कोई साइन वेव ऑसिलेटर चिप क्यों नहीं है? [बन्द है]

Question

मैं एक सरल लेकिन अच्छा साइन वेव जनरेटर बनाने की कोशिश कर रहा हूँ जो 1Vpp @ 1kHz का उत्पादन करेगा।

साइन तरंगें प्रकृति की दोलियाँ हैं। वे हर जगह हैं। तो आपको लगता है कि यह इलेक्ट्रॉनिक साइन लहर बनाने के लिए केक का एक टुकड़ा होगा। जाहिर है ऐसा नहीं है। उन्हें कैसे बनाया जाए, इस पर सवाल उठता है। वर्तमान में इस स्क्रीन के दाईं ओर 9 समान प्रश्न दिखाई दे रहे हैं। उनमें से ज्यादातर में समस्याएं हैं।

कम पास फिल्टर, उच्च पास फिल्टर, 1960 से विदेशी फिलामेंट बल्बों के साथ रिंग ऑसिलेटर और वीन पुलों। एनालॉग कन्वर्टर्स और Arduinos के लिए डिजिटल। अधिकांश काम नहीं करते हैं या एक सिमुलेशन पैकेज में दोलन करने के लिए नहीं किया जा सकता है। कुछ साइन के बजाय त्रिकोण उत्पन्न करते हैं। कुछ डिजाइनों में प्रेरकों के ज्ञान की आवश्यकता होती है।

यह इतना मुश्किल क्यों है? स्क्वायर, देखा दांत और त्रिकोणीय लहरें आसान लगती हैं, फिर भी वे प्रकृति में आसानी से मौजूद नहीं हैं। चूँकि वे इतने उपयोगी हैं, तो मैंने सोचा होगा कि मैं सिर्फ साइन थरथरानवाला चिप (एक NE555 साइन संस्करण की तरह) खरीदूंगा, एक रोकनेवाला और संधारित्र जोड़ूंगा और एक 99.99% शुद्ध लहर के साथ जाऊंगा। क्या मुझे कुछ याद आ रहा है, लेकिन ऐसा लगता है कि साधारण इलेक्ट्रॉनिक्स विशेष रूप से साइन वेव जनरेटर के साथ संगत नहीं हैं?

Comments

नीचे की रेखा - कंपनियों ने उन्हें यह महसूस करने के लिए उपकरण दिया कि वे ऐसी चीजें हैं जो वे कर सकते हैं जो उनके कॉर्पोरेट लक्ष्यों के अनुरूप हैं।

— स्कॉट सेडमन

इसके अलावा, यह प्रतीत होता है कि AD9833 एनालॉग डिवाइसेस द्वारा अभी भी उत्पादन में है: analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/…

— Ryan Griggs

"... 1Vpp @ 1kHz" हां, लेकिन क्या THD, शोर, आवृत्ति बनाम तापमान स्थिरता ...? एक कारण यह है कि ऑडियो प्रिसिजन अभी भी मल्टी-हज़ार डॉलर के टेस्टर को बेचता है, जो अक्सर ऑडियो क्षेत्र के बाहर उपयोग किया जाता है, विशुद्ध रूप से क्योंकि वे बहुत उच्च शुद्धता साइन वेव जनरेटर के आसपास निर्मित होते हैं, जो ~ 200 kHz के लिए अच्छा है।

— वॉरेन यंग

मुझे लगता है कि कुछ चुनौतियां आवश्यकताएं हैं। यदि आपके पास गुणवत्ता के लिए बहुत कम आवश्यकताएं हैं, तो यह आसान है कि आप अपना खुद का निर्माण कर सकें या डिजिटल बन सकें। यदि आपके पास बहुत कठोर आवश्यकताएं हैं, तो आप बहुत जल्दी एक आला बाजार में खुद को खोजने जा रहे हैं।

— Cort Ammon

"सरल ट्यूनिंग कांटा" - लेकिन आयाम जल्दी से मर जाता है। एक निरंतर स्वर प्राप्त करने के लिए आपको इसे हड़ताली रखना होगा (= शुद्ध स्वर नहीं)। इलेक्ट्रॉनिक समतुल्य एक साधारण कॉइल और कैपेसिटर (ट्यून्ड सर्किट) है। एक ही समस्या, निरंतर दोलन प्राप्त करने के लिए आपको एक पल्स स्ट्रीम या एम्पलीफायर के साथ सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ इसे 'हिट' रखना होगा।

— ब्रूस एबट

Answer 1

यदि आप 99.99% शुद्ध संकेत चाहते हैं, तो सामान्य वर्ग, देखा दांत और त्रिकोण संकेत जनरेटर विफल होते हैं। जैसा कि आपने लिखा है कि ये संकेत प्रकृति में मौजूद नहीं हैं और इस आकार का वास्तव में सटीक तकनीकी संकेत भी मौजूद नहीं है। एक आदर्श कदम संक्रमण मौजूद नहीं है और एक आदर्श रैंप वास्तविक भी नहीं है।

