یکی از الزامات اصلی تقویت کننده های سیگنال تک باند، خطی بودن ویژگی های دامنه آنها است. یک تقویت کننده با خطی ضعیف معمولاً منبع تداخل برای سایر آماتورهای رادیویی و گاهی اوقات برای بینندگان تلویزیون است. برای تشخیص اعوجاج های غیرخطی در تقویت کننده های سیگنال SSB، استفاده کنید روش تست دو صدایی.
اگر دو سیگنال فرکانس پایین با فرکانس های مختلف اما از نظر دامنه برابر به ورودی فرستنده تک باند اعمال شود، سیگنال در خروجی تقویت کننده قدرت به صورت سینوسی از صفر تا حداکثر مقدار تغییر می کند. عکس. 1).

دوره تغییر با تفاوت فرکانس ها در ورودی فرستنده تعیین می شود. بر اساس شکل پوشش سیگنال خروجی و انحراف آن از قانون سینوسی، می توان خطی بودن مشخصه دامنه دستگاه را قضاوت کرد.
شکل و سطح سیگنال با اسیلوسکوپ نظارت می شود. از آنجایی که دامنه ولتاژ خروجی تقویت کننده مورد مطالعه معمولاً ده ها ولت است، سیگنال را می توان مستقیماً به صفحات انحراف یک اسیلوسکوپ (از جمله موارد با فرکانس پایین) اعمال کرد. منبع سیگنال دو رنگ می تواند یک ژنراتور باشد که مدار آن در نشان داده شده است شکل 2.

شکل 2

این شامل دو نوسانگر با بازخورد از طریق دو پل T و یک دنبال کننده امیتر است. ژنراتور مونتاژ شده بر روی ترانزیستور V1 فرکانس 1550 هرتز را تولید می کند. و در V2 - 2150 هرتز. از طریق مقاومت های جداسازی R1 و R5، سیگنال های ژنراتور به دنبال کننده امیتر (ترانزیستور V3) عرضه می شود. هنگام استفاده از عناصر با رتبه های نشان داده شده در نمودار، ولتاژ خروجی "کل" (هر دو ژنراتور دستگاه روشن هستند) حدود 0.1 ولت است. مقاومت خروجی حدود 300 اهم است.
تنظیم با تنظیم دقیق فرکانس ژنراتورها آغاز می شود. برای انجام این کار، با تغذیه متناوب به هر یک از آنها، عناصر T-bridge انتخاب می شوند. باید در نظر داشت که برای حفظ شکل سینوسی خوب سیگنال خروجی، مقاومت مقاومت‌های R2 (R6) و R4 (R7) باید تقریباً 10 برابر بیشتر از مقاومت مقاومت R3 (R8) باشد. ظرفیت خازن های C1 (C6) و C4 (C8) - نیمی از ظرفیت خازن SZ (C7). پس از تنظیم فرکانس ژنراتورها، دامنه سیگنال ها با استفاده از یک مقاومت تنظیم شده R5 برابر می شود. از آنجایی که مقاومت R5 تا حدی بر سطح سیگنال ژنراتور در ترانزیستور V1 تأثیر می گذارد، این عملیات با روش تقریب های متوالی انجام می شود.
ژنراتور بر روی یک برد مدار چاپی ساخته شده از فویل فایبرگلاس به ضخامت 2 میلی متر و اندازه 55x65 میلی متر مونتاژ می شود. برنج. 3).

شکل 3

از خازن های KM-5، مقاومت های OMLT-0.125 (R5 - SPZ-1A)، ترانزیستورهای KT315 با هر شاخص حرفی استفاده می کند. این دستگاه می تواند از هر ترانزیستور فرکانس پایین یا فرکانس بالا با ساختار n-p-n یا p-n-p استفاده کند. طبیعتاً در دستگاهی که از ترانزیستورهای ساختاری pnp استفاده می کند، قطبیت منبع تغذیه باید متفاوت باشد. همانطور که در شکل دیده میشود. 2، دستگاه دارای پایانه های جداگانه برای اتصال برق به ژنراتورها می باشد. این اجازه می دهد تا در صورت لزوم، یک سیگنال تست تک تن به فرستنده با فرکانس 1550 و 2150 هرتز ارسال شود. در این مورد، برای تغییر مدارهای منبع تغذیه ژنراتور دستگاه، لازم است سوئیچ را در دو جهت و چهار موقعیت ("خاموش"، "1550 هرتز"، "2150 هرتز"، "سیگنال دو رنگ") تنظیم کنید. . همچنین می توانید با "جدا کردن" نقاط سوئیچ ژنراتورها با دو دیود (از هر نوع) از یک سوئیچ یک طرفه استفاده کنید. برای تنظیم سطح سیگنال خروجی در خروجی دستگاه، باید یک مقاومت متغیر با مقاومت 5 ... 15 کیلو اهم روشن کنید.
هنگام راه اندازی فرستنده با استفاده از یک ژنراتور، یک آنتن معادل به تقویت کننده قدرت متصل می شود که سیگنال از آن به اسیلوسکوپ تغذیه می شود. سطح سیگنال از مولد دو رنگ با حداکثر سطح سیگنال ایجاد شده توسط میکروفونی که فرستنده با آن استفاده می شود، تنظیم می شود. پس از روشن کردن فرستنده، فرکانس جابجایی اسیلوسکوپ را انتخاب کنید تا تصویری پایدار از اسیلوگرام بر روی صفحه نمایش به دست آید. پس از این، مسیر ارسال تنظیم می شود و حداقل اعوجاج در پوشش سیگنال RF حاصل می شود.
شرح داده شده ژنراتور دو تنبرای راه اندازی فرستنده گیرنده خوب است

