Kostengünstiger Wellenformgenerator (0 - 20 MHz) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

ABSTRATH Dieses Projekt entstand aus der Notwendigkeit, einen Wave-Generator mit einer Bandbreite über 10 Mhz und einer harmonischen Verzerrung unter 1% zu bekommen, und das alles zu einem niedrigen Selbstkostenpreis. Dieses Dokument beschreibt ein Design eines Wellengenerators mit einer Bandbreite über 10 MHz, der erzeugt: Sinus-, Dreieck-, Sägezahn- oder Rechteck-(Impuls-)Wellenformen mit einer harmonischen Verzerrung unter 1%, Tastverhältnisanpassung, Frequenzmodulation, TTL-Ausgang und Offset Stromspannung. Es wird auch der Aufbau eines Frequenzzählers vorgestellt.

Schritt 1: Teileliste

Dies ist die Hauptteileliste. Der Hauptteil, MAX 038, ist ein Auslaufteil, kann aber noch gekauft werden. Es ist ein ungefähres Budget beigefügt.

Schritt 2: PCB hergestellt

Bereiten Sie die Platine für den Siebdruck vor. Es ist eine doppelseitige Leiterplatte. Das gewählte Verfahren ist ein chemisches, daher müssen wir als erstes das Layout mit einer Lasermaschine serigrafieren und nach dem chemischen Verfahren. Zuerst beginnen wir mit den Layouts im JPG-Format, da es sich um eine doppelseitige Leiterplatte handelt, müssen wir die Leiterplatte umdrehen, um die Serigraphie von beiden Seiten zu erstellen, da wir eine Lasermaschine verwenden werden. Aus diesem Grund muss die Platine genau die gleiche Größe wie das Layout oder mindestens eine der Größen haben (je nach Drehrichtung der Platine). Nach dem Zuschneiden der Platine mit den genauen Maßen (es ist auch möglich, das Layout an der Platine anzupassen) wird die Platine mit schwarzem Acryl-Sprühlack lackiert. (es muss mindestens einen Tag vorher lackiert werden) Die Platine muss in der linken oberen Ecke platziert werden, (der 0, 0-Punkt der Maschine muss genau an dieser Stelle sein) denn wenn wir die Platine umdrehen, muss es sein genau an der gleichen Stelle, damit die Löcher übereinstimmen. Die Layoutabmessungen sind: 207,5 mm x 52 mm.

Schritt 3: PCB hergestellt (Serigraphie)

Serigraphie. Die Lasermaschine entfernt den Lack an den Stellen, an denen die Säure angreifen muss. Die Parameter der Lasermaschine für diesen Prozess sind: Geschwindigkeit 60. Leistung 30. Auflösungspunkte 1200, Stimmungsraster. Wir müssen den Vorgang zweimal auf beiden Seiten der Platine durchführen, um die Farbe richtig zu entfernen.

Schritt 4: PCB hergestellt (Lackspuren entfernen)

Lackspuren entfernen. Nach dem vorherigen Prozess sind noch Farbreste vorhanden und diese müssen vor dem Säureprozess entfernt werden, aber nach dem Herausnehmen der Platine aus der Lasermaschine müssen wir mindestens eine Stunde warten, um trocken zu werden. Dazu verwenden wir ein weiches Lösungsmittel wie Terpentin oder einen Ersatzstoff. Nachdem wir die Platine gereinigt haben, muss sie wie auf dem Bild aussehen

Schritt 5: PCB hergestellt (Säureangriff)

Säureangriff Für diesen Prozess benötigen wir die Säure und ein weiteres Produkt, um die Reaktion zu starten und den Prozess schneller durchzuführen. Das für diesen Vorgang notwendige Material kann in einem elektronischen Shop gekauft werden. Im Allgemeinen ist die verwendete Säure Salzsäure plus Wasser, die in Supermärkten wie ein Reinigungsmittel (Salzsäure) verkauft wird. Größer die Konzentration schneller wird der Prozess sein. Außer der Säure brauchen wir, wie gesagt, ein Beschleunigerprodukt. Das beste ist Natriumperborat, das in Elektronikgeschäften und Supermärkten als Produkt zum Aufhellen von Kleidung verkauft wird (zumindest in Spanien), ein anderes Produkt ist Sauerstoffwasser, das jedoch eine hohe Konzentration erfordert.

Schritt 6: PCB hergestellt (Restlack entfernen)

Restfarbe entfernen Nach dem Säureprozess entfernen wir den Rest der Farbe mit einem starken Lösungsmittel.

Schritt 7: Wellenformgenerator-Schema

Schritt 8: Zusammenbau des Wellenformgenerators. 1

Zuerst müssen wir die Platine bohren und wir beginnen mit dem Löten der Komponenten. Wir müssen darauf achten, dass es sich um eine doppelseitige Platine handelt, also Vias hat, um beide Seiten zu verbinden und die meisten Komponenten in dieser Schaltung von beiden Seiten gelötet werden. Dies können wir auf den Bildern sehen. Die Platzierung der Komponenten ist wie die Bilder zeigen. Die Widerstände von 100 K, der Chip 1 (Operationsverstärker), die dem Chip 1 zugeordneten Kondensatoren und das Potentiometer von 220 K bilden die Einstellung des Tastverhältnisses, die nur zur Neigung der Welle nützlich ist. Diese Schaltung kann eine gewisse Verzerrung erzeugen, da sie normalerweise über den Schalter SW3 (Typ Schalter ON-ON) auf Masse kommutiert wird. Wenn wir dies nicht verwenden, können wir es eliminieren, indem wir daran denken, es mit Masse zu verbinden.