एक सटीक एनालॉग सिग्नल जनरेटर के साथ समस्या आवश्यक आयाम विनियमन है। थोड़ा कम प्रवर्धन और संकेत धीरे-धीरे गायब हो जाता है, थोड़ा सा ज्यादा और साइनस संकेत विकृत होता है। धीमी गति से साइनस संकेतों के लिए सही आयाम विनियमन मुश्किल है।

Answer 2

साइन वेव जनरेशन के साथ मुख्य समस्या यह है कि 180 ° फेज शिफ्ट के उत्पादन में टैंगो के लिए दो गुंजयमान तत्व लगते हैं - क्लासिक, एक प्रारंभ करनेवाला और एक संधारित्र। आरएफ में, यह एक समस्या नहीं है - प्रेरक आसान हैं। हालाँकि, जैसे ही आप कम आवृत्तियों में आते हैं, इसमें शामिल बड़े प्रेरक अनिच्छुक हो जाते हैं, यही वजह है कि कई आरसी नेटवर्क, फिल्टर या शेपर नेटवर्क के आधार पर वैकल्पिक साइन जेनरेशन दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है। आरसी नेटवर्क या फिल्टर एप्रोच निश्चित फ़्रीक्वेंसी सीन्स के लिए अच्छे हैं - हेवलेट के दिन का वाईन ब्रिज अभी भी काफी व्यवहार्य सर्किट है, और एक दीपक के बिना एक दोहरी ओपैंप के चारों ओर लागू करने के लिए पर्याप्त सरल है, क्योंकि लाभ स्थिरीकरण के लिए तापदीप्त बल्ब के विकल्प हैं। - एलटीसी एएन 43 में चित्रा 43यहाँ आपका मित्र है, जिसका पुनरुत्पादन नीचे किया गया है (appnote के बेहतर संस्करण हैं, लेकिन चित्र 43 अवधारणा को दिखाने के लिए पर्याप्त है)।

हालांकि, अगर आपको कम आवृत्तियों पर एक फुर्तीली साइन स्रोत की आवश्यकता होती है, तो ड्यूल गैंग पोटेंशियोमीटर या समकक्ष इलेक्ट्रॉनिक तत्व के लिए वीन-ब्रिज की आवश्यकता कम होती है। यह वह जगह है जहां सभी-एनालॉग फ़ंक्शन जनरेटर ICs जैसे ICL8038 / MAX038 और XR2206 आया - मूल रूप से जो आपने कई दशकों के दौरान उचित (एक या दो%) THD के साथ मांगा था। ये आईसी सभी एक ही मूल दृष्टिकोण का उपयोग करते थे - एक चौकोर और त्रिकोण आउटपुट को ट्रैक करने के साथ एक दृष्टव्य है, इसके बाद उस त्रिकोण तरंग को "साइन शेपर" के रूप में जाना जाता है। कई साइन-शेपर दृष्टिकोण हैं, यहां अच्छी तरह से कवर किया गया है - ओवरड्राइव जोड़े को आईसी डिजाइन में अच्छे प्रभाव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, हालांकि अधिक परिष्कृत दृष्टिकोण पूरी तरह से ट्रांसलीन साइन शेपर सर्किट ला (अप्रचलित) का उपयोग करता हैAD639 । यद्यपि अवलोकन लिंक में उल्लिखित JFET दृष्टिकोण असतत भागों प्रयोगों के लिए अधिक व्यावहारिक है, हालांकि इसकी आयाम संवेदनशीलता के बावजूद।

आखिरकार, अखंड एनालॉग फंक्शन जनरेटर को मार दिया गया, हालांकि, डिजिटल तकनीक थी। आधुनिक चुस्त साइन स्रोत, जैसे AD9833 , त्रिकोण-से-साइन दृष्टिकोण के डिजिटल समतुल्य हैं, जिसे डायरेक्ट डिजिटल सिंथेसिस तकनीक कहा जाता है, जिसमें एक चरण संचयक का उपयोग तेजी से चौकोर-वेव घड़ी को विभाजित करने के लिए किया जाता है। संख्यात्मक रैंप, जो तब एक रैंप-टू-साइन लुकअप टेबल खिलाता है। यह निश्चित रूप से एक माइक्रोकंट्रोलर पर किया जा सकता है, हालांकि इस तरह से ऑपरेशन की आवृत्ति काफी सीमित हो जाती है।

दिलचस्प रूप से पर्याप्त, एनालॉग दुनिया में सटीक साइन की मांग आजकल कम हो गई है, यहां तक ​​कि आरएफ पर भी - डिजिटल स्विचिंग के माध्यम से आरएफ मिक्सिंग फ़ंक्शन को सबसे अच्छी तरह से लागू किया गया है इसका मतलब है कि वर्ग-लहर आरएफ स्थानीय थरथरानवाला बहुत अधिक व्यवहार्य हैं विकल्प वे पहले लगते हैं।

