4093 Oscilador (es) Na semana passada, construímos os nossos primeiros osciladores, com base no chip 40106. Espero que você tenha conseguido vários osciladores trabalhando, misturado algumas das saídas juntas e talvez até conectou dois osciladores juntos (usando o diodo) para que um oscilador controle (ou module) o outro. Esse bloco de construção básico permite centenas de variantes - conectando-os de maneiras diferentes, misturando e várias maneiras de controlar - então não faça uma troca curta das possibilidades de apenas um chip e continue jogando. Esta semana, bem, introduza um oscilador muito similar usando um chip diferente, o que permitirá que você os conecte de maneira ligeiramente diferente. (BTW, isso novamente é direto do livro Nic Collins, que eu recomendarei novamente.) O novo chip é o portão quad NAND 4093, e heres é pin-out: primeiro, observe os elementos do circuito: 4 portões NAND idênticos, Que implementam uma determinada regra lógica que você poderia procurar se você se importasse. Cada uma dessas coisas em forma de bala é um portão, com 2 entradas (pino 1 e 2 para o primeiro portão, por exemplo) e uma saída (pino 3 para o primeiro). Ambas as entradas de um portão são iguais (você pode usar o que for mais útil para seu layout) e cada porta é idêntica. A última coisa a verificar é a potência: como o 40106, o VDO (pino 14) é a conexão de energia positiva, o VSS (pino 7) é o negativo ou o solo. (Nota: ESTE NÃO É SEMPRE LO MESMO PARA CADA CI: CERTIFIQUE-SE DE VERIFICAR A FICHA DE DADOS). Osciladores 1, 2 Então, esse é o IC, heres o esquema para o nosso oscilador básico, usando 1 inversor, 1 resistor, capacitor do amplificador 1: Isso deve parecer muito familiar é como o oscilador 40106, exceto que o inversor tinha uma entrada e o portão tem dois. Bem, tem que fornecer um sinal lógico (alto ou baixo) para a nova segunda entrada do portão para controlar a oscilação. Se esse sinal for baixo (0v), o oscilador não vai se for alto (9v) - isso é o truque, use bem quando começamos a conectar osciladores juntos. O esquema não lhe diz quais os pinos IC específicos a serem usados, mas você pode descobrir isso ao se referir ao diagrama de pinout. Eu costumo colocar lápis nos números de pinos no meu esquema antes de começar, reduzir a confusão. Quando eu construí, eu decidi usar o primeiro portão (1 amp 2 para entrada, 3 para fora). Então, vá em frente e ligue-o como a última vez, começando com as conexões de energia, então a tampa e o resistor. A coisa vermelha entre os pinos 2 amp 3 é o início da resistência w 100k, ou variável (pot, photocell). Isso também mostra 3 jumpers para pegar o poder do pino 14 e aplicá-lo ao pino 1 - você pode executar apenas um fio, ou use as linhas de barramento duplo nas bordas da placa de pão para que você possa ter energia e terra em ambos os lados Do chip. Acenda-o, certifique-se de que nada fuma, e conecte-se ao seu amplificador, ele deve soar bem como o oscilador 40106. E daí. O próximo passo é adicionar um segundo oscilador usando o segundo portão e conectá-los. Seu esquema: um oscilador depois do outro. Eu usei o próximo portão no mesmo lado do chip, pinos 4, 5 amp. 6. O esquema mostra uma tampa de grande valor para o primeiro oscilador, então será mais lento. Qualquer coisa entre 1 e cerca de 25uf irá fazê-lo trocar em uma tampa eletrolítica, certificando-se de assistir a polaridade (negativa à terra). De qualquer forma, layout heres (um possível): o jumper amarelo é a conexão entre o oscilador 1 e 2. Você deve ouvir o sinal 2 do oscilador ligado e desligado, sendo a taxa de bip determinada pelo oscilador 1. O que está acontecendo: lembre-se de como tínhamos Para amarrar um portão do primeiro oscilador alto (para 9v) para o circuito a ir Ao conectar a saída do primeiro oscilador a um lado