• 28.07.2018

  شکل یک نمودار از یک ترموستات ساده و بسیار آسان را نشان می دهد؛ یک DS18B20 به عنوان سنسور استفاده می شود و کنترل کننده با استفاده از یک رمزگذار ky-040 کنترل می شود. سنسور دمای یکپارچه DS18B20 دارای محدوده اندازه گیری دما از -55 تا + 125 درجه سانتیگراد است، خوانش دما در خط اول نشانگر 1602 HD44780 نمایش داده می شود، قرائت های کنترل کننده در خط دوم نشانگر نمایش داده می شود.

• 29.09.2014

  یک گیرنده ترانزیستوری اثر میدانی یک سیگنال رادیویی در محدوده NE و LW دریافت می کند. حساسیت گیرنده 1...3 mV\m NE و 2...5 mV\m LW است. Pout = 250mW، Iin = 10mA (65mA حداکثر). گیرنده رادیویی می تواند با افت ولتاژ تا 4 ولت کار کند. گیرنده از یک HF 3 مرحله ای (T1-T3)، یک آشکارساز (D1-T2) و یک ULF (T4-T7) تشکیل شده است. افزایش حساسیت و توان خروجی به دست آمده...

• 20.09.2014

  نویسنده دو بار مجبور شد با ساده ترین، اما بسیار ناخوشایند نقص اجاق های مایکروویو خانگی مقابله کند: خرابی صفحه محافظ میکا که خروجی موجبر مگنترون را به داخل محفظه سرخ کردن اجاق می پوشاند. احتمالاً صفحه میکا حاوی اجزاء فلزی است که در حین کار مگنترون کوره تبخیر شده است که منجر به تجزیه میکا می شود. محل خرابی سوخته شد و کارکرد کوره تبدیل به...

• 13.10.2014

  مشخصات فنی اصلی: توان خروجی نامی در مقاومت بار: 8 اهم - 48 وات 4 اهم - 60 وات محدوده فرکانس قابل تکرار با ناهمواری پاسخ فرکانسی حداکثر 0.5 دسی بل و توان خروجی 2 وات - 10...200000 هرتز ضریب اعوجاج غیرخطی در توان نامی در محدوده 20 ... 20000 هرتز - 0.05% ولتاژ ورودی اسمی - خروجی 0.8 ولت ...

شماره گیری زنگی (سیگنال دهی چند فرکانس دوگانه، DTMF) توسط آزمایشگاه بل در دهه 50 قرن گذشته برای تلفن دکمه ای انقلابی آن زمان توسعه یافت. برای نمایش و انتقال داده های دیجیتال در حالت تن، از یک جفت فرکانس (تن) از محدوده فرکانس گفتار استفاده می شود. این سیستم دو گروه از چهار فرکانس را تعریف می کند و اطلاعات با ارسال دو فرکانس به طور همزمان، یکی از هر گروه، کدگذاری می شود. در مجموع شانزده ترکیب برای نمایش شانزده عدد، نماد و حروف مختلف به دست می آید. رمزگذاری DTMF اکنون در طیف گسترده ای از برنامه های ارتباطی و کنترل استفاده می شود، به عنوان مثال، توصیه اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) Q.23 نشان می دهد.

این مقاله مدار یک مولد تن DTMF را توصیف می کند که هر هشت فرکانس را بازتولید می کند و سیگنال خروجی دو رنگ حاصل را تولید می کند. سیستم مورد بحث حول تراشه Silego GreenPAK™ SLG46620V و تقویت کننده های عملیاتی Silego SLG88104V ساخته شده است. سیگنال حاصل از مجموع دو فرکانس تعیین شده توسط سطر و ستون صفحه کلید تلفن است.

مدار پیشنهادی از چهار ورودی برای انتخاب ترکیب فرکانس برای تولید استفاده می کند. مدار همچنین دارای یک ورودی فعال است که تولید را آغاز می کند و مدت زمان ارسال سیگنال را تعیین می کند. فرکانس خروجی ژنراتور با استاندارد ITU برای DTMF مطابقت دارد.

زنگ های DTMF

استاندارد DTMF کدگذاری اعداد 0-9، حروف A، B، C و D و کاراکترهای * و # را به عنوان ترکیبی از دو فرکانس تعریف می کند. این فرکانس ها به دو گروه تقسیم می شوند: گروه فرکانس بالا و گروه فرکانس پایین. جدول 1 فرکانس ها، گروه ها و نمادهای مربوطه را نشان می دهد.

