როგორ ავაშენოთ პროგრამირებადი ოსცილატორები ციფრული პოტენციომეტრების გამოყენებით

ციფრული პოტენციომეტრები (digiPOTs) მრავალმხრივია და შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალფეროვან აპლიკაციებში, მაგალითად, გაფილტვრისთვის ან AC სიგნალების გენერირებისთვის. თუმცა, ზოგჯერ სიხშირე უნდა შეიცვალოს და მოერგოს სასურველ აპლიკაციას. პროგრამირებადი გადაწყვეტილებები, რომლებიც სიხშირის რეგულირების საშუალებას იძლევა შესაბამისი ინტერფეისის საშუალებით, ძალზე სასარგებლოა ასეთ დიზაინში და, ზოგიერთ შემთხვევაში, შეიძლება მნიშვნელოვნად შეუწყოს ხელი განვითარებას. პროგრამირებადი ოსცილატორის შედარებით მარტივად აგების მეთოდი, რომელშიც რხევის სიხშირე და ამპლიტუდა შეიძლება დარეგულირდეს ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, digiPOT-ების გამოყენებით აღწერილია ამ სტატიაში. სურათი 1 გვიჩვენებს ტიპიური დიოდით სტაბილიზირებული ვიენ-ხიდის ოსცილატორი, რომლითაც ზუსტი სინუსოიდური სიგნალები დაახლოებით 10 kHz-დან 200 kHz-მდე დიაპაზონში შეიძლება განხორციელდეს გამოსავალზე (VOUTPUT). ვინის ხიდის ოსცილატორებს ახასიათებთ ის ფაქტი, რომ ხიდის ერთი გზა იქმნება ზოლიანი ფილტრით, მეორე კი ძაბვის გამყოფით. ამ მაგალითში გამოყენებულია ADA4610-1 რელსიდან სარკინიგზო სიზუსტის გამაძლიერებლის გარდა, AD5142 digiPOT, რომელიც შეიცავს ორ დამოუკიდებლად კონტროლირებად პოტენციომეტრს, თითოეული 256 ნაბიჯის გარჩევადობით. წინააღმდეგობის მნიშვნელობების პროგრამირება ხდება SPI-ის საშუალებით, როგორც ნაჩვენებია 2-ზე. ალტერნატიულად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას AD5142A, რომლის კონტროლიც შესაძლებელია I2C-ის მეშვეობით. ორივე ვარიანტი ხელმისაწვდომია 10 kΩ ან 100 kΩ პოტენციომეტრით. სურათი 1. პროგრამირებადი ვიენ-ხიდის ოსცილატორი ამპლიტუდის სტაბილიზაციით, სადაც რეზისტორები იცვლება digiPOT-ებით. სურათი 2. AD5142-ის ბლოკ-სქემა. 1-ში ნაჩვენები კლასიკური ოსცილატორის წრეში, გზა R1A, R1B, C1 და C2 ქმნის დადებით უკუკავშირს, ხოლო უარყოფითი გამოხმაურება უზრუნველყოფილია R2A, R2B და ორი პარალელური დიოდის D1 და D2, ან მათი წინააღმდეგობის RDIODE მეშვეობით. აქ მოქმედებს განტოლება 1: მდგრადი სტაბილური რხევის მისაღწევად აუცილებელია მარყუჟის მომატების ფაზური ცვლა. გამოიხატება ფორმულებით, შემდეგი ტერმინი მიღებულია ოსცილატორის სიხშირეზე: აქ R არის პროგრამირებადი წინააღმდეგობის მნიშვნელობა AD5142-ზე: D არის AD5142-ში დაპროგრამებული ციფრული კოდის ათობითი ეკვივალენტი და RAB არის პოტენციომეტრის მთლიანი წინააღმდეგობა. რხევის შესანარჩუნებლად, ვენის ხიდი უნდა იყოს შედარებით დაბალანსებული, ანუ დადებითი გამოხმაურების და უარყოფითი უკუკავშირის მომატება უნდა იყოს კოორდინირებული. თუ დადებითი გამოხმაურება (მომატება) ძალიან დიდია, რხევის ამპლიტუდა ან VOUTPUT გაიზრდება გამაძლიერებლის გაჯერებამდე. თუ უარყოფითი გამოხმაურება დომინირებს, მაშინ ამპლიტუდა შესაბამისად შემცირდება. აქ ნაჩვენები სქემისთვის, მომატება R2/R1 უნდა იყოს დაყენებული დაახლოებით 2-ზე ან ოდნავ უფრო მაღალზე. ეს უზრუნველყოფს, რომ სიგნალი იწყებს რხევას. თუმცა, დიოდების ალტერნატიული ჩართვა უარყოფით უკუკავშირის მარყუჟში ასევე იწვევს მომატების დროებით 2-ზე ნაკლებს და ამით ასტაბილურებს რხევას. რხევის სასურველი სიხშირის დადგენის შემდეგ, რხევის ამპლიტუდა შეიძლება დარეგულირდეს სიხშირისგან დამოუკიდებლად R2-ის საშუალებით. ეს შეიძლება გამოითვალოს შემდეგნაირად: ცვლადები ID და VD, შესაბამისად, წარმოადგენს დიოდის წინა დენს და დიოდის წინა ძაბვას D1 და D2-ზე. თუ R2B დამოკლებულია, გამოდის რხევის ამპლიტუდა დაახლოებით ±0.6 ვ. R2B სიდიდის სწორი რიგით, წონასწორობა შეიძლება მიღწეული იყოს ისე, რომ VOUTPUT კონვერგირდება. 1-ელ სურათზე ნაჩვენები წრეში, ცალკე 100 kΩ digiPOT გამოიყენება R2B-სთვის. დასკვნა აღწერილი მიკროსქემით და 10 kΩ ორმაგი digiPOT-ით, რხევის სიხშირეები 8.8 kHz, 17.6 kHz და 102 kHz შეიძლება დარეგულირდეს წინააღმდეგობის მნიშვნელობებით 8 kΩ, 4 kΩ და 670 Ω, შესაბამისად, დაბალი სიხშირის შეცდომით მხოლოდ მხოლოდ. ±3%. უფრო მაღალი გამომავალი სიხშირეები ასევე შესაძლებელია სიხშირის შეცდომის გავლენით. მაგალითად, 200 kHz-ზე, სიხშირის შეცდომა 6%-მდე გაიზრდება. სიხშირეზე დამოკიდებულ აპლიკაციებში ასეთი სქემების გამოყენებისას ასევე მნიშვნელოვანია, რომ არ დაირღვეს digiPOT-ის გამტარუნარიანობის ლიმიტი, რადგან ეს არის დაპროგრამებული წინააღმდეგობის ფუნქცია. გარდა ამისა, სიხშირის რეგულირება სურათზე 1 მოითხოვს, რომ R1A და R1B წინააღმდეგობის მნიშვნელობები იყოს იგივე. თუმცა, ორი არხი შეიძლება მხოლოდ თანმიმდევრულად დაყენდეს და გამოიწვიოს წამიერი კრიტიკული შუალედური მდგომარეობა. ეს შეიძლება იყოს მიუღებელი გარკვეული აპლიკაციებისთვის. ასეთ შემთხვევებში შესაძლებელია digiPOT-ების გამოყენება daisy-chain რეჟიმით (მაგალითად, AD5204), რათა ორივე წინააღმდეგობის მნიშვნელობა შეიცვალოს ერთდროულად.

დატოვე შეტყობინება 

შეტყობინება სია