Schritt 9: Zusammenbau des Wellenformgenerators. 2

Der Kondensator von 1uF ist nicht gepolt (siehe Schaltungserklärung 3.2.1). Der Anschluss der Bereichswahl ist mit einem Drehschalter verbunden, bei dem der Anschlussstift des am Widerstand 4K7 befestigten Anschlusses mit dem gemeinsamen Anschlussstift (A) des Schalters verbunden ist. Dieser Drehschalter ist auf vier Schalter eingestellt, wobei einer frei bleibt (Hochfrequenzauswahl, 27pF). Wie in der Schaltungserklärung kommentiert, kann die parasitäre Kapazität die Bandbreite begrenzen. In diesem Design gibt es parasitäre Kapazitäten aufgrund der Verwendung von Transistoren zur Kommutierung der Kondensatoren, so dass die maximale Frequenz 10 MHz erreicht wird eine Bandbreite über 20MHz bekommen. Der andere Anschluss dient zur Eingabe der Wellenformauswahl. Wir müssen den Drehschalter auf 3 schaltend stellen. Der 5V-Pin ist mit dem gemeinsamen Pin des Drehschalters (A) verbunden und A0 und A1 mit den Pins 1 und 2, wobei der Pin 3 frei bleibt. Der MAX038 ist eine nicht gelistete Komponente, aber es ist möglich, sie zu kaufen. Es wird nicht empfohlen, es in China zu kaufen, da es zwar billiger ist, aber nicht funktioniert.

Schritt 10: Zusammenbau des Wellenformgenerators. 3

Der BNC-Anschluss ist für den TTL-Ausgang. Die Brücken p1 und p2 ersetzen die 47 Ohm Widerstände, da der BNC-Stecker diese Impedanz implementiert hat. Die positiven Pins des Elektrolytkondensators sind im quadratischen Footprint angeschlossen. Sie werden gemäß dem Bild platziert. Das Potentiometer von 1K dient zur Steuerung des Ausgangspegels der Wellenform. Das blaue Potentiometer von 4k7 steuert die Verstärkung, um den maximalen Ausgangspegel zu wählen.

Schritt 11: Zusammenbau des Wellenformgenerators. 4

Der Schalter SW5 kommutiert die Offsetspannung auf Null. Das Potentiometer 4K7 wird verwendet, um die Offsetspannung zu ändern. Die Brücke p3 und das darüber liegende Loch sowie ein Operationsverstärker arbeiten wie ein Schaltungsfolger, um das Signal an den Frequenzzähler zu senden.

Schritt 12: Zusammenbau des Wellenformgenerators. 5

In diesem Bild sehen wir die richtige Platzierung der Operationsverstärker.

Schritt 13: Stromversorgungsschema

Schritt 14: Netzteilmontage 1

Das Layout hat die Abmessungen: 63, 4 mm X 7, 9 mm.

Schritt 15: Netzteilmontage 2

Die Komponenten werden wie auf dem Bild zu sehen platziert.

Schritt 16: Netzteilmontage 3

Die nicht markierten Drähte liefern Spannung an eine Dioden-LED, um zu wissen, wann der Generator eingeschaltet ist.

Schritt 17: Strukturbox

Die Struktur besteht aus einem 5 mm dicken Sperrholz. Das Design wurde mit dem Programm Rhinoceros von Zoe Carbajo erstellt. Es ist mit einer Lasermaschine mede. Es ist notwendig, Toleranzen im Design hinzuzufügen, damit die verschiedenen Teile perfekt zusammenpassen. Es wird vom Material abhängen. Es wurde ein Stück klebendes Aluminiumpapier (normalerweise in der Klempnerarbeit verwendet) angebracht, um die Metallteile der Potentiometer und der Schalter mit Masse zu verbinden. Diese Masse wird über den FM-Eingangs-BNC-Anschluss mit dem Aluminiumpapier verbunden.

Schritt 18: Leiterplatten- und Strukturkastenmontage 1

Es wurde ein Stück klebendes Aluminiumpapier (normalerweise in der Klempnerarbeit verwendet) angebracht, um die Metallteile der Potentiometer und der Schalter mit Masse zu verbinden. Diese Masse wird über den FM-Eingangs-BNC-Anschluss mit dem Aluminiumpapier verbunden.

Schritt 19: Leiterplatten- und Strukturkastenmontage 2

Im Folgenden sehen wir den Platz des Transformators, einen Anschluss für das Versorgungskabel und einen Schalter. Diese beiden letzten Komponenten stammen aus einer Stromversorgung eines Computers. Die beiden Pins von 0V von der Sekundärseite des Transformators müssen verbunden werden, da unsere Versorgung einen mittleren Leistungspunkt erfordert. Diese werden mit Masse verbunden (mittlerer Pin des Steckers) Die Masse der Kabelversorgung muss ebenfalls mit der Masse der Stromversorgung verbunden werden

Schritt 20: Wellenform fertig und funktioniert

Vierter Preis beim Build My Lab-Wettbewerb