میز 1. کدگذاری تن DTMF

	گروه سه گانه
گروه کم پاس

فرکانس ها برای جلوگیری از هارمونیک های متعدد انتخاب شدند. علاوه بر این، مجموع یا تفاوت آنها منجر به فرکانس متفاوت DTMF نمی شود. به این ترتیب از هارمونیک ها یا اعوجاج مدولاسیون جلوگیری می شود.

استاندارد Q.23 مشخص می کند که خطای هر فرکانس ارسالی باید در ± 1.8٪ از مقدار اسمی باشد و اعوجاج کل (به دلیل هارمونیک ها یا مدولاسیون) باید 20 دسی بل کمتر از فرکانس های اساسی باشد.

سیگنال حاصل که در بالا توضیح داده شد را می توان به صورت زیر توصیف کرد:

s(t) = Acos(2πfhight)+ Acos(2πflowt)،

که در آن fhigh و flow فرکانس های متناظر از گروه های فرکانس بالا و پایین هستند.

شکل 1 سیگنال حاصل را برای رقم "1" نشان می دهد. شکل 2 طیف فرکانس مربوط به این سیگنال را نشان می دهد.

برنج. 1. تن DTMF

برنج. 2. طیف تن DTMF

مدت زمان صداهای DTMF بسته به برنامه خاصی که از کدگذاری آهنگ استفاده می کند می تواند متفاوت باشد. برای رایج ترین برنامه ها، مقادیر مدت زمان معمولاً بین شماره گیری دستی و خودکار قرار می گیرند. جدول 2 خلاصه ای از مدت زمان معمول برای دو نوع استخدام را نشان می دهد.

جدول 2. مدت زمان سیگنال های شماره گیری آهنگ

نوع شماره گیری	گروه سه گانه		گروه سه گانه
شماره گیری دستی
شماره گیری خودکار

برای ارائه انعطاف پذیری بیشتر، ژنراتور DTMF ارائه شده در این راهنما مجهز به ورودی فعال است که برای شروع تولید سیگنال و تعیین مدت آن استفاده می شود. در این حالت، مدت زمان سیگنال برابر با مدت زمان پالس در ورودی فعال است.

قسمت آنالوگ مدار ژنراتور DTMF

توصیه ITU Q.23 سیگنال های DTMF را به عنوان سیگنال های آنالوگ ایجاد شده توسط دو موج سینوسی تعریف می کند. در مدار مولد DTMF پیشنهادی، آی سی Silego GreenPAK SLG46620V سیگنال های موج مربعی را با فرکانس های DTMF مورد نظر تولید می کند. برای به دست آوردن سیگنال های سینوسی با فرکانس مورد نیاز و تشکیل سیگنال حاصل (مجموع دو موج سینوسی)، فیلترهای آنالوگ و جمع کننده مورد نیاز است. به همین دلیل در این پروژه تصمیم گرفته شد که از فیلترها و ترکیبی بر پایه تقویت کننده های عملیاتی SLG88104V استفاده شود.

شکل 3 ساختار قسمت آنالوگ پیشنهادی دستگاه را نشان می دهد.

برنج. 3. مدار پردازش آنالوگ برای دریافت سیگنال DTMF

از فیلترهای آنالوگ برای به دست آوردن سیگنال های سینوسی از پالس های مستطیلی استفاده می شود. پس از انجام فیلترینگ، دو سیگنال جمع شده و سیگنال DTMF دو رنگ خروجی مورد نظر تولید می شود.

شکل 4 نتیجه تبدیل فوریه را نشان می دهد که برای بدست آوردن طیف سیگنال موج مربع استفاده می شود.

برنج. 4. طیف سیگنال موج مربعی

همانطور که می بینید، موج مربع فقط شامل هارمونیک های فرد است. اگر چنین سیگنالی را با دامنه A به صورت سری فوریه نمایش دهیم، شکل زیر را خواهد داشت:

تجزیه و تحلیل این عبارت به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که اگر فیلترهای آنالوگ تضعیف کافی برای هارمونیک ها داشته باشند، می توان سیگنال های سینوسی با فرکانس برابر با فرکانس سیگنال موج مربعی اصلی را به دست آورد.

با در نظر گرفتن تلرانس سطح تداخل تعریف شده در استاندارد Q.23، لازم است اطمینان حاصل شود که همه هارمونیک ها 20 دسی بل یا بیشتر ضعیف می شوند. علاوه بر این، هر فرکانس از گروه پایین گذر باید با هر فرکانس از گروه بالا گذر ترکیب شود. با در نظر گرفتن این الزامات، دو فیلتر، یکی برای هر گروه ایجاد شد.

هر دو فیلتر فیلترهای باترورث پایین گذر بودند. تضعیف یک فیلتر مرتبه n Butterworth را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

A(f)[dB] = 10 log(A(f) 2) = 10log(1+(f/fc) 2n)،

جایی که fc فرکانس قطع فیلتر است، n ترتیب فیلتر است.

تفاوت میرایی بین کمترین فرکانس و بالاترین فرکانس هر گروه نمی تواند بیش از 3 دسی بل باشد، بنابراین:

A(fHIGHER)[dB] - A(fLOWER)[dB] > 3dB.

با توجه به مقادیر مطلق:

A(fHIGHER) 2 / A(FLOWER) 2 > 2.

