu DDS OUT je  1 Hz až 65 534 Hz. S dvoma tlačidlami nastavíte frekvenciu, s ďalšími dvoma tlačidlami tvar výstupného signálu. Môžete si vybrať medzi:

• Sínus
• Štvorec
• Trojuholník
• Sawtooth
• Reverse sawtooth
• EKG
• Noise
• High Speed

K dispozícii sú iba dva potenciometre. Jeden potenciometer sa používa na nastavenie amplitúdy výstupného signálu na výstupe DDS OUT, druhý na nastavenie DC offsetu na tomto výstupe. Piatym tlačidlom ZAP / VYP môžete zvoliť režim VYP (zvolíte tvar a frekvenciu signálu) alebo režim ZAP (signál sa objaví na výstupe). K dispozícii je tiež druhý výstup, HS OUT, ktorý je orčený iba pre pravouhlé vysokorýchlostné signály so štyrmi pevnými frekvenciami do 8 MHz.

Špecifikácie FG-050

• Napájacie napätie: 7,0 Vdc až 9,0 Vdc
• Frekvencia DDS OUT: 1 Hz až 65 534 kHz
• Frekvencia HS OUT: 1 - 2 - 4 - 8 MHz
• Frekvencia nastavenia rozlíšenia DDS OUT: 1 - 10 - 100 - 1 000 - 10 000 Hz
• Amplitúda DDS OUT: 15 V peak-to-peak max.
• DC offset DDS OUT: 5 V peak-to-peak max.
• výstupná impedancia DDS OUT: 200 Ω max.
• Displej: LCD, 16 x 2 (typ 1602)
• Rozmer modulu: 10,0 cm x 8,0 cm x 3,5 cm

Zapojenie FG-050

Na obrázku nižšie je znázornená časť schémy zapojenia FG-050, ktorá je zodpovedná za generovanie výstupných signálov. Ospravedlňujeme sa za zlú kvalitu tejto schémy, ale je to jediná, ktorú sme našli a našli sme niektoré zaujímavé informácie, o ktoré sa chceme s vami podeliť. Dáva to dobrý prehľad o tom, ako FG-050 v podstate funguje. Srdcom obvodu je samozrejme mikrokontrolér ATMEGA16A. Vľavo od tohto čipu určite spoznáte kryštál, ktorý vytvára časovanie, spolu s jeho dvoma kondenzátormi. Nižšie je uvedený obvod pre reset a indikačný LED obvod. Päť tlačidiel priamo ovláda vstupy / výstupy PD mikrokontroléra. Výstup HS OUT je tiež priamo spojený s jedným z týchto pinov! Vľavo dole je osem výstupov PA na odporový digitálny na analógový prevodník. Toto lacné zariadenie používa prevodník R / 2R. Jednoduché, ale nie príliš dobré z hľadiska vysokofrekvenčných vlastností! Parazitné kapacity rezistorov do značnej miery ovplyvňujú pulznú reprodukciu takéhoto R / 2R-DAC. Analógový signál sa spracováva v dvojitom operačnom zosilňovači typu NE5532. V prvom operačnom zosilňovači sa do signálu pridá jednosmerný offset, v druhom operačnom zosilňovači sa nastaví amplitúda výstupného signálu. Výstup DDS OUT je priamo pripojený k výstupu druhého operačného zosilňovača. V strede schémy je vypínač ZAP / VYP. Zdroj napájania nie je na tomto obrázku znázornený. Napájanie 9,0 Vdc je stabilizované 78L05 pre mikrokontrolér. S ICL7660S sú napájacie napätia ± 12 V odvodené od +9 V na symetrické napájanie oboch operačných zosilňovačov.

Ospravedlňujeme sa za zlú kvalitu tejto schémy, ale je to jediná, ktorú sme našli. Pokiaľ máte lepšiu, radi ju uverejníme.

Komponenty na DPS

Po oddelení oboch DPS, sa vám naskytne celkový pohľad na zapojenie generátora, pozri obrázok nižšie.

