Како да изградите програмабилни осцилатори користејќи дигитални потенциометри

Дигиталните потенциометри (digiPOTs) се разновидни и можат да се користат во широк спектар на апликации, на пример, за филтрирање или генерирање на наизменична струја сигнали. Меѓутоа, понекогаш фреквенцијата мора да може да се менува и да се прилагоди на саканата апликација. Програмабилните решенија кои овозможуваат прилагодување на фреквенцијата преку соодветен интерфејс се исклучително корисни во такви дизајни и, во некои случаи, можат многу да го олеснат развојот. Во овој напис е опишан метод за релативно лесно конструирање на програмабилен осцилатор во кој фреквенцијата и амплитудата на осцилациите можат да се прилагодат независно една од друга со користење на digiPOTs. Слика 1 покажува типичен виен-мост стабилизиран со диоди осцилатор со кој на излезот може да се реализираат прецизни синусоидни сигнали во опсег од приближно 10 kHz до 200 kHz (VOUTPUT). Осцилаторите на виенскиот мост се карактеризираат со тоа што едната патека на мостот е формирана од пропусниот филтер, а другата со делител на напон. Овој пример користи - покрај прецизниот засилувач од шина до шина ADA4610-1 - AD5142 digiPOT, кој содржи два независно контролирани потенциометри, секој со резолуција од 256 чекори. Програмирањето на вредностите на отпорот се врши преку SPI, како што е прикажано на слика 2. Алтернативно, може да се користи AD5142A, кој може да се контролира преку I2C. Двете варијанти се достапни како потенциометри од 10 kΩ или 100 kΩ. Слика 1. Програмабилен осцилатор на виенски мост со амплитудна стабилизација при што отпорниците се заменуваат со дигиПОТ. Слика 2. Блок-дијаграм на AD5142. Во класичното осцилаторско коло прикажано на слика 1, патеката со R1A, R1B, C1 и C2 ја формира позитивната повратна информација, додека негативната повратна информација се обезбедува преку R2A, R2B и двете паралелни диоди D1 и D2, или нивниот отпор RDIODE. Овде, равенката 1 се применува: За да се постигне одржливо стабилно осцилирање, неопходно е да се елиминира фазното поместување на засилувањето на јамката. Изразено со формули, за фреквенцијата на осцилаторот се добива следниов термин: Овде, R е програмабилната вредност на отпорот на AD5142: D е децимален еквивалент на дигиталниот код програмиран во AD5142, а RAB е вкупниот отпор на потенциометарот. За да се одржи осцилацијата, виенскиот мост треба да биде релативно избалансиран - односно, добивката на позитивната повратна информација и добивката на негативниот фидбек мора да се координираат. Ако позитивната повратна информација (добивка) е преголема, амплитудата на осцилацијата или VOUTPUT ќе се зголемува додека засилувачот не се засити. Ако доминира негативната повратна информација, тогаш амплитудата соодветно ќе се намали. За колото прикажано овде, засилувањето R2/R1 треба да се постави на приближно 2 или нешто повисоко. Ова осигурува дека сигналот почнува да осцилира. Меѓутоа, алтернативното вклучување на диодите во јамката за негативна повратна информација, исто така, предизвикува засилувањето да биде привремено помало од 2 и со тоа да ја стабилизира осцилацијата. Откако ќе се одреди саканата фреквенција на осцилација, амплитудата на осцилацијата може да се намести независно од фреквенцијата преку R2. Ова може да се пресмета на следниов начин: Променливите ID и VD, соодветно, ја претставуваат напредната струја на диодата и напонот на диодата напред преку D1 и D2. Ако R2B е скратен, се добива амплитуда на осцилација од приближно ± 0.6 V. Со правилен редослед на големина за R2B, може да се постигне рамнотежа така што VOUTPUT конвергира. Во колото прикажано на слика 1, се користи посебен digiPOT од 100 kΩ за R2B. Заклучок Со опишаното коло и 10 kΩ dual digiPOT, фреквенциите на осцилација од 8.8 kHz, 17.6 kHz и 102 kHz може да се подесат со вредности на отпор од 8 kΩ, 4 kΩ и 670 Ω, соодветно, со грешка на ниска фреквенција од само ±3%. Можни се и повисоки излезни фреквенции со ефект врз фреквентната грешка. На пример, на 200 kHz, грешката на фреквенцијата ќе се зголеми на 6%. Кога користите такви кола во апликации зависни од фреквенцијата, исто така е важно да не се нарушува ограничувањето на пропусниот опсег на digiPOT бидејќи тоа е функција на програмираниот отпор. Дополнително, подесувањето на фреквенцијата на Слика 1 бара вредностите на отпорот за R1A и R1B да бидат исти. Сепак, двата канали можат да се постават само последователно и да доведат до моментална критична средна состојба. Ова може да биде неприфатливо за одредени апликации. Во такви случаи, можно е да се користат digiPOTs со режим на синџир на маргаритки (на пример, AD5204) за да се дозволи промена на двете вредности на отпорот истовремено.

Остави порака 

Список со пораки