Какие бывают управляемые задающие генераторы?

Question

[Carmic Nauka]

Накидайте возможные варианты управляемого задающего генератора, который будет выдавать электрические колебания синусоидальной формы заданной частоты в диапазоне 10-100кГц, желательно на интегральной схеме, чтобы можно было с помощью микроконтроллера задать нужную частоту.

Answer 1

[VT100]

Например:
DDS синтезатор (Analog Devices или на ПЛИС или на "рассыпухе");
Синтезатор с ФАПЧ и управлямым от микроконтроллера ДПКД.

Не указаны требования по стабильности, джиттеру (фазовому шуму), скорости перестройки, выходному напряжению и току и т.п.

А зачем?

Comments

[Carmic Nauka]

Для аппарата для ультразвуковой терапии. Хорошо если подойдем, может и на ATmega16 получится подключить

[VT100]

Если не на дурине писать код - наверное получится.
Стабильность частоты для терапевтического прибора - четверть лаптя, фазовый шум - практически не важен. Возможно - нужна высокая скорость перестройки (десятки кГц в секунду)?

[atereffigies]

Carmic Nauka, зачем ультразвуковому прибору звуковые частоты?)

Самое простое -- шустрый ЦАП. Не уверен, что атмега сможет ЦАПом выдать приличный синус на 100 кГц, но сделать можно на чём угодно)

[Carmic Nauka]

atereffigies, Блин я вот думаю, а ведь можно использовать кварцевый резонатор, которому можно будет задавать 22 и 44кГц, и тогда можно будет использовать ЦАП по идеи, который будет преобразовывать например цифровой сигнал от устройства управления в аналоговый. Звучит не плохо. Какой-нибудь кварцевый генератор использовать.

[Carmic Nauka]

Нашел, действительно, в состав таких генераторов подключаются внешние кварцевые резонаторы для повышения точности и стабильности. Вполне может подойти по частоте и форме сигнала на выходе XR2206 и ICL8038 ( более благоприятный как по мне).
Ну и то что может в теории работать

Если задать нужные номиналы RC, каким-то образом с помощью устройства управления, то может и получиться нужный результат

[atereffigies]

Carmic Nauka, кварцевый резонатор так не работает)
Кварцевый резонатор состоит из кварцевой пластины, геометрия которой подобрана под резонанс определённой частоты)
Кварц -- это пъезоэлектрик, т.е. он генерирует ЭДС при сжатии.
Вам нужен именно перестраиваемый генератор. Самое простое для синуса -- исползовать ЦАП.
Генераторы именно чистого синуса основаны на резонансе определённой частоты, узкополосный фильтр настравивается на нужную частоту и усилитель усиливает эту гармонику. Схема перестравиваемого генератора чистого синуса будет сложнее, т. к. потребуется менять полосу фильтра.
Мне кажется, что и вам синус нафиг не нужен, а нужен обычный прямоугольный сигнал.
Есть еще один простой способ получить синус -- это ШИМ и фильтр. Но на синус с частотой 100 кГц вам потребуется частота ШИМ в 1 МГц для получения адекватного синуса.
Возьмите что нибудь из STM32 вместо атмеги, они гораздо шустрее и примерно одинаковы в цене.
Там вы сможете выдать ШИМ с достаточной частотой.
В вашем случае нужно выбирать самое простое, т. к. вы не делаете готовое укстройство, в лучшем случае у вас будет живой макет с посредственными результатами, вхудшем -- вода в отчёте)

[Carmic Nauka]

atereffigies, Согласен, для меня простота самое лучшее для понимания. По поводу ЦАП я знаю, что его можно использовать на ШИМ. Но есть один минус, это под определенную частоту нужно подбирать конденсатор определенной ёмкости. Возможно есть схемы которые построены на этом принципе, с возможностью поднастройки.

[Carmic Nauka]

atereffigies, На самом деле слишком много всего, я не уверен что смогу уложиться до конца месяца. Если еще принять к сведению вторую курсовую по датчику в этом приборе, это еще дополнительно жести. Почему я вообще выбрал микроконтроллер ATmega16, это не спроста, мы его разбираем и параллельно изучаем ассембрел на этот МК. Я крайне ограничен во всем, в большей степени информации, чтобы подобрать какие-то элементы нужно понимать, как грамотно искать, а у тебя перед глазами одна структурная схема и ее какое-то описание и все. Во всем интернете нету даже похожей принципиальной схемы, а что поделаешь это закон фирмы. Приходится гадать и фантазировать. Благо хоть собирать его не придется, а только примерно прикинуть схему и потом написать программу ( это уже к счастью на 4 курс отложено).

[atereffigies]

Carmic Nauka,

По поводу ЦАП я знаю, что его можно использовать на ШИМ

Смешиваете всё в одну кучу опять)
ЦАП это ЦАП, а ШИМ это ШИМ.

од определенную частоту нужно подбирать конденсатор

Вы видимо опять не понимаете, что это такое. У ШИМа частота одна. И фильтр вам нужен тоже с постоянными номиналами. Есть такие усилители -- класса Д, вот они работают на таком принципе, что звуковые частоты модулируются шириной импульса более высокочастотного генератора. Но у этого генератора частота постоянна. Вот посмотрите пример: https://tinyurl.com/y69e9n8p. Здесь хоть и приведена аналоговоая ШИМ, но не важно. На выводе ШИМ можно видеть замодулированную шириной импульса синусоиду, которая поступает на вход активного полосового фильтра (рассчитан примерно на полосу 50 кГц и резонансную частоту 75 кГц, т. е. он пропускает сигналы от 50 кГц до 100 кГц). С выхода фильтра уже получаем восстановленную синусоиду. Схема достаточно проста, как можно видеть -- вы просто с ножки ШИМ микроконтроллера подаёте сигнал на фильтр и получаете приемлимый синус.
Чем выше частота дискретизации -- тем ровнее форма синусоиды на выходе.

[VT100]

а ведь можно использовать кварцевый резонатор, которому можно будет задавать 22 и 44кГц

"Кварц" хорош тем, что стабилен. Пытаясь перестроить его в два раза, Вы... немного устанете. Это раз. Во-вторых, кварц на такую частоту - реальная "бомба" с габаритами радиолампы и неприятной ценой. В третьих, если достаточно двух частот - то это в корне меняет дело, проще делить высокую частоту в N и N+1 раз. В четвёртых - с фиксированными частотами нельзя подстроиться в резонанс с излучателем.

может подойти по частоте и форме сигнала на выходе XR2206 и ICL8038

Давно снятое с производства дерьмо, не смотрите туда.

Два плюса atereffigies.

[Carmic Nauka]

VT100, хахахаха, бедняги, а я так обрадовался когда увидел эти схемы в книге.