do segundo portão, ele liga e desliga o segundo oscilador, ou o guia. Beep beep beep. Experimente combos diferentes de bonés, algumas maiúsculas podem levar a alguns padrões rítmicos interessantes, as pequenas maiúsculas podem obter mais no território de doninhas gritantes. De qualquer forma, ter algum tipo de resistores variáveis é a chave para manter as coisas interessantes e torná-lo jogável. Quatro é melhor Então, nós temos 4 portões neste chip, vamos usar eles: Um oscilador controlando outro controlando outro. Isso deve ser bom, assim como na semana passada, é mais fácil se você construir um oscilador de cada vez, certifique-se de trabalhar e, em seguida, adicioná-lo à cadeia. Com os valores de tampa mostrados, os osciladores ficam progressivamente mais rápidos, o que pode ser o que você quer ou não pode. Construe-o e veja. Algo assim, talvez: Variações: Há um monte de coisas que você poderia tentar neste ponto: Diferentes combinações de tampas Fotocélulas ou potenciômetros para vários resistores Toque o sinal de todos os 4 osciladores na corrente e misture-os juntos 2 pares de osciladores fechados Estéreo ou misture as saídas em conjunto. Crie 4 osciladores de baixa freqüência separados, misture as saídas usando resistências desiguais com pulsos rítmicos com acentos. Você ainda tem seus osciladores 40106, certo Conecte suas saídas aos portos de alguns dos 4093s. 16 chips, 64 osciladores, cada oscilador modulando 2 outros osciladores em um anel gigante e creme chicoteado eh, às vezes mais não é melhor. Nic Collins: Handmade Electronic Music (Routledge, 2006) capítulo 20. Ray Wilsons Virtual Breadboard. Para ilustrações de painéis. Página de eletrônicos do Tom Bugs BugBrand. Eletromusics Lunettas section. Greetings - uma curta e primeira postagem para 2016 Em inúmeros chips de sintetizador de RF encontra-se um inversor com pinos de entrada e saída para fazer um relógio de cristal de referência do oscilador. Eu construí alguns osciladores xtal discretos de inversor de chips com portas de lógica da série 74HC para melhor examiná-los. Você reconhecerá rapidamente a topologia do oscilador Pierce, usada com um capacitor de condensador de 1 condensador, para ajustar a freqüência fundamental que pode variar de fatores como o envelhecimento de cristal e as reatâncias do portão, cristal e placa de suporte de cristal. Eu determinei os valores de 27 pF e trimmer cap através de experimentos e medidas. Acima de 8212 Um buffer de oscilador de referência de cristal com inversores construídos a partir de portões NAND. O cristal é um bom 1 8212 construído em 2013 AT-cut paralelo 20 pF capacitância de carga fundamental 12,8 MHz um QuL medido de 265K e zero esporas durante os meus testes de varredura. Além disso, esse cristal envelhece 5 ppm por ano durante pelo menos 2 décadas. Se eu contrastar isso com alguns xtals baratos, comprei e testei do eBay 8212 na noite do dia. Você pode encontrar tais xtals no DDS e outros kits de sintetizadores de baixo custo. Eles geralmente vêm em um caso HC-49S, podem sofrer um QuL de 40-60K 8212 e, de forma mais alarmante, aqueles que eu mandei mostram fortes esporas fortes e fechadas para destruir ainda mais o ruído de fase fechado já comprometido com estes baixos custos sintetizadores. Citando o Dr. Ulrich Rohde TODOS os elementos em um sintetizador contribuem para o ruído. Dois principais contribuintes de ruído são a referência eo VCO. Na verdade, o oscilador de cristal ou padrão de freqüência é uma versão Q alta da VCO Reference 1. Embora esta publicação não seja sobre o ruído de fase nesta era de baixa qualidade, os cristais de cheapo, acho que uma referência de baixo ruído vale a pena considerar ao sintetizar sinais para aplicações específicas que requerem baixo ruído de fase. Muito obrigado a Alexei Luk por