همچنین همانطور که قبلاً گفتیم تضعیف هارمونیک باید 20 دسی بل یا بیشتر باشد. در این حالت، بدترین حالت، کمترین فرکانس در گروه خواهد بود، زیرا هارمونیک 3 آن کمترین فرکانس است و نزدیکترین فرکانس به فرکانس قطع فیلتر است. با توجه به اینکه هارمونیک سوم 3 برابر کمتر از هارمونیک اصلی است، فیلتر باید شرایط (مقادیر مطلق) را داشته باشد:

A(3fLOWER) 2 / A(fLOWER) 2 > 10/3.

اگر این معادلات برای هر دو گروه اعمال شود، فیلترهای مورد استفاده باید فیلترهای درجه دوم باشند. این بدان معنی است که اگر با استفاده از آپ امپ اجرا شوند، هر کدام دو مقاومت و دو خازن خواهند داشت. اگر از فیلترهای مرتبه سوم استفاده می شد، حساسیت به تحمل اجزا کمتر می شد. فرکانس های قطع فیلتر انتخاب شده برای گروه پایین گذر 977 هرتز و برای گروه بالا گذر 1695 هرتز است. در این مقادیر، تفاوت در سطوح سیگنال در گروه های فرکانس با الزامات فوق مطابقت دارد و حساسیت به تغییرات فرکانس قطع به دلیل تحمل اجزا حداقل است.

نمودارهای شماتیک فیلترهای پیاده سازی شده با استفاده از SLG88104V در شکل 5 ارائه شده است. رتبه بندی اولین جفت R-C به گونه ای انتخاب شده است که جریان خروجی تراشه SLG46620V را محدود کند. لینک فیلتر دوم بهره را تعیین می کند که 0.2 است. دامنه سیگنال های موج مربعی نقطه کار تقویت کننده عملیاتی را روی 2.5 ولت تنظیم می کند. ولتاژهای ناخواسته توسط خازن های فیلتر خروجی مسدود می شوند.

برنج. 5. نمودارهای شماتیک فیلترهای خروجی

در خروجی، سیگنال های فیلتر جمع می شوند و سیگنال حاصل، مجموع هارمونیک های انتخاب شده از گروه فرکانس های پایین و بالا است. برای جبران تضعیف فیلتر، دامنه سیگنال خروجی را می توان با استفاده از دو مقاومت R9 و R10 تنظیم کرد. شکل 6 مدار جمع کننده را نشان می دهد. شکل 7 کل قسمت آنالوگ مدار را نشان می دهد.

برنج. 6. نمودار شماتیک جمع کننده

برنج. 7. قسمت آنالوگ مدار

بخش دیجیتال مدار مولد تن DTMF

بخش دیجیتال مدار مولد تن DTMF شامل مجموعه کاملی از مولدهای موج مربعی است - یکی برای هر فرکانس DTMF. از آنجایی که برای ایجاد این ژنراتورها به هشت شمارنده نیاز است، تراشه GreenPAK SLG46620V برای اجرای آنها انتخاب شد. در خروجی های مدار دیجیتال، دو سیگنال مستطیلی، یکی برای هر گروه فرکانس تولید می شود.

سیگنال‌های موج مربعی با استفاده از شمارنده‌ها و فلیپ فلاپ‌های D تولید می‌شوند و دارای چرخه کاری 50 درصدی هستند. به همین دلیل فرکانس سوئیچینگ شمارنده دو برابر فرکانس DTMF مورد نیاز است و فلیپ فلاپ DFF سیگنال خروجی را به دو قسمت تقسیم می کند.

منبع ساعت برای شمارنده ها یک نوسان ساز داخلی 2 مگاهرتز است که فرکانس آن بر 4 یا 12 تقسیم می شود. تقسیم کننده با در نظر گرفتن ظرفیت بیت و حداکثر مقدار هر شمارنده مورد نیاز برای به دست آوردن یک مقدار خاص انتخاب می شود. فرکانس.

برای تولید فرکانس‌های بالا، نمونه‌های کمتری مورد نیاز است، بنابراین از شمارنده‌های 8 بیتی برای تولید آن‌ها استفاده می‌شود که از یک نوسان‌گر داخلی RC کلاک شده است که سیگنال آن بر 4 تقسیم می‌شود. به همین دلیل، فرکانس‌های پایین‌تر با استفاده از شمارنده‌های 14 بیتی پیاده‌سازی می‌شوند.

SLG46620V تنها دارای سه شمارنده استاندارد 14 بیتی است، بنابراین یکی از فرکانس های پایین تر با استفاده از شمارنده 8 بیتی CNT8 پیاده سازی شده است. برای اینکه تعداد نمونه ها در محدوده 0...255 قرار گیرد، برای کلاک این CNT8 لازم بود از یک سیگنال نوسان ساز RC تقسیم بر 12 استفاده شود. برای این مدار، فرکانس با بیشترین تعداد نمونه، که است، کمترین فرکانس، انتخاب شد. این به ما اجازه داد تا خطا را به حداقل برسانیم.

جدول 3 پارامترهای هر موج مربعی را نشان می دهد.

