Bygg denna 5Hz till 400KHz LED Sweep Signal Generator från kit: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Bygg denna enkla svepsignalgenerator från lättillgängliga kit.

Om du hade tittat på mina sista instruerbara (Make Professional Looking Front Panels), hade jag kanske gillat det jag arbetade med då, som var en signalgenerator. Jag ville ha en signalgenerator där jag kunde svepa igenom frekvenser relativt enkelt (inte bara ställa in och glömma). Eftersom jag inte kunde hitta något billigt bestämde jag mig för att sätta ihop en själv och använda kit som grund.

Hjärtat i projektet är ett signalgeneratorsats som är lätt att få av på Ebay, Amazon etc. Det är lätt att bygga och anpassningsbart. Det finns fyra frekvensområden (5-50Hz, 50-500Hz, 500Hz-20Khz och 20KHz-400KHz), tre typer av utgångar (Square, Triangle och Sine).

Räknaren är ett annat kit och räknas från 1Hz-75MHz med automatisk intervall och 4 eller 5-siffrig upplösning.

Ett par anteckningar:

1. Jag konstruerade inte dessa kit, byggde dem bara som en del av projektet. De är lätt tillgängliga via de flesta nätbutiker (Ebay etc). Med detta sagt, om du har problem med delar, byggnad etc. är det ingen idé att kontakta mig om det. Kontakta säljaren du köpte den av. Jag är glad att försöka svara på frågor om hur jag har använt dem i just detta bygge.

2. Frekvensräknarsatsen, medan den säger att den kommer att räkna från 1Hz till 75MHz, jag hittade inte att fallet. Ju långsammare frekvensen blev, desto långsammare och större felmarginal. Om någon känner till ett bättre diskkit så hör jag gärna om det. Som det var var det här det bästa jag kunde komma på som läser lägre frekvensvärden (Sub KHz)

Tillbehör

ICL8038 5Hz - 400KHz Frequency Generator kit (Off ebay) ca $ 12-13

1Hz-75KHz Frequency Counter Kit (Off ebay) ca $ 12-13

LED -strömbrytare (du kan använda vilken du vill)

4 Gang Push -omkopplare (brukar komma som DPDT - det kan vara svårt att spåra). Du kan använda en vridomkopplare om du inte hittar en.

1 DPDT -tryckknapp (jag hade singlar av matchande gängomkopplare)

4 krukor (2@5KB, 1@50KB) (jag använde en 50KB multi-turn precisionspott för frekvensjusteringen)

3 BNC -panelmonterade kontakter

DC -panelmonterad kontakt

1x Stor ratt (passar 50 mm kruka)

Kontaktdon för hane/hona för kretskort (olika storlekar)

Rätvinklig hane PCB -avstängningskontakt

Mässingsavstånd (olika storlekar)

Instrumentfodral (dyraste delen av projektet)! cirka 25 dollar

Bläckstrålevitt och klart papper

Frivillig:

1 x 5,5 mm DC -kontakt (signalgeneratorkort)

1 x 4 mm DC -kontakt (mätarkort)

Eftersom jag redan har många av de här grejerna, kostnaden var cirka $ 50 (2 kit plus ett fodral), men kan vara högre om du inte har kontakter, stand -offs, knoppar, switchar etc.

Steg 1: Hur det hela går ihop

I grund och botten är det bara ett signalgeneratorsats med en frekvensräknare ansluten till utgången. Jag har dock lagt till några praktiska växlingskombinationer.

Det finns 3 BNC -kontakter:

En för huvudutgången (som alltid är i krets om du inte ställer in måttomkopplaren till extern), en BNC för int/ext -mätning med antingen den interna mätaren för en extern källa och en BNC på den bakre panelen som är ansluten till ovanstående (Så du kan ansluta antingen via front- eller bakpanelen).