me enviar essa jóia de 12,8 MHz. Eu encontrei um problema com o meu circuito como mostrado acima: picos fortes nas bordas positiva e negativa. A minha missão tornou-se a encontrar formas de diminuir estes picos e melhorar a forma de onda quadrada vista no meu DSO acima do 8212, a captura do ecrã do DSO do circuito do oscilador NAND anteriormente. Os picos da borda balançam 9 Vpp. Em 1 circuito, eles passaram por 10,1 Vpp ou dobraram a tensão de CC do trilho para o trilho. O que foi isso, eu enviei um e-mail para o meu circuito e as medidas para o Professor Ken Kuhn que me deu algumas sugestões excelentes que eu aumentaria com experimentos e aplicaria em um circuito. Meu ponto favorito de Ken: não importa quão baixa a frequência em que você trabalha, projete e construa seus circuitos, como você está operando-os com 1 GHz. Os transistores não sabem em que freqüência você está trabalhando - e muitos funcionam bem em 100s de MHz. - Se o circuito for construído para funcionar corretamente em alta freqüência, ele funcionará de forma excelente em baixa freqüência. Então, da sabedoria de Kens e um pouco de minhas experiências de pensamento, heres o que eu fiz: 1 Porque estavam operando um oscilador de onda quadrada, harmônicos ímpares funcionarão em alta amplitude. O terceiro harmônico em 38,4 MHz foi apenas 8-10 dB abaixo do fundamental em algumas de minhas experiências de domínio de freqüência. Isso significa que a tampa de derivação da fonte de energia deve minimamente passar para o VHF mais baixo e ir direto no pino de energia DC (14) com as derivações mais curtas possíveis para manter o SRF o mais alto possível. A tampa de desvio deve, idealmente, oferecer alta Q baixa ESR em VHF. 2 Aplique construção compacta para reduzir C, L, 8212 e para minimizar a distorção e o tempo de estabilização do arranque. Em particular, os comprimentos de chumbo de terra curtos para os 27 pF e as tampas de aparadoramento foram importantes para reduzir os meus picos de borda. Quanto mais curtos os fios do circuito, melhor toca TRUE aqui. 3 Embora em chips de sintetizador, nós só temos 1 inversor com 2 pinos, para os osciladores off-chip um buffer revelar-se útil. Um resistor de pequena série entre a saída do oscilador e os pinos de entrada do buffer serve para amortecer qualquer ressonância no circuito de saída (muitas vezes no 10s do MHz) da excitação que causa os picos que você vê à medida que o inversor liga e desliga. É afetado por L e C dispersos ao redor do IC. 4 capacitância de sonda de alcance 10X reduz a freqüência de ressonância e aumenta a energia de RF. Para minimizar esse carregamento, você pode soldar um resistor de 100 (ou mais) no pino de saída do buffer e anexar o clipe da sonda a este resistor. Experimente os valores dos resistores em 3 e 4 para descobrir o que funciona melhor no seu banco. 5 As tampas de 27 pF e tampão de compensador devem estar o mais próximo possível do pino de aterramento IC. 6 Não exceda o seu cristal. Coloquei um resistor 47 entre a saída do inversor e o cabo condensador capacitivo 27p e determinei este valor R de forma experimental observando o contador de rastreamento e freqüência no meu DSO. Uma vez que a resistência de saída do inversor é muito baixa em comparação com a reatância dos capacitores e do cristal (o cortador de cristal e a tampa de 27 pF formam uma impedância complexa), o resistor isola o driver de saída e também reduz o nível do disco de cristal. Meu cristal possui alta Q e o inversor 74HC aciona o disco duro. Adicionar o resistor reduziu ligeiramente os picos de borda. Além disso, realizei um teste onde levantei ligeiramente a tensão de alimentação CC e meu sinal pareceu distorcer e a frequência caiu ligeiramente. O resistor 47 removeu este problema e estabilizou o meu oscilador do inversor TTL. Heres