جدول 3. پارامترهای ژنراتورهای پالس مربعی

		ساعت		خطای فرکانس [%]
گروه کم پاس
گروه سه گانه

همانطور که از جدول مشخص است، تمام فرکانس ها دارای خطای کمتر از 1.8٪ هستند، بنابراین با استاندارد DTMF مطابقت دارند. این ویژگی های محاسبه شده، بر اساس فرکانس ایده آل نوسان ساز RC، می توانند با اندازه گیری فرکانس خروجی نوسانگر RC تنظیم شوند.

اگرچه در مدار پیشنهادی همه ژنراتورها به صورت موازی کار می کنند، سیگنال تنها یک ژنراتور از هر گروه به خروجی ریزمدار ارسال می شود. انتخاب سیگنال های خاص توسط کاربر تعیین می شود. این کار با استفاده از چهار ورودی GPIO (دو بیت برای هر گروه) با جدول صدق نشان داده شده در جدول 4 انجام می شود.

جدول 4. جدول انتخاب فرکانس از گروه فرکانس پایین

گروه کم پاس

جدول 5. جدول انتخاب فرکانس از گروه فرکانس بالا

گروه سه گانه

شکل 8 مدار منطقی یک مولد موج مربعی 852 هرتز را نشان می دهد. این الگو برای هر فرکانس با تنظیمات شمارنده مناسب و پیکربندی LUT تکرار می شود.

برنج. 8. مولد پالس مستطیلی

شمارنده فرکانس خروجی را تولید می کند که با تنظیمات آن تعیین می شود. این فرکانس برابر با دو برابر فرکانس تن DTMF مربوطه است. پارامترهای پیکربندی کنتور در شکل 9 نشان داده شده است.

برنج. 9. نمونه ای از راه اندازی یک شمارنده مولد پالس مستطیلی

سیگنال خروجی شمارنده به ورودی ساعت فلیپ فلاپ D-Flip Flop متصل می شود. از آنجایی که خروجی DFF به صورت معکوس پیکربندی شده است، اگر خروجی DFF را به ورودی آن وصل کنید، فلیپ فلاپ D به فلیپ فلاپ T تبدیل می شود. پارامترهای پیکربندی DFF را می توان در شکل 10 مشاهده کرد.

برنج. 10. نمونه ای از راه اندازی یک ماشه مولد پالس مستطیلی

سیگنال خروجی DFF به ورودی جدول حقیقت LUT داده می شود. LUT ها برای انتخاب یک سیگنال برای هر ترکیب خاص R1-R0 استفاده می شوند. نمونه ای از پیکربندی LUT در شکل 11 نشان داده شده است. در این مثال، اگر R1 1 و R0 0 دریافت کند، سیگنال ورودی به خروجی ارسال می شود. در موارد دیگر، خروجی حاوی "0" است.

برنج. 11. مثالی از تنظیم جدول صدق یک مولد پالس مربعی

همانطور که در بالا ذکر شد، مدار پیشنهادی دارای ورودی Enable Enable است. اگر یک واحد منطقی "1" در ورودی مجوز Enable وجود داشته باشد، سیگنال های مستطیلی تولید شده به یک جفت خروجی ریزمدار عرضه می شود. مدت زمان انتقال برابر است با مدت زمان پالس در ورودی فعال. برای پیاده سازی این ویژگی، چندین LUT دیگر مورد نیاز بود.

همانطور که در شکل 12 نشان داده شده است، گروه high-pass از یک LUT 4 بیتی و یک LUT 2 بیتی استفاده می کند.

برنج. 12. مدار خروجی گروه سه گانه

LUT1 4 بیتی به عنوان یک دروازه OR پیکربندی شده است، بنابراین اگر 1 در هر یک از ورودی های آن وجود داشته باشد، منطق 1 را خروجی می دهد. جداول صدق C1/C0 اجازه می دهد که تنها یکی از نوسانگرها انتخاب شود، بنابراین LUT1 4 بیتی تعیین می کند که کدام سیگنال خروجی است. خروجی این LUT به LUT4 2 بیتی متصل است که تنها در صورتی سیگنال را ارسال می کند که ورودی فعال یک منطق "1" باشد. شکل 13 و 14 تنظیمات LUT1 4 بیتی و LUT4 2 بیتی را نشان می دهد.

برنج. 13. پیکربندی LUT1 4 بیتی

برنج. 14. پیکربندی LUT4 2 بیتی

از آنجایی که دیگر LUTهای جداول حقیقت 4 بیتی وجود نداشت، از دو LUT 3 بیتی برای گروه کم گذر استفاده شد.

برنج. 15. مدار خروجی گروه پایین گذر

مدار داخلی کامل GreenPAK SLG46620V در شکل 16 نشان داده شده است. شکل 17 نمودار مدار نهایی ژنراتور DTMF را نشان می دهد.

برنج. 16. بلوک دیاگرام تون ژنراتور DTMF

برنج. 17. نمودار شماتیک یک مولد تن DTMF

تست مدار ژنراتور DTMF

در مرحله اول آزمایش ژنراتور DTMF پیشنهادی، تصمیم گرفته شد که فرکانس تمام سیگنال های مستطیلی تولید شده با استفاده از یک اسیلوسکوپ بررسی شود. به عنوان مثال، شکل 18 و 19 خروجی موج مربعی را برای 852 هرتز و 1477 هرتز نشان می دهد.

