Was ist der einfachste / billigste Sinusoszillator mit variabler Frequenz?

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Eine Google-Suche liefert Ihnen ein paar Milliarden Ideen. Welches ist das einfachste / einfachste / billigste, das Sie kennen?

Das Erzeugen einer Rechteckwelle und das anschließende Herausfiltern der Harmonischen ist keine gute Lösung, es sei denn, die Filterfrequenz kann zusammen mit dem Rechteck variiert werden.

oscillator Endolith
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Welche Frequenz?
Leon Heller
Audiofrequenzen, denke ich
Endolith
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am einfachsten und billigsten sind in der Regel opposint Parameter;)
vicatcu

Antworten:

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Die Herstellung eines numerisch gesteuerten Oszillators (NCO) mit uC + DAC ist sehr einfach. Könnte ein lustiges FPGA-Projekt sein. Ein Vorteil eines NCO besteht darin, dass Sie die Wellenformen ändern.

Ich habe eine Arduino-Skizze für einen niederfrequenten numerisch gesteuerten Oszillator erstellt (siehe http://wiblocks.com/docs/app-notes/nb1a-nco.html ). Am Ende der Webseite befinden sich einige Verweise auf die Originalartikel.

jluciani
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Die digitale Erzeugung von Signalen birgt einige Gefahren. Daher müssen Sie die Firmware so gestalten, dass sie verzerrungsarme Signale erzeugt. Dies gilt jedoch auch für analoge Schaltungen. Das ist relativ gesehen billig, einfach und leicht. :)
Endolith
Am Ende der Seite befinden sich Verweise auf die in den Computer Music Journals veröffentlichten Originalartikel. Diese diskutieren die Kompromisse in S / N.
Jluciani
Meine 'fortgeschrittene' UP-Klasse am College hatte dies als Übung in ASM auf dem 8051. Das Projekt hieß Wellenformgenerator und wir mussten eine Rampe, einen Sägezahn und eine Sinuswelle machen. Ich empfehle es als
Lernübung,
Verwenden Sie Dithering, um die Verzerrung gering zu halten, und verwenden Sie bandbegrenzte Synthesemethoden, um Aliasing zu vermeiden, wenn Sie nur Sinuswellen erzeugen. Es ist nicht trivial, Signale von guter Qualität zu erzeugen.
Endolith
Die Verbindung scheint unterbrochen zu sein ( wiblocks.luciani.org: 4003). Können Sie hier den wesentlichen Teil angeben (z. B. einen Schaltplan und die Prinzipien, auf denen er basiert)?
Peter Mortensen
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Wiener brücke mit einem topf zum variieren der frequenz. Ich wette, Sie könnten eine für weniger als einen US-Dollar bauen.

pingswept
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Sie sollten klarstellen, dass Sie dazu ein Potentiometer mit zwei Elementen benötigen, und ich bin nicht sicher, ob Sie diese für viel weniger als 1 US-Dollar finden können. Die Schaltung erfordert, dass R = R1 = R2 (und C = C1 = C2). Außerdem muss die Verstärkung geregelt werden, damit die Oszillation fortgesetzt wird. Weitere Informationen finden Sie auf dieser Seite: ecircuitcenter.com/circuits/opwien/opwien.htm
Kevin Vermeer
Ein guter Punkt, Nivek. Ich könnte einen Dual-Digital-Pot wie den Maxim MAX5496 oder den Analog Devices AD5235 vorschlagen, aber das erhöht definitiv die Kosten um zwei oder drei Dollar. Ich vermute, dass es auch eine Möglichkeit gibt, einen aktuellen Spiegel aus einigen BJTs zu verwenden, damit ein Topf doppelte Aufgabe erfüllt, aber ich überlasse diesen Versuch jemandem, der wirklich weiß, was er mit analogen Sachen macht.
Pingswept
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Sie haben die Frequenz (100Hz oder 100MHz?) Nicht angegeben oder wie stark die Frequenz variiert werden musste (0,01% oder 1000%?) Oder ob die Frequenz durch eine Spannung oder einen physikalischen Knopf variiert werden musste. Die Reinheit der Sinuswelle und die Stabilität spielen ebenfalls eine Rolle.

Ein Ein-Transistor-FET-Hartley-Oszillator ist kaum zu übertreffen.

Steve
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Sie können auch PWM- oder andere DAC-Werte aus einer Tabelle entnehmen, um Sinuswellen zu erzeugen. Dann sollte die Filterung einfacher sein. Eine sehr billige MCU könnte es wahrscheinlich bis zu fairen Frequenzen schaffen.

Ich könnte im Prinzip ein paar RC + Opamp-Designs unterstützen. Ob die Leistung und Einstellbarkeit zu Ihnen passt, hängt von der Anwendung ab.

Es gibt auch einige Funktionsgenerator-ICs, die vom klassischen 8038 bis zu verschiedenen komplexen DDS-Dingen reichen. Sie könnten jedoch nicht so billig sein.