o esquema final: acima do 8212 Meu projeto final do oscilador do portão TTL Pierce com um resistor 100 para isolar a sonda DSO 10X durante a medição. Na linha 5 VDC. A 22 F 100nF, em seguida, o resistor 33 mais o capacitor de 1 nF no Pin 14 forma um filtro pi para filtragem DC de banda larga e baixa passagem de AF para VHF inferior. O bypass VHF no pino 14 ajuda a afiar as pontas da borda. Aprendi outro ponto do Ken sobre o meu circuito anterior com as entradas NAND em curto para fazer um inversor. Muitas vezes, é melhor subjugar 1 porta de entrada NAND para alta e, em seguida, usar a outra entrada para as conexões de feedback do oscilador (operação do modo inversor). Isso reduz à metade a capacitância de entrada vista pela rede de feedback e pode resultar em efeito de ajuste de efeito menor no IC em algumas aplicações. Eu tentei isso e, como eu liguei o inversor de buffer, eu tive que ajustar a tampa do recortador para restabelecer a oscilação de alta freqüência ou ajustar a freqüência do oscilador desejada no meu contador. Durante os meus experimentos finais, lembrei-me de ter adquirido 74HC14 em 2015 para construir um gerador de dentes de serra HF simples para extinguir externamente um receptor super regenerativo. O 74HC14 possui 6 inversores com entrada de gatilho Schmitt. Rapidamente, eu construí meu oscilador em torno desse chip. Além disso, pedi 10 chips padrão de inversor hexagonal 74HC04 para projetos futuros. Os circuitos integrados de lógica fornecem grande diversão. Acima da saída 8212 DSO do oscilador de cristal inversor melhorado. Estou bastante feliz com a (s) tensão (s) de saída e a estabilidade da freqüência de oscilação agora. Eu também li sobre e realizou algumas experiências de compensação de temperatura. Nada disso vale a pena mencionar. Para fins de referência, heres um vídeo do meu relógio de 12,8 MHz não compensado, board-on-bench em um contador de freqüência de referência de HP, de 10 dígitos, forçado. Acima de 8212 Tiro de vídeo logo após a temperatura ambiente. A derivação da temperatura (temperatura) do meu circuito do oscilador de cristal inversor parece boa. Este cristal proporcionará uma excelente referência on-chip para um projeto PLL experimental em que estou trabalhando. A referência de 12,8 MHz é dividida em 2048 em um chip PLL para obter uma resolução de afinação de 6250 KHz. Bits e peças adicionais acima do 8212 Testando um oscilador comercial de 12,8 MHz pela Vectron International. Uma excelente engenharia, juntamente com um cristal fabuloso, resulta em um ruído de fase típico de -140 dBcHertz, um deslocamento 8212 de 10 KHz perfeito para um relógio de referência UHF. Acima de 8212 sempre tenho música tocando no meu laboratório. Desde 2006, minha cantora favorita Julia Savicheva. Twitter. Todos de dezembro a janeiro, escutei Julia para inspiração criativa enquanto trabalhava em meus experimentos PLL. No Auto-Tune em sua voz, banda incrível, trabalhando duro. Ela parece igualmente boa ao vivo ou gravada 8212 como refrescante 1 Design de sintetizador para aplicações de microondas. Algumas notas publicadas on-line pelo Dr. Ulrich L. Rohde. Ano desconhecido. 2 Professor Ken Kuhn. Correspondência de e-mail em janeiro de 2016. Meus sinceros agradecimentos a Ken. 3 Uma Análise de Osciladores de Cristal do Inversor8221, RF Design, Aug. 1989, Leonard L. Klein berg, pp. 28,29,3l, 32. 4 Osciladores de Pólo Único de Ganho Negativo, RF Design, setembro de 1990, Leonard L. Kleinberg, pp. 35, 36, amp. 38. Comunicações modernas Oi Você não deve usar um 74hc14 ou 74hc04 para o seu oscilador, mas um 74hcU4. A versão quothcuquot do 04 é especialmente feita para osciladores. Com as versões quothcquot, você não pode ter certeza de que seu oscilador começará sempre (baixa temperatura)
No comments:
Post a Comment