برنج. 18. موج مربع 852 هرتز

برنج. 19. موج مربعی 1477 هرتز

هنگامی که فرکانس تمام سیگنال های موج مربعی بررسی شد، آزمایش قسمت آنالوگ مدار آغاز شد. سیگنال های خروجی برای تمام ترکیبات فرکانس های پایین و بالا مورد بررسی قرار گرفت. به عنوان مثال، شکل 20 مجموع سیگنال های 770 هرتز و 1209 هرتز را نشان می دهد و شکل 21 مجموع سیگنال های 941 هرتز و 1633 هرتز را نشان می دهد.

برنج. 20. صدای DTMF 770 هرتز و 1209 هرتز

برنج. 21. صدای DTMF 941 هرتز و 1633 هرتز

نتیجه

در این مقاله، مداری برای یک تون ژنراتور DTMF بر اساس تراشه Silego GreenPAK SLG46620V و تقویت‌کننده‌های عملیاتی Silego SLG88104V پیشنهاد شد. ژنراتور به کاربر اجازه می دهد تا ترکیبی از فرکانس های مورد نظر را با استفاده از چهار ورودی انتخاب کند و ورودی فعال را کنترل کند، که مدت زمان سیگنال های خروجی را تعیین می کند.

ویژگی های تراشه SLG46620V:

• نوع: آی سی سیگنال مختلط قابل برنامه ریزی.
• بلوک های آنالوگ: ADC 8 بیتی، دو DAC، شش مقایسه کننده، دو فیلتر، ION، چهار نوسانگر یکپارچه.
• بلوک های دیجیتال: تا 18 پورت ورودی/خروجی، ماتریس اتصال و منطق ترکیبی، مدارهای تاخیر قابل برنامه ریزی، مولد تابع قابل برنامه ریزی، شش شمارنده 8 بیتی، سه شمارنده 14 بیتی، سه نوسانگر/مقایسه کننده PWM.
• رابط ارتباطی: SPI;
• محدوده ولتاژ تغذیه: 1.8…5 ولت؛
• محدوده دمای عملیاتی: -40…85 درجه سانتیگراد.
• نسخه بسته: 2 x 3 x 0.55 میلی متر STQFN 20 پین.

مدارهای مولد تن متناوب بر روی تراشه های LM555 ساخته می شوند، چندین گزینه مختلف برای کاربردهای مختلف.

نمودار شماتیک

می توانید مطابق نمودار در شکل 1 یک سیگنال مولد متناوب ایجاد کنید. 1. این امکان را به شما می دهد تا با تامین ولتاژ تغذیه به ورودی DA1/4، شروع کار مدار را کنترل کنید.

اما در مواردی که لازم است از دو تایمر برای عملکرد دستگاه استفاده شود، استفاده از میکرو مداری که قبلاً آنها را در یک مورد دارد راحت تر است.

برنج. 1. یک مولد سیگنال متناوب ساخته شده بر روی دو تایمر.

گزینه هایی برای ژنراتورها در یک تایمر دوگانه

انواع ژنراتورهای ساخته شده بر روی یک تایمر دوگانه در شکل نشان داده شده است. 2 و 3. روشن کردن تایمر در حالت مولد پالس متقارن (شکل 5.4، ب) به شما امکان می دهد تعداد عناصر لازم را کاهش دهید. این مدارها جهانی هستند - امکان تنظیم فرکانس صدا و فاصله تکرار در محدوده وسیعی وجود دارد.

در شکل شکل 3 نموداری از یک ژنراتور را نشان می دهد که سیگنالی را برای برقراری تماس تلفنی در فواصل زمانی 10 ثانیه تولید می کند. برای این منظور از ترانسفورماتور افزایش دهنده ولتاژ فرکانس پایین 12 تا 70 ... 100 ولت استفاده شد.

برنج. 2. مدارهای مولد سیگنال تن متناوب: a - گزینه 1.6 - گزینه 2.

برنج. 3. مدار مولد سیگنال متناوب برای عملیات تماس تلفنی.

مولد سیگنال صوتی متناوب

ساده ترین مولد سیگنال صوتی متناوب را می توان در یک تایمر واحد انجام داد، اگر از هر LED چشمک زن استفاده کنید. به عنوان مثال، LED های L-36B، L-56B، L-456B و برخی دیگر از قبل دارای یک شکن در داخل هستند (آنها در رنگ های درخشان مختلف موجود هستند).

چراغ LED باید همانطور که در شکل نشان داده شده است روشن شود. 4. در این مورد، فرکانس ترکیدن متناوب کاملاً به پارامترهای LED مورد استفاده بستگی دارد.

به طور معمول دوره چشمک زدن آنها در بازه 0.5...1 ثانیه است. این برای دستگاه های هشدار کاملاً کافی است. فرکانس پر کردن بسته ها (با سیگنال صوتی) به مقادیر عناصر C1-R1 بستگی دارد.

