Знакомство с «Профессиональным комплектом для сборки профессионального генератора функций ILC8038»: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Я размышлял о каких-нибудь новых проектах в области электроники, когда наткнулся на симпатичный маленький комплект генератора функций. Он выставляется как «Профессиональный комплект для сборки профессионального генератора функций ILC8038, синусоидальный треугольник, квадратная волна» и доступен у ряда поставщиков на eBay по цене от 8 до 9 долларов (рисунок 1).

Рисунок 1. Маленький генератор функций

Как следует из названия, он построен на базе микросхемы генератора сигналов Intersil ILC8038. Это новая версия комплекта генератора функций, который некоторое время можно было купить на eBay или Amazon. Это выглядело достаточно интересно, что я заказал один. Первая проблема - комплект доставляется из Китая, поэтому до того, как я его получил, была обычная задержка в несколько недель, но он прибыл в указанные сроки.

Комплект прибыл целым и полным. Все компоненты выглядели подлинными, а печатная плата и акриловый корпус были хорошо сделаны. Потом добрался до инструкции - БОЛЬШАЯ НЕИСПРАВНОСТЬ. Инструкции в том виде, в каком они были, выглядели так, как будто они были скопированы и уменьшены, чтобы поместиться на листе бумаги 5,75 x 8 дюймов, что сделало многие строки непонятными (плюс тот факт, что они были написаны голубиным английским). Те же три раздела (разделы 3, 4 и 5) были напечатаны как на передней, так и на обратной стороне листа «инструкции», без разделов 1 или 2. Это было досадно, потому что не было ничего, чтобы показать, какое значение компонента подходит для каких отверстий на Печатная плата.

Я написал это руководство для всех, у кого есть подобные проблемы или другие проблемы, или для тех, кто подумывает о создании этого прекрасного небольшого набора. Пошаговые инструкции включены не только для сборки, но и для использования генератора функций ILC8038.

Запасы

Один или несколько «Профессиональных наборов для самостоятельного изготовления функционального генератора ILC8038»

Осциллограф.

Паяльник и обычный набор мелкой электроники (пинцет, отвертка и т. Д.).

Шаг 1: как собрать все вместе?

Многие компоненты могут быть размещены интуитивно, глядя на схемы на печатной плате (рис. 2).

Рисунок 2. Печатная плата.

Цилиндрический разъем (JK1), 3-позиционная клеммная колодка (JP3), гнезда для микросхем, перемычки (JP1 и JP2), микросхемы U1 и U2, подстроечные резисторы (R2 и R3) и электролитические конденсаторы могут быть размещены с уверенностью, но резисторы, керамические конденсаторы, микросхемы U3 и U4 и потенциометры (один имеет другое значение, чем другой 3) могут стать проблемой. Если у вас есть зоркий глаз, вы сможете прочитать обозначения микросхем и цветовые коды резисторов на рисунке 1. Что нам действительно нужно, так это лучшие инструкции или хорошая схема. Мне не удалось найти никаких хороших инструкций в Интернете, но я нашел изображение китайской схемы. К счастью, электронные символы в значительной степени универсальны, а значения компонентов указаны на английском языке (рис. 3). Микросхемы U2 и U4 отсутствовали, но я мог в значительной степени восполнить пробелы. Я составил спецификацию материалов (BOM), сопоставив компоненты печатной платы с их соответствующими значениями, и это все, что вам действительно нужно для сборки комплекта. Спецификация включена в конце данного Руководства.

В дополнение к схеме и списку материалов я также предоставил пошаговые инструкции по сборке и эксплуатации этого классного небольшого функционального генератора, так что давайте перейдем к нему.

Рисунок 3. Схема

Шаг 2: Сборка комплекта

1. Припаяйте все инертные компоненты (разъемы IC, гнезда, перемычки и клеммы). Убедитесь, что выемка на конце каждого гнезда ИС совпадает с выемкой на схеме печатной платы.

2. Припаяйте резисторы, подстроечные резисторы и потенциометры. Будьте осторожны, чтобы потенциометр 50 кОм оказался в положении R5 (AMP). Остальные потенциометры все 5 кОм.