Práca s FG-050

Najprv nastavte rozlíšenie!

Po zapnutí generátora výstup prejde na posledné nastavené / uložené parametre. Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je nastaviť frekvenciu na novú hodnotu. Na to máte iba dve tlačidlá LEFT a RIGHT. S LEFT znížite frekvenciu, pomocou RIGHT ju zvýšite. Je užitočné najskôr nastaviť „Frequency Step“. Táto hodnota určuje, o koľko Hz sa frekvencia zvýši alebo zníži, keď stlačíte jedno z týchto tlačidiel. Môžete si vybrať medzi 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz a 10 kHz. Ak je frekvencia nastavená na 1 kHz a chcete ju nastaviť na 50 kHz, nie je vhodné nastaviť krok na 1 Hz, musíte príliš dlho stlačiť tlačidlo „RIGHT“. Krok ste potom nastavili na 10 kHz. Urobíte to nasledovne. Najskôr stláčajte tlačidlo START / STOP, kým sa na displeji nezobrazí „OFF“. Stláčajte tlačidlo UP, až kým sa na displeji nezobrazí 'Freq Step'. Tlačidlami LEFT a RIGHT môžete nastaviť požadovanú hodnotu kroku.

Výber tvaru signálu a frekvencie

Tlačidlami UP a DOWN vyberte požadovaný priebeh a pomocou tlačidiel LEFT a RIGHT požadovanú frekvenciu. Počas tohoto posledného nastavenia bude vo väčšine prípadov potrebné obnoviť krok na nižšiu hodnotu, aby ste v prípade potreby mohli presne nastaviť frekvenciu s rozlíšením na jeden Hz.

Signál na výstupe

Nakoniec stlačte tlačidlo START / STOP, až kým sa na displeji nezobrazí „ON“. V závislosti od zvoleného priebehu signálu sa signál objaví na jednom alebo druhom BNC výstupe.

Testovanie generátora

Generovanie sínusového signálu

Generátor FG-050 bez problémov a viditeľného skreslenia vytvára sínusovku 1 kHz. Ak však nastavíte amplitúdový potenciometer na maximálnu hodnotu, signál sa zasekne oproti kladnému prahu +8,0 V a zápornému prahu -6,9 V. Nastavenie jednosmerného posunu na túto hodnotu výstupného napätia preto nemá vôbec žiadny zmysel. Maximálna  hodnota, ktorú dokázal generátor vytvoriť, bola 14,9 V, čo je v súlade so špecifikáciou poskytnutou výrobcom (15 V).

Zaujímavejšie je ale pozrieť sa, ako vyzerá signál  pri maximálnej frekvencii 65 534 kHz. V nižšie uvedenom obrázku to jasne vidíte. Dva vodorovné čiary kurzora označujú vrcholy signálu pri frekvencii 1 kHz. Pri tejto frekvencii je na výstupnom signále značné harmonické skreslenie. Okrem toho sa špičková hodnota výstupného signálu trochu znížila v porovnaní s hodnotou 1 kHz. Frekvencia sa mierne líši od nastavenej hodnoty, 65,536 kHz namiesto 65 534 kHz.

Generovanie obdĺžnikového signálu

To, že R / 2R-ADC má veľmi zlé vysokofrekvenčné charakteristiky, sa prejavuje generovaním obdĺžnikových impulzov. Zobrazuje sa aj impulz s frekvenciou 20 kHz s neprimerane veľkými časmi nábehu a poklesu, pozri pbrázok vľavo dole. Pri 65 kHz sa kvalita signálu ešte výraznejšie zhoršuje, pozri pravý obrázok.