ژنراتورهای فرکانس پایین (LFO) برای تولید نوسانات تناوبی جریان الکتریکی در محدوده فرکانس از کسری از هرتز تا ده‌ها کیلوهرتز استفاده می‌شوند. چنین ژنراتورهایی، به عنوان یک قاعده، تقویت‌کننده‌هایی هستند که با بازخورد مثبت (شکل 11.7، 11.8) از طریق زنجیره‌های تغییر فاز پوشش داده می‌شوند. برای اجرای این اتصال و تحریک ژنراتور، شرایط زیر ضروری است: سیگنال خروجی تقویت کننده باید با تغییر فاز 360 درجه (یا مضربی از آن، یعنی 0، 720، به ورودی برسد. 1080 و غیره درجه)، و تقویت کننده باید مقداری حاشیه بهره داشته باشد، KycMIN. از آنجایی که شرط تغییر فاز بهینه برای تولید فقط در یک فرکانس برآورده می شود، در این فرکانس است که تقویت کننده بازخورد مثبت برانگیخته می شود.

برای جابجایی سیگنال در فاز، از مدارهای RC و LC استفاده می شود، علاوه بر این، خود تقویت کننده یک تغییر فاز را به سیگنال وارد می کند. برای به دست آوردن بازخورد مثبت در ژنراتورها (شکل 11.1، 11.7، 11.9)، یک پل RC دوتایی شکل استفاده می شود. در ژنراتورها (شکل 11.2، 11.8، 11.10) - پل وین. در ژنراتورها (شکل 11.3 - 11.6، 11.11 - 11.15) - مدارهای RC تغییر فاز. در ژنراتورهای دارای مدارهای RC، تعداد پیوندها می تواند بسیار زیاد باشد. در عمل، برای ساده کردن طرح، تعداد از دو یا سه تجاوز نمی کند.

فرمول های محاسباتی و روابط برای تعیین ویژگی های اصلی ژنراتورهای سیگنال سینوسی RC در جدول 11.1 آورده شده است. برای ساده‌سازی محاسبات و ساده‌سازی انتخاب قطعات، از عناصری با رتبه‌بندی یکسان استفاده شد. برای محاسبه فرکانس تولید (بر حسب هرتز)، مقادیر مقاومت بیان شده بر حسب اهم و ظرفیت ها - بر حسب فاراد در فرمول ها جایگزین می شوند. به عنوان مثال، بیایید فرکانس تولید یک نوسان ساز RC را با استفاده از یک مدار بازخورد مثبت RC سه پیوندی تعیین کنیم (شکل 11.5). در R=8.2 کیلو اهم؛ C = 5100 pF (5.1x1SG9 F)، فرکانس کاری ژنراتور برابر با 9326 هرتز خواهد بود.

جدول 11.1

برای اینکه نسبت عناصر مقاومتی-خازنی ژنراتورها با مقادیر محاسبه شده مطابقت داشته باشد، بسیار مطلوب است که مدارهای ورودی و خروجی تقویت کننده که توسط یک حلقه فیدبک مثبت پوشانده شده اند، این عناصر را شنت نکنند و نکنند. ارزش آنها را تحت تاثیر قرار دهد. در این راستا برای ساخت مدارهای ژنراتور توصیه می شود از مراحل تقویتی که دارای مقاومت ورودی بالا و خروجی کم هستند استفاده شود.

در شکل 11.7، 11.9 مدارهای "تئوری" و عملی ساده ژنراتورها را با استفاده از یک پل T دوگانه در مدار بازخورد مثبت نشان می دهد.

ژنراتورهای دارای پل وین در شکل 1 نشان داده شده است. 11.8، 11.10 [R 1/88-34]. یک تقویت کننده دو مرحله ای به عنوان ULF استفاده شد. دامنه سیگنال خروجی را می توان با استفاده از پتانسیومتر R6 تنظیم کرد. اگر می خواهید یک ژنراتور با پل Wien با فرکانس تنظیم کنید، یک پتانسیومتر دوگانه به صورت سری با مقاومت های R1، R2 روشن می شود (شکل 11.2، 11.8). فرکانس چنین ژنراتوری را نیز می توان با جایگزین کردن خازن های C1 و C2 (شکل 11.2، 11.8) با یک خازن متغیر دوگانه کنترل کرد. از آنجایی که حداکثر ظرفیت چنین خازنی به ندرت از 500 pF تجاوز می کند، می توان فرکانس تولید را فقط در ناحیه فرکانس های به اندازه کافی بالا (ده ها، صدها کیلوهرتز) تنظیم کرد. پایداری فرکانس تولید در این محدوده کم است.

در عمل، از مجموعه خازن‌ها یا مقاومت‌های قابل تغییر اغلب برای تغییر فرکانس تولید چنین دستگاه‌هایی استفاده می‌شود و ترانزیستورهای اثر میدانی در مدارهای ورودی استفاده می‌شوند. در تمام مدارهای داده شده هیچ عنصری برای تثبیت ولتاژ خروجی (برای سادگی) وجود ندارد، اگرچه برای ژنراتورهایی که در فرکانس یکسان یا در محدوده تنظیم باریک کار می کنند، استفاده از آنها ضروری نیست.