3. Припаиваем конденсаторы. Отрицательный вывод каждого электролита проходит через отверстие на заштрихованной или заштрихованной стороне схемы печатной платы.

4. Припаяйте микросхему U2 (WS78L09) и вставьте остальные 3 микросхемы в соответствующие гнезда, правильно совместив выемки.

5. (Необязательно) Удалите излишки канифольного флюса из точек пайки с помощью 95% этанола (Everclear) или 99% изопропанола, после чего немедленно промойте дистиллированной водой. Обязательно просушите доску ПОЛНОСТЬЮ перед использованием.

6. Вот и все. Сборка закончена.

Теперь перейдем к акриловому футляру.

Защитная бумага легко отслаивается, если каждый кусок замачивать в горячей воде на минуту или две. Детали не нужно склеивать. (Я прикрепил две более длинные боковые части к основанию с помощью небольшого количества акрилового цемента). Как только все выступы на боковых частях вставлены в пазы верхней и нижней пластин, четыре длинных винта из комплекта будут удерживать все вместе.

Короткие винты и гайки 3Mx5 мм предназначены для крепления печатной платы к нижней пластине корпуса. Винты недостаточно длинные. Сначала я использовал винты 8 мм, но потом решил вообще не крепить плату. Он плотно прилегает к корпусу.

Я решил не снимать защитную бумагу с верхней пластины корпуса, поскольку на ней были напечатаны ярлыки потенциометров, перемычек и клеммной колодки (рис. 4).

Рисунок 4. Собранный комплект

Шаг 3: Эксплуатация

Я использовал небольшой адаптер переменного / постоянного тока, который обеспечивал 12 В постоянного тока / 500 мА для питания функционального генератора. Не используйте ничего выше пятнадцати вольт. Мой комплект поставлялся с перемычкой диапазона частот, установленной на 50 - 500 Гц, и перемычкой формы сигнала, установленной на SIN. Другая позиция была помечена как TAI, но я подозреваю, что это была опечатка и должна была быть TRI для треугольника.

Синусоидальная волна

Вставьте провод осциллографа в положение SIN / TAI клеммной колодки и установите перемычку формы сигнала в положение SIN. Я использовал диапазон 50-500 Гц для большинства демонстраций ниже. Я вывожу синусоидальную волну с амплитудой P-P ~ 5 В и частотой 100 Гц, используя AMP (R5) и FREQ (R4). Возможно, вам придется немного поиграть с настройками, пока не получите кривую на осциллографе. Отрегулируйте две подстроечные регуляторы (R2 и R3), а затем потенциометр DUTY, чтобы оптимизировать форму синусоидальной волны. R2 изменяет верхний пик, а R3 изменяет нижний пик синусоидальной волны. DUTY (R1) регулирует левое и правое смещение сигнала. Первая сгенерированная мной синусоида показана на рисунке 5. Не так уж и плохо. Вы даже можете рассчитать среднеквадратичное напряжение, если хотите.

(Vrms = Vp-p * 0,35355). Это 1,77 вольта для синусоидальной волны на рисунке 5.

Рисунок 5. Форма синусоидального сигнала.

Проверка частоты (необязательно)

Следующее, что я сделал, это измерил максимальные и минимальные значения, которые я мог получить в каждом из частотных диапазонов.

Результаты были:

Диапазон от 5 Гц до 50 Гц: минимум 1 Гц, максимум 71 Гц

Диапазон от 50 Гц до 500 Гц: минимум 42 Гц, максимум 588 Гц

Диапазон от 500 Гц до 20 кГц: минимум 227 Гц, максимум 22,7 кГц

Диапазон от 20 кГц до 400 кГц: минимум, 31 кГц, максимум 250 кГц

Минимум для диапазона от 500 Гц до 20 кГц и максимум для диапазона от 20 до 400 кГц не соответствовал напечатанным значениям, но почти все остальное было приблизительно.

Треугольник Волна

Установите перемычку формы сигнала в положение TAI (TRI) и подключите осциллограф к позиции TAI / SIN на клеммной колодке. Функциональный генератор выдает красивые треугольные сигналы с острыми пиками (рис. 6).

Рис. 6. Треугольная форма волны.

