Goedkope golfvormgenerator (0 - 20 MHz): 20 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

SAMENVATTING Dit project komt voort uit de noodzaak om een golfgenerator te krijgen met een bandbreedte van meer dan 10 Mhz en een harmonische vervorming van minder dan 1%, dit alles tegen een lage kostprijs. Dit document beschrijft een ontwerp van een golfgenerator met een bandbreedte van meer dan 10 MHz, die produceert: sinus-, driehoek-, zaagtand- of vierkante (puls) golfvormen met een harmonische vervorming van minder dan 1%, duty-cycle aanpassing, frequentiemodulatie, TTL-uitgang en offset Spanning. Ook wordt het ontwerp van een frequentieteller gepresenteerd.

Stap 1: Onderdelenlijst

Dit is de belangrijkste onderdelenlijst. Het belangrijkste onderdeel, MAX 038, is een onderdeel dat niet meer leverbaar is, maar het kan nog steeds worden gekocht. Er is een geschatte begroting bijgevoegd.

Stap 2: PCB gemaakt

Maak de printplaat klaar voor de zeefdruk. Het is dubbelzijdige PCB. Het gekozen proces is een chemisch proces, dus het eerste wat we moeten doen is de zeefdruk van de lay-out met een lasermachine, en na het chemische proces. Ten eerste beginnen we met de lay-outs in JPG-formaat, omdat het een dubbelzijdige PCB is, zullen we de PCB moeten omdraaien om de zeefdruk aan beide kanten te maken, omdat we een lasermachine gaan gebruiken. daarom moet de print exact even groot zijn als de layout of minimaal één van de maten (afhankelijk van de richting waarin we de print omdraaien). Na het snijden van de print met de exacte afmetingen (het is ook mogelijk om de lay-out op de print aan te passen) wordt de print geverfd met zwarte acrylverf. (het moet minstens een dag van tevoren geverfd zijn) De print moet in de linker bovenhoek worden geplaatst (het 0, 0-punt van de machine moet precies op dit punt zijn) want als we de print omdraaien, moet deze precies op dezelfde plaats om de gaten te laten samenvallen. De afmetingen van de lay-out zijn: 207, 5 mm X 52 mm.

Stap 3: PCB gemaakt (zeefdruk)

zeefdruk. De lasermachine zal de verf verwijderen in de delen waar het nodig is dat het zuur aanvalt. De parameters van de lasermachine voor dit proces zijn: Snelheid 60. Vermogen 30. Resolutiepunten 1200, mood Raster. We moeten het proces twee keer doen aan beide zijden van de PCB, om de verf correct te verwijderen.

Stap 4: PCB gemaakt (verfsporen verwijderen)

Verfsporen verwijderen. Na het vorige proces zijn er nog sporen van verf en die moeten vóór het zuurproces worden verwijderd, maar nadat we de printplaat uit de lasermachine hebben gehaald, moeten we minimaal een uur wachten om droog te worden. Hiervoor gebruiken we een zacht oplosmiddel zoals terpentijn of een vervangende stof. Nadat we de printplaat hebben schoongemaakt, moet deze eruitzien zoals op de afbeelding

Stap 5: PCB gemaakt (zuuraanval)

Zuuraanval Voor dit proces hebben we het zuur en een ander product nodig om de reactie te starten en het proces sneller te laten verlopen. Het benodigde voor dit proces kan worden gekocht in een elektronische winkel. Over het algemeen is het gebruikte zuur zoutzuur plus water, verkocht in supermarkten als een schoner product (zoutzuur). Hoe groter de concentratie, sneller zal het proces zijn. Naast het zuur hebben we, zoals gezegd, een versneller nodig. Het beste is natriumperboraat dat wordt verkocht in elektronicawinkels en in supermarkten als een product om kleding witter te maken (tenminste in Spanje), een ander product is zuurstofwater, maar het heeft een hoge concentratie nodig.

Stap 6: PCB gemaakt (rest verf verwijderen)

Restverf verwijderen Na het zuurproces verwijderen we de rest van de verf met een sterk oplosmiddel.

Stap 7: Schema golfvormgenerator

Stap 8: Montage van de golfvormgenerator. 1

Eerst moeten we de printplaat boren en beginnen we de componenten te solderen. We moeten opletten dat het een dubbelzijdige PCB is, dus het heeft via's om beide kanten te verbinden en de meeste componenten zijn aan beide kanten in dit circuit gesoldeerd. Dit kunnen we zien op de foto's. De plaatsing van de componenten is zoals de foto's laten zien. De weerstanden van 100K, de chip 1 (operationele versterker), de condensatoren die zijn gekoppeld aan de chip 1 en de potentiometer van 220K, vormen de aanpassing van de duty cycle, handig om de golf te laten hellen. Dit circuit kan enige vervorming veroorzaken, daarvoor wordt het meestal omgezet naar de grond via de schakelaar SW3. (type schakelaar ON-ON). Als we dit niet gebruiken, kunnen we het elimineren, waarbij we eraan denken om het met aarde te verbinden.