Int/ext -omkopplaren används för att växla en signal till den interna mätaren. Om det är i det interna läget (in) går signalen från generatorn till mätaren och alla BNC -kontakter. Med denna konfiguration kan du ansluta valfritt externt mätutrustning (frekvensräknare, oscilloskop parallellt med huvudsignalen ut). Om omkopplaren är i läget ext (ut) kopplar den från huvudutgången och både int/ext & bakpanelen BNC är anslutna till den interna mätaren. Så du kan mata in en extern signal och använda den interna mätaren för att mäta den.

Signaltypsbrytaren är en vridomkopplare som i princip växlar mellan Tri/Sine i de två första lägena. Den motsatta omkopplaren ansluter tri/sinus -signalen till utgången. I position tre används inte S1a och växlar endast mellan squ & tri/sinus -utgångarna till huvudutgången.

Steg 2: Alla diskmaskiner är inte desamma

Innan du går ut och spenderar pengar på ett av dessa frekvensräknarsatser är de inte lika. Viktigt vad du vill ha är ett kit som mäter lägre frekvenser. Många av de färdiga modulerna mäter bara 1 MHz och högre. Det finns också några kit där ute som liknar varandra, men koden för huvudchipet stämmer inte från den ursprungliga designen. Det är därför jag har valt just detta kit eftersom det är det enda som till och med liknade att fungera korrekt.

Från säljarens webbplats är specifikationerna följande:

• 1Hz-75MHz
• Fyra eller femsiffrig upplösning beroende på vilken frekvens som mäts (dvs. x. KHz, x.xxx MHz, xx.xx MHz)
• Upplösning 1Hz (max)
• Ingångskänslighet <20mV @1Hz-100KHz, 35mV @20MHz, 75mV @50MHz
• Ingångsspänning 7-9V (fungerar på 12V inga bekymmer)

Bygg räknarsatsen enligt säljarens anvisningar med följande ändringar:

• Använd PCB -kontaktens distans för enklare anslutning och anslut senare
• På/av -omkopplaren är valfri och du kan bara länka den om du vill eller installera den (du har strömbrytaren där så varför inte)!
• Montera det röda variabla locket på undersidan av brädet (på bilden är det monterat enligt den rekommenderade konstruktionen, men jag har vänt kortet om). Jag ändrade position och det ser du på senare foton.
• Använd en rätvinklig inline -kontakt istället för den raka som medföljer vid sidan montera LED -skärmen. På så sätt kan det sticka ut i fodralet och inte överallt i dina bottenkontroller!
• C14 används tydligen inte (jag tror att det beror på vilket intervall av variabelt lock som levereras och för att ställa in mätarnas noggrannhet). Personligen tror jag inte att det spelar någon roll eftersom det variabla locket inte lägger till mycket kalibrering även genom att lägga till en liten mängd extra kapacitans vid C14.
• Det variabla locket som medföljde (röd 5-20pf) var skräp och behövde bytas ut. Det slutade med att jag köpte en blandning av olika lock (50 eller så) med olika värden, eftersom de flesta med kit verkar vara skräp.
• R14 levereras som ett 56K -motstånd. Detta kan förändras beroende på olika satser av C3355. Av denna anledning monterade jag ett par stift från ett IC -uttag så att motståndet enkelt kan bytas om det behövs.

När du har byggt det, kontrollera funktionen mot en känd signalgeneratorkälla.

Anmärkningar:

Medan dokumentationen säger att detta kit kommer att mäta 1Hz till 75MHz, mäter jag i realiteten (som de flesta kit) det bättre vid högre frekvenser. Detta är anledningen till att jag har lagt till externa BNC -uttag för att ansluta mer exakt utrustning. Det tenderar också att visa olika resultat beroende på om signalen är sinus/triangel eller kvadrat. Ju långsammare signal, desto långsammare mätningstid. Den får den i bollparken för det mesta från cirka 500Hz och framåt. Återigen, om någon vet om bättre kit, vänligen meddela mig.

