Low Cost Waveform Generator (0 - 20MHz): 20 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

ΠΕΡΙΛΗΗ Αυτό το έργο προέρχεται από την αναγκαιότητα απόκτησης μιας γεννήτριας κύματος με εύρος ζώνης άνω των 10 Mhz και αρμονική παραμόρφωση κάτω του 1%, όλα αυτά με χαμηλό κόστος. Αυτό το έγγραφο περιγράφει τον σχεδιασμό μιας γεννήτριας κύματος με εύρος ζώνης άνω των 10 MHz, οι οποίοι παράγουν: ημιτονοειδείς, τρίγωνες, πριονωτές ή τετράγωνες (παλμικές) κυματομορφές με αρμονική παραμόρφωση κάτω του 1%, ρύθμιση κύκλου λειτουργίας, διαμόρφωση συχνότητας, έξοδο TTL και μετατόπιση Τάση. Παρουσιάζεται επίσης ο σχεδιασμός ενός μετρητή συχνοτήτων.

Βήμα 1: Λίστα μερών

Αυτή είναι η κύρια λίστα μερών. Το κύριο μέρος, το MAX 038 είναι ένα κομμάτι που έχει διακοπεί, αλλά μπορεί ακόμα να αγοραστεί. Επισυνάπτεται κατά προσέγγιση προϋπολογισμός.

Βήμα 2: Κατασκευασμένο με PCB

Κάντε το Ready το PCB για τη σειρογραφία. Είναι διπλής όψης PCB. Η επιλεγμένη διαδικασία είναι χημική, οπότε το πρώτο πράγμα που πρέπει να κάνουμε είναι η σειρογραφία της διάταξης με ένα μηχάνημα λέιζερ και μετά τη χημική διαδικασία. Πρώτον, ξεκινάμε με τις διατάξεις σε μορφή JPG, επειδή είναι ένα PCB διπλής όψης, θα πρέπει να αναποδογυρίσουμε το PCB για να κάνουμε τη σειρογραφία και από τις δύο πλευρές, επειδή πρόκειται να χρησιμοποιήσουμε ένα μηχάνημα λέιζερ. για το λόγο αυτό το PCB πρέπει να έχει ακριβώς το ίδιο μέγεθος με τη διάταξη ή τουλάχιστον ένα από τα μεγέθη, (ανάλογα με την κατεύθυνση προς την οποία αναποδογυρίζουμε το PCB). Αφού κόψετε το PCB με τις ακριβείς μετρήσεις (είναι επίσης δυνατό να ρυθμίσετε τη διάταξη στο PCB), το PCB βάφεται με μαύρο ακρυλικό σπρέι. (πρέπει να βαφτεί τουλάχιστον μία ημέρα πριν) Το PCB πρέπει να τοποθετηθεί στην αριστερή επάνω γωνία, (το σημείο 0, 0 του μηχανήματος πρέπει να είναι ακριβώς σε αυτό το σημείο) γιατί όταν αναποδογυρίζουμε το PCB, πρέπει να είναι ακριβώς στο ίδιο σημείο για να συμπίπτουν οι τρύπες. Οι διαστάσεις της διάταξης είναι: 207, 5mm X 52 mm.

Βήμα 3: PCB Made (Serigraph)

Serigraph. Το μηχάνημα λέιζερ θα εξαλείψει το χρώμα στα μέρη όπου είναι απαραίτητο να επιτεθεί το οξύ. Οι παράμετροι του μηχανήματος λέιζερ για αυτήν τη διαδικασία είναι: Ταχύτητα 60. Ισχύς 30. Σημεία ανάλυσης 1200, διάθεση ράστερ. Πρέπει να κάνουμε τη διαδικασία δύο φορές και στις δύο πλευρές του PCB, για να αφαιρέσουμε σωστά το χρώμα.

Βήμα 4: PCB Made (Αφαίρεση ιχνών χρώματος)

Αφαίρεση ιχνών χρώματος. Μετά την προηγούμενη διαδικασία, υπάρχουν ακόμα ίχνη χρώματος και πρέπει να αφαιρεθούν πριν από την όξινη διαδικασία, αλλά αφού βγάλουμε το PCB από το μηχάνημα λέιζερ πρέπει να περιμένουμε τουλάχιστον μία ώρα για να στεγνώσει. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούμε έναν μαλακό διαλύτη όπως η τερεβινθίνη ή μια υποκατάστατη ουσία. Μόλις καθαρίσουμε το PCB, πρέπει να φαίνεται σαν αυτό της εικόνας

Βήμα 5: PCB Made (acid Attack)