مدارهای مولد سیگنال سینوسی با استفاده از زنجیره های RC با تغییر فاز سه پیوندی (شکل 11.3)

در شکل نشان داده شده است. 11.11، 11.12. ژنراتور (شکل 11.11) در فرکانس 400 هرتز کار می کند [P 4/80-43]. هر یک از عناصر یک زنجیره RC با تغییر فاز سه لینک، یک تغییر فاز 60 درجه را معرفی می کند، با یک زنجیره چهار لینک - 45 درجه. یک تقویت کننده تک مرحله ای (شکل 11.12) که بر اساس مداری با یک امیتر مشترک ساخته شده است، یک تغییر فاز 180 درجه ای لازم برای تولید را ایجاد می کند. توجه داشته باشید که ژنراتور با توجه به مدار در شکل. 11.12 هنگام استفاده از ترانزیستور با نسبت انتقال جریان بالا (معمولاً بیش از 45 ... 60) عملیاتی است. اگر ولتاژ تغذیه به میزان قابل توجهی کاهش یابد و عناصر تنظیم حالت DC ترانزیستور به طور بهینه انتخاب نشوند، تولید خراب می شود.

ژنراتورهای صدا (شکل 11.13 - 11.15) از نظر ساخت به ژنراتورهایی با مدارهای RC تغییر فاز دهنده نزدیک هستند [Рл 10/96-27]. با این حال، به دلیل استفاده از اندوکتانس (کپسول تلفن TK-67 یا TM-2V) به جای یکی از عناصر مقاومتی زنجیره تغییر فاز، با تعداد عناصر کمتر و در محدوده وسیع تری از تغییرات ولتاژ تغذیه کار می کنند. .

بنابراین، مولد صدا (شکل 11.13) زمانی که ولتاژ تغذیه در 1 ... 15 ولت (مصرف جریان 2 ... 60 میلی آمپر) تغییر می کند، عملیاتی می شود. در این حالت فرکانس تولید از 1 کیلوهرتز (ipit = 1.5 ولت) به 1.3 کیلوهرتز در 15 ولت تغییر می کند.

یک نشانگر صدای کنترل شده خارجی (شکل 11.14) نیز در 1) منبع تغذیه = 1...15 ولت کار می کند. ژنراتور با اعمال سطوح منطقی یک/صفر در ورودی آن روشن/خاموش می شود که باید در محدوده 1...15 ولت نیز باشد.

مولد صدا را می توان بر اساس طرح متفاوتی ساخت (شکل 11.15). فرکانس تولید آن از 740 هرتز (جریان مصرفی 1.2 میلی آمپر، ولتاژ تغذیه 1.5 ولت) تا 3.3 کیلوهرتز (6.2 میلی آمپر و 15 ولت) متغیر است. فرکانس تولید زمانی پایدارتر است که ولتاژ منبع تغذیه در 3 ... 11 ولت تغییر کند - 1.7 ± 1.7 کیلوهرتز است. در واقع این ژنراتور دیگر روی RC ساخته نمی شود، بلکه روی المان های LC ساخته می شود و از سیم پیچی کپسول تلفن به عنوان اندوکتانس استفاده می شود.

ژنراتور نوسان سینوسی فرکانس پایین (شکل 11.16) مطابق با مشخصه مدار "خازنی سه نقطه" ژنراتورهای LC مونتاژ شده است. با این تفاوت که از سیم پیچ کپسول تلفن به عنوان اندوکتانس استفاده می شود و فرکانس تشدید به دلیل انتخاب عناصر خازنی مدار در محدوده ارتعاشات صوتی است.

یکی دیگر از نوسانگرهای فرکانس پایین LC، ساخته شده با استفاده از مدار کاسکد، در شکل نشان داده شده است. 11.17 [R 1/88-51]. به عنوان اندوکتانس، می توانید از سرهای جهانی یا پاک کننده از ضبط صوت، سیم پیچی چوک ها یا ترانسفورماتورها استفاده کنید.

ژنراتور RC (شکل 11.18) بر روی ترانزیستورهای اثر میدانی اجرا می شود [Рл 10/96-27]. مدار مشابهی معمولاً هنگام ساخت نوسانگرهای LC بسیار پایدار استفاده می شود. تولید در حال حاضر در ولتاژ تغذیه بیش از 1 ولت رخ می دهد. هنگامی که ولتاژ از 2 به 10 6 تغییر می کند، فرکانس تولید از 1.1 کیلوهرتز به 660 هرتز کاهش می یابد و مصرف جریان بر این اساس از 4 به 11 میلی آمپر افزایش می یابد. پالس هایی با فرکانس چند هرتز تا 70 کیلوهرتز و بالاتر را می توان با تغییر ظرفیت خازن C1 (از 150 pF به 10 μF) و مقاومت مقاومت R2 به دست آورد.

ژنراتورهای صوتی ارائه شده در بالا می توانند به عنوان نشانگر وضعیت اقتصادی (روشن/خاموش) اجزا و بلوک های تجهیزات الکترونیکی، به ویژه دیودهای ساطع کننده نور، برای جایگزینی یا تکرار نشانگرهای نور، برای علائم اضطراری و هشدار و غیره استفاده شوند.

ادبیات: شوستوف M.A. طراحی مدار عملی (کتاب 1)، 2003