Steg 3: Bygg Signalgeneratorn

Från säljarens information är specifikationen följande

• 5Hz - 400KHz arbetsområde
• Driftscykel 2% - 95%
• DC -förspänning justera -7,5V till 7,5V
• Output Amplitude 0.1V till 11V PP @12V
• Förvrängning 1%
• Temperaturdrift 50ppm/Deg C
• Spänning +12-15V

Återigen, bygg kitet enligt säljarens instruktion med ändringar av följande

• Använd PCB -avstånd för enklare anslutningar senare. Detta är för alla krukor (R1, 4, 6, 5), JP1 (Tri/Sine select), JP2 (Freq range select) och JP3 (main out)
• När du är klar kan du tillfälligt ansluta krukor och hoppare för att kontrollera om kortet fungerar som förväntat genom att ansluta det till ett oscilloskop.

Steg 4: Designa frontpanelen

Jag kommer inte att gå igenom hela processen, bara vad jag gjorde annorlunda än mina andra instruerbara om "Making Professional Looking Front Panels". Jag har också inkluderat designfilen på frontpanelen Express så att du kan skriva ut samma om du vill.

Börja i grund och botten med att spåra din frontpanel och göra en mock på hur du vill att den ska se ut. Jag har inkluderat pennversionen jag började med. Lägg till dimensioner där du kan eftersom det kommer att göra det mycket lättare när det är dags att mata in det på frontpanelen express. Mot slutet av denna instruktionsbok kan jag lägga till några iterationer av projektet om jag har foton.

Din frontpanels mått bestäms av projektlådan du använder. Jag fick just den här från Jaycar (det är den större instrumentlådan). Jag började med den mindre jag normalt använder, men hade problem med att montera allt jag ville ha på frontpanelen (med omkopplare, LED -räknare, kontroller etc). Så gick med den större lådan.

Använd programvaran för att designa frontpanelen. Skriv sedan ut två versioner: en svartvit version på vanligt papper för borrning (med hålcentraler) och en sista färgversion på ett vitt etikettark.

När du har din borrmall klistrar du fast den på panelen, markerar dina hål och borrar hålen och utskärningarna. När allt är klart tar du bort mallen och rengör ytan noggrant med ett fett- och vaxborttagningsmedel eller sprit. Använd en kladdduk för att ta bort eventuella fina dammpartiklar innan du fortsätter att sätta på panelens etikett.

För den här konstruktionen använde jag bara bläckstrålepapper. Om du tittar noga kan du se lite bakom papperet. I det här fallet föreslår jag att du antingen köper icke genomskinligt etikettlager eller använder en halv av det oanvända arket först och lägger sedan det tryckta panelarket över det. För att avsluta, lägg ett ark med klar bläckstrålefilm för att skydda det hela. Du kan lämna lite överhäng, klippa hörnen vid 45 grader och linda det runt panelens baksida också.

För att avsluta, skär ut alla hål med en vass hantverkskniv.

Steg 5: Börja montera och montera hårdvara

Skruva fast alla grytor, BNC -kontakter, vrid- och strömbrytare på frontpanelen.

Montera LED -räknarkortet. Jag har klippt ut en liten bit transparent transparent rödspets mellan frontpanelen och LED -kortet. Det hålls bara på plats genom att något lossa avstånden mellan brädet och frontpanelen.

Sätt på frontpanelen, markera och borra monteringshålen för gängomkopplaren och enstaka omkopplare. Jag hade redan förutbestämt den höjd jag ville ha med avstånd för gängväxlarna när jag designade frontpanelen.

Montera också signalgeneratorkortet på plats. Jag monterade den på ena sidan så jag skulle ha enkel åtkomst för kalibrering om det behövs.

Borra och montera även de bakre panelens DC- och BNC -kontakter.

Steg 6: Anslut allt

Gör upp kablarna för krukorna, strömbrytarna etc från brädorna med antingen anslutningstråd eller bandkabel. Montera till honkontaktändarna för att ansluta till huvudkorten. Jag har funnit att det är bäst att vika över fliken med nåltång och lägga lite löd på dem för att hålla trådarna fallande. Tryck sedan in dem i de svarta kontakterna.