Επίθεση οξέος Για αυτή τη διαδικασία χρειαζόμαστε το οξύ και ένα άλλο προϊόν για να ξεκινήσουμε την αντίδραση και να κάνουμε τη διαδικασία γρηγορότερα. Τα απαραίτητα για αυτήν τη διαδικασία μπορούν να αγοραστούν σε ηλεκτρονικό κατάστημα. Γενικά, το χρησιμοποιούμενο οξύ είναι υδροχλωρικό οξύ συν νερό, που πωλείται στα σούπερ μάρκετ σαν καθαρότερο προϊόν (μουριατικό οξύ). Μεγαλύτερη η συγκέντρωση πιο γρήγορα θα είναι η διαδικασία. Εκτός από το οξύ που χρειαζόμαστε, όπως είπαμε και πριν, ένα προϊόν επιταχυντή. Το καλύτερο είναι το υπερβορικό νάτριο που πωλείται σε καταστήματα ηλεκτρονικών ειδών και σε σούπερ μάρκετ, όπως ένα προϊόν για τη λεύκανση των ρούχων (τουλάχιστον στην Ισπανία), ένα άλλο προϊόν είναι το νερό οξυγόνου, αλλά χρειάζεται υψηλό επίπεδο συγκέντρωσης.

Βήμα 6: PCB Made (υπόλοιπο χρώματος Αφαίρεση)

Αφαίρεση χρώματος ανάπαυσης Μετά την όξινη διαδικασία αφαιρούμε το υπόλοιπο χρώμα, χρησιμοποιώντας ισχυρό διαλύτη.

Βήμα 7: Σχηματική γεννήτρια κυματομορφής

Βήμα 8: Συναρμολόγηση γεννήτριας κυματομορφής. 1

Πρώτα πρέπει να τρυπήσουμε το PCB και αρχίζουμε να κολλάμε τα εξαρτήματα. Πρέπει να δώσουμε προσοχή στο γεγονός ότι είναι ένα PCB διπλής όψης, έτσι ώστε να έχει συνδέσεις και στις δύο πλευρές και τα περισσότερα εξαρτήματα συγκολλούνται και από τις δύο πλευρές σε αυτό το κύκλωμα. Αυτό μπορούμε να το δούμε στις εικόνες. Η τοποθέτηση των εξαρτημάτων είναι όπως δείχνουν οι εικόνες. Οι αντιστάσεις των 100Κ, το τσιπ 1 (λειτουργικός ενισχυτής), οι πυκνωτές που σχετίζονται με το τσιπ 1 και το ποτενσιόμετρο των 220Κ, αποτελούν την προσαρμογή του κύκλου λειτουργίας, χρήσιμη μόνο για την κλίση του κύματος. Αυτό το κύκλωμα μπορεί να προκαλέσει κάποια παραμόρφωση, γι 'αυτό συνήθως μεταφέρεται στη γείωση μέσω του διακόπτη SW3. (Τύπου διακόπτης ON-ON). Εάν δεν το χρησιμοποιήσουμε, μπορούμε να το εξαλείψουμε, θυμόμαστε να το συνδέσουμε με τη γείωση.

Βήμα 9: Συναρμολόγηση γεννήτριας κυματομορφής. 2

Ο πυκνωτής του 1uF δεν είναι πολωμένος (βλέπε επεξήγηση κυκλώματος 3.2.1). Ο σύνδεσμος της επιλογής εύρους συνδέεται με έναν περιστροφικό διακόπτη, στον οποίο ο πείρος του συνδετήρα που είναι προσαρτημένος στην αντίσταση 4K7 συνδέεται με τον κοινό πείρο (Α) του διακόπτη. Αυτός ο περιστροφικός διακόπτης έχει ρυθμιστεί για τέσσερις διακόπτες, αφήνοντας έναν ελεύθερο (επιλογή υψηλής συχνότητας, 27pF). Όπως σχολιάζεται στην εξήγηση κυκλώματος, η χωρητικότητα των παρασίτων μπορεί να περιορίσει το εύρος ζώνης. Σε αυτό το σχέδιο υπάρχουν παρασιτικές ικανότητες λόγω της χρήσης τρανζίστορ στη μετατροπή των πυκνωτών, οπότε η μέγιστη συχνότητα που φτάνει είναι 10MHz, αλλά αν θέλουμε να ξεπεράσουμε αυτό το όριο είναι απλώς απαραίτητο να αποσυνδέσουμε τον πυκνωτή 27pF ή να χρησιμοποιήσουμε μικρότερο λήψη εύρους ζώνης άνω των 20 MHz. Ο άλλος σύνδεσμος είναι να πληκτρολογήσετε επιλογή κυματομορφής. Πρέπει να θέσουμε τον περιστροφικό διακόπτη σε 3 διακόπτες Ο πείρος 5V συνδέεται με τον κοινό πείρο του περιστροφικού διακόπτη (Α) και ο Α0 και Α1 στους πείρους 1 και 2, αφήνοντας τον πείρο 3 ελεύθερο. Το MAX038 είναι ένα μη καταχωρισμένο στοιχείο, αλλά είναι δυνατό να το αγοράσετε. Δεν συνιστάται να το αγοράσετε στην Κίνα γιατί αν και είναι φθηνότερο δεν λειτουργεί.