RAMP (пилообразная) волна

Обратную линейную волну можно получить из треугольной волны, повернув потенциометр DUTY против часовой стрелки. Мне не удалось получить нормальную волну нарастания, повернув потенциометр в другую сторону. Сигнал был потерян из-за слишком большого поворота шкалы, поэтому передний край волны никогда не был перпендикулярен, а нисходящая часть пандуса показывала небольшую вогнутость. Не идеальная пила, но это то, что есть (рис. 7).

Рис. 7. Форма кривой нарастания (пилообразной формы)

Квадратная волна

Подключите провод осциллографа к среднему положению клеммной колодки, обозначенному SQU, для вывода прямоугольной волны (рисунок 8). Потенциометры AMP (R5) и OFFSET (R6), похоже, не влияли на прямоугольную волну. Напряжение сформированного сигнала было примерно входным напряжением (12 вольт). Я должен был полностью удалить перемычку формы сигнала, чтобы посмотреть, улучшило ли это положение вещей, но эта мысль только что пришла мне в голову.

Рисунок 8. Прямоугольная форма волны.

Рабочий цикл

Рабочий цикл прямоугольной волны можно изменить с помощью потенциометра DUTY (R1). Поверните циферблат против часовой стрелки для уменьшения и по часовой стрелке для увеличения рабочего цикла. Есть небольшая проблема с DUTY. Изменение рабочего цикла также немного изменяет частоту, поэтому может потребоваться повторная настройка после изменения рабочего цикла.

Рабочий цикл = процент времени в высоком состоянии, деленный на период прямоугольной волны.

Например, прямоугольная волна на рисунке 9 имеет период 10 мсек и находится в состоянии высокого уровня в течение 5 мсек (также в состоянии низкого уровня в течение 5 мсек).

Итак, рабочий цикл = (5 мсек / 10 мсек) * 100 = 50%. На рисунках 10 и 11 показан рабочий цикл, настроенный на 60% и 40% соответственно.

Рисунок 9. Рабочий цикл = 50%.

Рисунок 10. Рабочий цикл = 60%.

Рисунок 11. Рабочий цикл = 40%.

Шаг 4: Это все, ребята

Вот и все, что касается этого руководства. Если вы сочли это полезным, сделайте шаг вперед и создайте свой собственный карманный генератор функций. Вы можете весело провести время за 8 или 9 долларов. Выход из Simple Circuit.

Шаг 5: Спецификация функционального генератора ILC8038

Резисторы

Потенциометр R1 5 кОм DUTY

R2 Trimpot 100 кОм

R3 Trimpot 100 кОм

Потенциометр R4 5 кОм ЧАСТОТА

Потенциометр R5 50 кОм AMP

Потенциометр R6 Смещение 5 кОм

Резистор R7 1кОм

Резистор R8 1кОм

Резистор R9 10кОм

Резистор R10 10кОм

Резистор R11 4,7 кОм

Резистор R12 30кОм

Резистор R13 10кОм

Резистор R14 4,7 кОм

Резистор R15 10кОм

Резистор R16 10кОм

Интегральные схемы

U1 ICL8038 CCPD Генератор прецизионных сигналов

Регулятор положительного напряжения U2 WS 78L09

U3 18MDSHY TL082CP Операционный усилитель с JFET-входом

Преобразователь напряжения U4 7660S CPAZ

Конденсаторы

C1 Керамика 100 нФ

C2 Керамика 100 нФ

C3 Керамика 100 пФ

C4 Керамический 2,2 нФ

C5 Керамика 100 нФ

C6 Керамика 1 мкФ

C7 Керамика 100 нФ

C8 Керамика 100 нФ

C9 Керамика 100 нФ

C10 электролитический 100 мкФ

C11 электролитический 10 мкФ

C12 Электролитический 10 мкФ

Джек, перемычки и терминал

JK1 Баррель Джек

JP1 2-х позиционный блок перемычек TAI (TRI), SIN

JP2 4-позиционная перемычка 5-50 Гц, 50-500 Гц, 500 Гц-20 кГц, 20 кГц-400 кГц

JP3 3-х позиционная клеммная колодка GND, SQU, SIN / TAI (TRI)