Stap 9: Montage van de golfvormgenerator. 2

De condensator van 1uF is niet gepolariseerd, (zie schakeling uitleg 3.2.1). De connector van de bereikselectie is verbonden met een draaischakelaar, waarbij de pin van de connector die is bevestigd aan de weerstand 4K7 is verbonden met de gemeenschappelijke pin (A) van de schakelaar. Deze draaischakelaar is ingesteld voor vier schakelaars, waarvan er één vrij is (hoge frequentie selectie, 27pF). Zoals opgemerkt in de uitleg van het circuit, kan de capaciteit van de parasiet de bandbreedte beperken. In dit ontwerp zijn er parasitaire capaciteiten vanwege het gebruik van transistors voor de commutatie van de condensatoren, dus de maximaal bereikte frequentie is 10MHz, maar als we deze limiet willen overschrijden, is het alleen nodig om de 27pF-condensator los te koppelen of een kleinere te gebruiken een bandbreedte van meer dan 20 MHz krijgen. De andere connector is om golfvormselectie te typen. We moeten de draaischakelaar op 3 schakelen zetten. De 5V-pin wordt aangesloten op de gemeenschappelijke pin van de draaischakelaar (A) en A0 en A1 op de pinnen 1 en 2, waardoor de pin 3 vrij blijft. De MAX038 is een niet-beursgenoteerd onderdeel, maar het is mogelijk om het te kopen. Het wordt niet aanbevolen om het in China te kopen, want hoewel het goedkoper is, werkt het niet.

Stap 10: Montage van de golfvormgenerator. 3

De BNC-connector is voor de TTL-uitgang. De bruggen p1 en p2 vervangen de weerstanden van 47 ohm, omdat de BNC-connector deze impedantie heeft geïmplementeerd. De positieve pin van de elektrolytische condensator is verbonden in de vierkante voetafdruk. Ze zijn geplaatst volgens de afbeelding. De potentiometer van 1K is voor het regelen van het uitgangsniveau van de golfvorm. De blauwe potentiometer van 4k7 regelt de versterking, om het maximale uitgangsniveau te kiezen.

Stap 11: Montage van de golfvormgenerator. 4

De schakelaar SW5 zet de offset-spanning om naar nul. De potentiometer 4K7 wordt gebruikt om de offset-spanning te wijzigen. De brug p3 en het gat daarboven en een operationele versterker werken als een circuitvolger, om het signaal naar de frequentieteller te sturen.

Stap 12: Montage van de golfvormgenerator. 5

Op deze foto zien we de juiste plaatsing van de operationele versterkers.

Stap 13: Voedingsschema

Stap 14: Montage van de voeding 1

De lay-out heeft de afmetingen: 63, 4 mm X 7, 9 mm.

Stap 15: Montage van de voeding 2

De componenten zijn geplaatst zoals we op de foto kunnen zien.

Stap 16: Montage van de voeding 3

De ongemarkeerde draden leveren spanning aan een led-diode, om te weten wanneer de generator is ingeschakeld.

Stap 17: Structuurdoos

De structuur is gemaakt in multiplex stuk hout van 5 mm. Het ontwerp is gemaakt met het programma Rhinoceros van Zoe Carbajo. Het is mede met een lasermachine. Het is noodzakelijk om toleranties in het ontwerp toe te voegen, zodat de verschillende onderdelen perfect op elkaar aansluiten. Het zal van het materiaal afhangen. Er is een stuk zelfklevend aluminiumpapier aan bevestigd (meestal gebruikt in sanitair) om verbinding te maken met aarde, de metalen delen van de potentiometers en de schakelaars. Deze aarde is verbonden met het aluminiumpapier via de FM-ingang BNC-connector.

Stap 18: PCB en structuurdoos assembleren

Er is een stuk zelfklevend aluminiumpapier aan bevestigd (meestal gebruikt in sanitair) om verbinding te maken met aarde, de metalen delen van de potentiometers en de schakelaars. Deze aarde is verbonden met het aluminiumpapier via de FM-ingang BNC-connector.

Stap 19: PCB en structuurdoos assembleren 2

Hieronder zien we de plaats van de transformator, een connector voor de voedingsdraad en een schakelaar. Deze laatste twee componenten zijn verkregen uit een voeding van een computer. De twee pinnen van 0V van de secundaire van de transformator, moeten worden samengevoegd, omdat onze voeding een middenstroompunt vereist. Deze worden verbonden met de aarde (middelste pin van de connector) De aarde van de draadtoevoer moet ook worden verbonden met de aarde van de voeding

Stap 20: Golfvorm voltooid en werkend

Vierde prijs in de Build My Lab-wedstrijd