Ich denke, es gibt auch die Möglichkeit, einen erschwinglichen Labor-Signal- / Funktionsgenerator aus zweiter Hand zu finden. Es mag eine lange Suche nach einem billigen sein, aber es ist alles relativ. Oder Sie nehmen einen Reservegenerator und drehen die Welle mit variabler Drehzahl. Verstärkung für Leistung / Impedanz / Spannung :)

XTL
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exar.com/Common/Content/ProductDetails.aspx?ID=XR2206 ist nur ein paar Dollar: futureelectronics.com/de/technologies/production-products/… "Der XR-2206 ist ein integrierter Schaltkreis mit monolithischem Funktionsgenerator, der in der Lage ist, hoch zu produzieren hochwertige Sinus-, Rechteck-, Dreieck-, Rampen- und Impulswellenformen mit hoher Stabilität und Genauigkeit. Die Ausgangswellenformen können durch eine externe Spannung sowohl amplituden- als auch frequenzmoduliert werden. "
Endolith
Oh, ich habe den XR komplett vergessen. Eigentlich wollte ich mal sehen, ob ich vor einiger Zeit ein Paar zum Ausprobieren finden könnte.
XTL
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Alter Thread, aber zu Ihrer Information : XR-2206 ist veraltet: siehe ( electronics.stackexchange.com/questions/12422/… ) für Details
Adam Lawrence
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Sie können es trotzdem mit einer Rechteckwelle tun und die Harmonischen herausfiltern. Es gibt eine Reihe von Filtern höherer Ordnung, die einfach mit einem Mikrocontroller gesteuert werden können. Diese ermöglicht es dem Benutzer, die Eckfrequenz mit einer externen Uhr (zweite Rechteckwelle vom Mikro) zu steuern. Aufgrund des großen Verhältnisses von Eckfrequenz zu Taktfrequenz können Sie mit einem einfachen Software-Zähler sogar auf die Verwendung eines weiteren Timers / Interrupts verzichten ...


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Wenn Sie einen Mikrocontroller verwenden, wäre die PWM-Ausgabe meiner Meinung nach einfacher. Dann brauchen Sie nur noch einen einfachen Festfrequenzfilter.
Endolith
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Wenn Sie den direkten digitalen Syntheseweg mit diskreten Chips, Kondensatoren usw. beschreiten möchten, ist das Ergebnis nicht annähernd so kompakt wie das, was mit einer CPLD oder einem Mikro gemacht werden könnte, aber es wäre ziemlich vernünftig, zumal eine beträchtliche Menge von Die Schaltung könnte auf die fünf Signalausgänge aufgeteilt werden.

Globale Signalerzeugungsanforderung:

  • Eingangstaktquelle
  • 12-Bit-Zähler (74HC4040)
  • 14 Wechselrichter (3 von 74HC14, wobei 4 Tore offen bleiben)
  • 13 Kleinsignalkondensatoren
  • 13 Widerstände

Leistungsanforderung:

  • NAND-Gatter mit 13 Eingängen (74HC133)
  • 12-Bit-Zähler (MC14521 oder CD4521)
  • Viele Jumper zum Einstellen der Frequenz

Weitere Details folgen. Bei einem Eingang von 4.096.000 Hz sollte die Schaltung in der Lage sein, Rechteckwellenausgänge von 2 kHz bis 512 kHz in Vielfachen von 0,5 Hz für Signale bis 2 kHz, 1 Hz für Signale bis 4 kHz usw. zu erzeugen Rechteckwelle erzeugt so eine Sinuswelle.

Hier ist ein Schaltplan, der das Konzept zeigt:

(HIER)

Diese Schaltung enthält einen konfigurierbaren Frequenzgenerator (5 Schalter wählen Eingangsfrequenzen von 1/16 des Eingangs bis 31/16 des Eingangs). Ich habe auch einen groben Quadrat-zu-Sinus-Umsetzer verwendet. Beachten Sie, dass diese im Gegensatz zu den meisten Filtertechniken über den Frequenzbereich eine einigermaßen konsistente Amplitude beibehält. Die Welle ist ziemlich rau, da die obige Schaltung nur 4-Bit-Zähler verwendet. Die MOSFETs würden in der Praxis durch 4066 Pass-Gates (4 pro Chip) ersetzt.

Superkatze
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Dreieckoszillator mit einem Dreieck-Sinus-Wandler .

Thomas O.
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Werden Sie von Ihrem ISP pro Charakter belastet? Ich Kind, aber Sie könnten diese Antwort wahrscheinlich ein bisschen weiter entwickeln ...
Kevin Vermeer
@Reemrevnivek, ich musste mich beeilen, um aufs College zu gehen, und hatte 2 Minuten Zeit, um diese Antwort einzutippen ... 1,5 Minuten davon fanden den Link zu dem, was ich wollte.
Thomas O
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@ ThomasO: Sie können Antworten jederzeit bearbeiten, um weitere Informationen hinzuzufügen ...
Endolith