Börja med att löda upp krukorna.

Även om de bara är korta körningar är det fortfarande bra att använda skärmad kabel för utgångskontakter. Anslut den roterande signalväljaren. Anslut nu de ut BNC -kontakterna till int/ext -omkopplaren och kortanslutningskablarna.

När det är klart, koppla upp gängströmställaren.

Anslut strömbrytaren och strömkabeln till huvudkorten. Använd små spadekontakter för att ansluta till omkopplaren. Jag har precis anslutit ledningarna till huvudkortets uttag eftersom DC -kontakterna inte hade kommit i skrivande stund (därför har inget kabelbundits ännu på bilderna). Jag ska eftermontera dem när de kommer

Avsluta med att sätta alla vred på frontpanelen.

Steg 7: Slå på den

Eftersom du borde ha kontrollerat varje enskilt bräda innan hand, borde allt fungera som det ska.

Kontrollera att den främre LED -mätaren mäter något (det är åtminstone ett gott tecken). Välj ett frekvensområde och se till att mätningen ändras. Du kan också kontrollera dina int/ext -omkopplare/ingångar genom att ansluta en extern signalgenerator och se om den mäter externa signaler.

Slutligen koppla den till ett oscilloskop och se till att du får rätt signaltyper och att alla kontroller beter sig som de ska. Det fina med kabeldragning med kontakter är att om det fungerar i omvänd riktning, vänd helt enkelt på kabelkontakten!

Det finns en kalibreringsprocedur för signalgeneratorkortet som bör inkluderas när du köper satsen. Du behöver ett oscilloskop för att göra detta, men detta är ett utdrag från instruktioner (eller där om):

Anslut ett oscilloskop till den fyrkantiga utgången. Justera DUTY -reglaget till 50%och växla sedan till sinus. Justera R2 & 3 till sinusvågen för att minimera distorsion. När R2 & 3 väl är inställda borde de inte behöva justeras igen. Om du vill mata ut en sågtandvåg väljer du Tri. Justera DUTY-kontrollen och konvertera triangeln till sågtand.

Förhoppningsvis fungerar allt för dig.

Sammantaget tycker jag att projektet blev väldigt bra. Även om du förmodligen kunde köpa något mer exakt för betydligt mer pengar, var det definitivt ett roligt bygge (även om det har suttit på bänken ett tag)!

Steg 8: Initial Build och när saker inte går Hur du planerar det (Blooper Reel)?

Ibland går byggnader inte rätt först och slutar bli bättre för det. Detta projekt var ett av dem.

Det första fotot försöker haka på alla kontroller på framsidan av en mindre låda (jag har massor av dessa lådor eftersom de är billiga och passar i allmänhet de flesta testutrustningsprojekt ganska bra). Jag försökte på vilket sätt som helst och tog mig tid att bestämma det. I slutändan var det för svårt och förvirrande med vippomkopplare och ville ha en stor vred för frekvenskontroll på framsidan. Plus att bokstäverna börjar bli gamla och inte klibbar bra nuförtiden. Det var då jag snubblade på frontpanelprogramvara som jag förmodligen kommer att använda för andra projekt framöver.

Även vid första försöket fick jag reda på att mina nya större borrkronor är alldeles för grymma. Det slutade med att jag sprack i kanten när jag borrade ett av BNC -hålen när det tog tag. Från och med då använde jag bara upp till en 8 mm bit och använde en reamer för att få de sista större hålstorlekarna.

Det andra fotot hade jag nästan rätt, tills jag började montera och insåg att det skulle vara bättre att byta alla signaltyper istället för att ha två separata utgångar. Sedan kunde jag montera en på baksidan för en dold kontakt. Det trasslade också på fronten lite tror jag. Eftersom jag inte behövde ett av frontpanelhålen nu, var det ingen svett att ta bort ett av hålen med hjälp av frontpanelens programvara. Det täcker lätt upp alla misstag (designändring)!