ЦИФРОВІ ГЕНЕРАТОРИ СИГНАЛІВ

У сучасній схемотехніці все частіше використовують цифрові методи формування сигналів заданої форми. Це дозволяє отримувати високу стабільність частоти, фази та амплітуди генерованих коливань. Розглянуті нижче генератори синусоїдальних і пилкоподібних коливань можуть виявитися корисними при конструюванні вимірювачів амплітудних, амплітудно-частотних і вольт-амперних характеристик, в генераторах для харчування електродвигунів і формувача сигналу радіоуправління і RTTY.

Пристрій, схема якого наведена на рис. 1, генерує коливання близької до синусоїдальної форми, однак зміною опорів резисторів R1-R8 можна отримати і будь-яку іншу форму вихідного сигналу.


Рис. 1

Після подачі напруги живлення ланцюг R9C1 формує короткий імпульс, скидати все розряди восьмирозрядного регістра зсуву DD1 в стан 0. У результаті на виході інвертора DD2.1, а отже, і на верхньому (за схемою) вході даних регістра DD1 встановлюється рівень 1. На тактіруемие входи регістра зсуву подають імпульси генератора, що задає. По фронту кожного з цих імпульсів дані в регістрі зсуваються на один розряд, і він послідовно за ся "одиницями" до тих пір, поки на вході інвертора DD2.1 не з'явиться рівень 1. Тепер на вхід даних верхнього регістру надходить низький логічний рівень, і він заповнюється "нулями". Цей процес повторюється до тих пір, поки на перетворювач подано харчування.

Функціональний цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП), що складається з резисторів R1-R8, перетворює цифровий код, що циркулює в регістрі, в синусоїдальна напруга, частота якого дорівнює 1 / 16 частоти задаючого генератора. Так як КМОП-мікросхеми можуть працювати на частотах не вище 7 МГц, максимальна частота вихідного синусоїдального сигналу – близько 0,5 МГц, Форма генерується сигналу зображена на рис. 1, б. Найбільш істотні гармоніки – третя і п'ята – мають рівень – 50 дв щодо першої. Інтенсивність 15-й і 17-ї гармонік значно вище, однак їх неважко відфільтрувати найпростішим RC-фільтром, і вихідний сигнал придбає зовсім звичний вигляд.

Пристрій формує і прямокутні коливання з тієї ж частотою і фазою, що і синусоїдальні. Їх можна використовувати, наприклад, для синхронізації разврткі осцилографа.


Рис. 2.

Форміронатель, схема якого покопати на рис. 2, а, що виробляє ступеневу напруга більш далекій від синусоїдальної форми, може знайти застосування а перетворювачах напруги, апаратурі радіоуправління н в генераторах для живлення електродвигунів. Він складається з лічильника за модулем 3, виконаного на тригерах мікросхеми DD1, і ЦАП, що складається всього з двох резисторів. Частота вихідного сигналу генератора дорівнює 1 / 3. Рис. 2, б наочно пояснює процес формування синусоїди з прямокутних сигналів. На рис. 3 показана схема цифрового генератора пилоподібного напруги, який можна використовувати і як генератора розгортки в характеріографах.


Рис. 3.

Пристрій містить 14-розрядний двійковий лічильник і 8-розрядний лінійний ЦАП, що складається з резисторів R1-R24. Такий ЦАП забезпечує ступеневу наростання вихідної напруги з кроком, рівним 1 / 266 амплітуди коливань формованих, яка становить приблизно 1 / 5 напруги живлення лічильника. Генератор формує також прямокутний сигнал (частотою f / 2 14 ) Спад якого збігається з початком процесу формування пилоподібного напруги. Частоту вихідного пилоподібного напруги при незмінній амплітуді можна змінювати в широких межах зміною частоти сигналу, що надходить на вхід пристрою. Генератор може бути особливо корисний у тих випадках, коли період пилоподібного напруги повинен вимірюватися хвилинами і годинами, тобто в тій області, де аналогові методи малопридатні.

Digital Sinewave Generator,

Elektor (GB), 1980, № 7, p. 16—17.

Ocsilalore Sinusoidale Digitate.

Eleklor (It), 1982, M 38/39 (July-Aug.), p. 52. 1

Mejer. Digital Logarithmic sweep generator. – Eleklor (GB), 1982. № 7 / 8 (luly / Aug,),

p. 67

Примітка редакції. Замість мікросхеми 4015В можна використовувати К176ІР2 або К561ІР2, замість 4013 K176TM2 або К561ТМ2, замість 4011 – К176ЛА7, 4020-К561ІЕ16, 4070 – К561ЛП2.

РАДІО № 4, 1986 р., с. 60.