Βήμα 10: Συναρμολόγηση γεννήτριας κυματομορφής. 3

Ο σύνδεσμος BNC είναι για την έξοδο TTL. Οι γέφυρες p1 και p2 αντικαθιστούν τις αντιστάσεις 47 ohm, επειδή ο σύνδεσμος BNC έχει εφαρμόσει αυτήν την αντίσταση. Ο θετικός πείρος του ηλεκτρολυτικού πυκνωτή συνδέεται στο τετραγωνικό αποτύπωμα. Τοποθετούνται σύμφωνα με την εικόνα. Το ποτενσιόμετρο του 1Κ είναι για τον έλεγχο του επιπέδου εξόδου της κυματομορφής. Το μπλε ποτενσιόμετρο 4k7 ελέγχει το κέρδος, προκειμένου να επιλέξει το μέγιστο επίπεδο εξόδου.

Βήμα 11: Συναρμολόγηση γεννήτριας κυματομορφής. 4

Ο διακόπτης SW5 μετατρέπει την τάση μετατόπισης στο μηδέν. Το ποτενσιόμετρο 4K7 χρησιμοποιείται για την αλλαγή της τάσης μετατόπισης. Η γέφυρα p3 και η τρύπα που βρίσκεται πάνω και ένας λειτουργικός ενισχυτής λειτουργούν σαν κύκλωμα, για να στείλουν το σήμα στον μετρητή συχνοτήτων.

Βήμα 12: Συναρμολόγηση γεννήτριας κυματομορφής. 5

Σε αυτήν την εικόνα μπορούμε να δούμε τη σωστή τοποθέτηση των λειτουργικών ενισχυτών.

Βήμα 13: Σχήμα τροφοδοσίας

Βήμα 14: Συναρμολόγηση τροφοδοτικού 1

Η διάταξη έχει διαστάσεις: 63, 4 mm Χ 7, 9 mm.

Βήμα 15: Συναρμολόγηση τροφοδοτικού 2

Τα εξαρτήματα τοποθετούνται όπως βλέπουμε στην εικόνα.

Βήμα 16: Συναρμολόγηση τροφοδοτικού 3

Τα καλώδια χωρίς σήμανση παρέχουν τάση σε ένα led διόδου, προκειμένου να γνωρίζουμε πότε είναι ενεργοποιημένη η γεννήτρια.

Βήμα 17: Κουτί δομής

Η δομή είναι κατασκευασμένη από ξύλο κόντρα πλακέ 5mm. Ο σχεδιασμός έγινε με το πρόγραμμα Rhinoceros της Zoe Carbajo. Είναι mede με ένα μηχάνημα λέιζερ. Είναι απαραίτητο να προσθέσετε ανοχές στο σχεδιασμό, για να γίνει αυτό ώστε τα διαφορετικά μέρη να ενωθούν τέλεια. Θα εξαρτηθεί από το υλικό. Έχει προσαρτηθεί ένα κομμάτι κολλητικού χαρτιού αλουμινίου (συνήθως χρησιμοποιείται στις υδραυλικές εγκαταστάσεις) προκειμένου να συνδεθεί με τη γείωση, τα μεταλλικά μέρη των ποτενσιόμετρων και τους διακόπτες. Αυτή η γείωση συνδέεται με το χαρτί αλουμινίου μέσω του συνδετήρα BNC εισόδου FM.

Βήμα 18: Συναρμολόγηση PCB και δομής κουτιού 1

Έχει προσαρτηθεί ένα κομμάτι κολλητικού χαρτιού αλουμινίου (συνήθως χρησιμοποιείται στις υδραυλικές εγκαταστάσεις) προκειμένου να συνδεθεί με τη γείωση, τα μεταλλικά μέρη των ποτενσιόμετρων και τους διακόπτες. Αυτή η γείωση συνδέεται με το χαρτί αλουμινίου μέσω του συνδετήρα BNC εισόδου FM.

Βήμα 19: Συναρμολόγηση PCB και δομής κουτιού 2

Στη συνέχεια μπορούμε να δούμε τη θέση του μετασχηματιστή, μια υποδοχή για το καλώδιο τροφοδοσίας και έναν διακόπτη. Αυτά τα δύο τελευταία στοιχεία έχουν ληφθεί από τροφοδοσία υπολογιστή. Οι δύο ακίδες 0V από το δευτερεύον του μετασχηματιστή, πρέπει να ενωθούν, επειδή η τροφοδοσία μας απαιτεί ένα μεσαίο σημείο ισχύος. Αυτά συνδέονται με τη γείωση (μεσαία ακίδα του συνδετήρα) Η γείωση της παροχής σύρματος πρέπει επίσης να συνδεθεί με τη γείωση του τροφοδοτικού

Βήμα 20: Η κυματομορφή τελείωσε και λειτουργεί

Τέταρτο βραβείο στο διαγωνισμό Build My Lab