Testovanie linearity DAC

Generovanie píly je ideálne na testovanie linearity DAC. Pri každom zvýšení alebo znížení s jedným bitom sa musí analógové napätie znížiť alebo zvýšiť malým, ale vždy rovnakým krokom. V ideálnom prípade musí byť úroveň pilového signálu úplne rovná. Pri R / 2R-DAC sa to dá očakávať iba vtedy, ak sa na všetky odpory v sieti použijú extrémne presné komponenty, pokiaľ možno s toleranciou 0,1%. Pri tomto lacnom zariadením, ako je tento FG-050, to samozrejme nie je tento prípad. Toto je znázornené na nižšie uvedenom obrázku, v ktorom sú na priebehoch píly prítomné dve zalomenia. Tieto zlomy naznačujú značnú nelinearitu v R / 2R-DAC prevodníku. Tento jav môže byť spôsobené jediným rezistorom zo šestnástich v zapojení, ktoré majú o niečo vyššiu alebo nižšiu hodnotu ako ostatné.

Výstup EKG

Z  nejasných dôvodov majú všetky lacné generátory funkcií vyrábané v Číne schopnosť generovať EKG priebeh. EKG je grafické znázornenie elektrickej aktivity v srdcovom svale. Písmená EKG znamenajú „ElektroCardioGraph“. Na obrázku nižšie vidíte naľavo pulz, ktorý generuje FG-050, a napravo, ako by mal EKG pulz zdravého človeka vyzerať podľa lekárskych brožúr.

Vysokorýchlostné impulzy

Ako je znázornené na schéme zapojenia, tieto impulzy pochádzajú priamo z mikrokontroléra. FG-050 generuje tieto impulzy, keď vyberiete voľbu High Speed ​​pomocou tlačidiel UP a DOWN a potom nastavíte frekvenciu na 1 MHz, 2 MHz, 4 MHz alebo 8 MHz. Nezabudnite presunúť kábel do horného konektora BNC! Ako ukazuje obrázok nižšie, tieto impulzy majú amplitúdu 5 V. Modrá vodorovná čiara predstavuje 0 V referenciu. Je potrebné poznamenať, že kvalita impulzov závisí do veľkej miery od použitého tieneného kábla. Tento obrázok sa nasnímal s kompenzovanou 1/10 sondou pripojenou ku konektoru BNC. S káblom 1/1 je ešte viac badateľné pretečenie a zvlnenie na impulze, pravdepodobne spôsobené impedanciou kábla.

Zobrazenie malých signálov

Veľkou nevýhodou týchto mimoriadne lacných zariadení je to, že sa amplitúde nevenuje žiadna pozornosť. Jednoduchý potenciometer nie je veľmi použiteľný pre praktické aplikácie pri meraniach. Predpokladajme, že chcete použiť FG-050 na testovanie citlivosti nízkofrekvenčného zosilňovača. Pripojíte funkčný generátor, nastavený sínusový signál 1 kHz, na vstup zosilňovača, pripojte merač striedavého napätia k meranému výstupu a zvyšujte vstupné napätie, kým zosilňovač nedosiahne špecifikovaný výkon. Potom môžete zmerať vstupné napätie a poznáte citlivosť zosilňovača. Ak však potenciometer FG-050 otočíte späť na takú úroveň, že generátor dodáva napätie 100 mV, na DDS OUT sa objaví signál uvedený nižšie. Sinusová vlna 1 kHz je úplne skreslená zvyškami hodinového signálu mikrokontroléra. Ak použijete takýto signál na vstup zvukového zosilňovača, je pravdepodobné, že výkonové tranzistory sa odporúčajú do kremíkového neba v dôsledku príliš vysokej vysokofrekvenčnej energie. Na túto nedokonalosť existuje iba jeden prostriedok. Pripojte výstup funkčného generátora k pomerne nízkej impedancii a dobre tienenému deliču odporu 1/10. Na generovanie 100 mV nemusíte amplitúdový potenciometer na FG-050 takmer vôbec používať.

Záver

FG-050 je použiteľný funkčný generátor pre nenáročného nadšenca elektroniky. V rozsahu zvuku od 10 Hz do 20 kHz generátor poskytuje  použiteľné signály za predpokladu, že k výstupu pripojíte odporový delič 1/10 alebo až 1/100. Rýchle testovanie audio zosilňovača rozmietaním frekvencie s jediným potenciometrom na rozsahu 20 Hz až 20 kHz preto nie je preto možné.