Comments

@PaUUszak, "मैं एक जंग खाए बाल्टी को लात मार सकता हूं और यह एक साइनसोइडल पैटर्न के साथ प्रतिध्वनित होगा", हां, लेकिन यह एक निरंतर दोलन नहीं होगा। आयाम में एक साइनसोइडल भिन्नता के साथ कुछ "अंगूठी" बनाना मुश्किल नहीं है। कठिनाई उस दोलन को बनाए रखने में निहित है जब तक कि वह मर नहीं जाता है या विकृत हो जाता है, जैसा कि कई उत्तरों में वर्णित है।

— जोहान्स

यदि आप 25% या अधिक कुल हार्मोनिक विरूपण की परवाह नहीं करते हैं तो @PaulUszak आपका £ 1 प्लास्टिक रिकॉर्डर "साइन तरंगें" बनाता है। और अगर ऐसा है, तो कोई भी सरल इलेक्ट्रॉनिक ऑसिलेटर सर्किट "काफी अच्छा" होगा।

— alephzero

@PaUUszak "मूल रूप से साइन लहर जनरेटर नहीं है जो किसी भी एनालॉग और ऑडियो का परीक्षण करने का एकमात्र तरीका है?" वास्तव में नहीं, क्योंकि यदि आप ऑडियो देख रहे हैं, तो यह वास्तव में इसके लिए उपयोग की जाने वाली बहुत ही अप्रस्तुत है। गुलाबी शोर अक्सर एक बेहतर समाधान होता है।

— ग्राहम

@PaulUszak - वर्ग वास्तव में एनालॉग परीक्षण के लिए बहुत अच्छे हैं - आप किसी सिस्टम के चरण प्रतिक्रिया के आधार पर डेटा का खजाना इकट्ठा कर सकते हैं।

— थ्रीपेज़ ईल

@PaulUszak "मैं चाहता हूँ [एक साइन लहर संदर्भ] मेरे साउंड कार्ड आस्टसीलस्कप को जांचने के लिए।" ठीक है, शायद आप पोस्टिंग से बेहतर होंगे "मुझे अपने साउंड कार्ड आस्टसीलस्कप को कैसे जांचना चाहिए?" एक सवाल के रूप में, क्योंकि ऑसिलोस्कोप डिजिटाइज़र के रूप में साउंड कार्ड का उपयोग करने के लिए कई गंभीर सीमाएं हैं, जिनमें कुछ ऐसे भी हैं जो पूरी तरह से तरंगों को विकृत कर देंगे - जैसे कि सामान्य वर्ग और त्रिकोण तरंगें। इसे साइन लहर में कैलिब्रेट करने से आपको उपयोगिता की झूठी छाप मिल सकती है।

— एडम डेविस

Answer 3

" क्या मुझे कुछ याद आ रहा है, लेकिन ऐसा लगता है कि सरल इलेक्ट्रॉनिक्स विशेष रूप से साइन वेव जनरेटर के साथ संगत नहीं हैं? "

मुझे निम्नलिखित वाक्य के साथ अपना जवाब शुरू करने दें:

"एक अच्छा हार्मोनिक (रैखिक) थरथरानवाला को एक उपयुक्त गैर-रैखिकता की आवश्यकता है"।

इस स्पष्ट विरोधाभास का कारण पहले से ही एक अन्य उत्तर में समझाया गया था: प्रत्येक "साइनसोइडल" थरथरानवाला को एक आयाम विनियमन तंत्र की आवश्यकता होती है। छोटे आयाम (दोलन की शुरुआत) के लिए लूप का लाभ एकता से थोड़ा बड़ा होना चाहिए - इस प्रकार दोलन को निर्मित करने की अनुमति मिलती है। हालांकि, इससे पहले कि हार्ड-लिमिटिंग (आपूर्ति रेल) ​​हो जाए, आगे की वृद्धि को रोकने के लिए लूप का लाभ अपने आप कम हो जाना चाहिए।

इसलिए, हमें एक सर्किटरी की आवश्यकता है जो आयाम-निर्भर है - जिसका अर्थ है: गैर-रैखिक। नतीजतन, लूप समय-समय पर "1" के आसपास झूलता रहता है - और बंद-लूप एस-प्लेन के दाहिने आधे हिस्से (बढ़ते आयाम) और बाएं आधे (सड़ने वाले आयाम) के बीच थोड़ा स्विंग करता है। पोल (सैद्धांतिक रूप से दोलन की कसौटी के अनुसार आवश्यक) को सीधे कल्पना पर रखना संभव नहीं है। एस-प्लेन की धुरी।

अब - समस्या निम्नानुसार है: गैर-रैखिकता को (एक) पर्याप्त होना चाहिए ताकि हार्मोनिक विकृतियों के संबंध में दोलन (सभी सहिष्णुता के विचार के साथ) और (ख) जितना संभव हो उतना छोटा हो सके। इसलिए, एक व्यापार बंद आवश्यक है।

इस उद्देश्य के लिए उपयोग में विभिन्न गैर-रेखीय तत्व हैं (डायोड, एफईटी-रोकनेवाला, अवरोधक के रूप में ओटीए, प्रकाश बल्ब, थर्मिस्टर्स, ...)। हालांकि, अपेक्षाकृत बड़े समय स्थिर के साथ एक अतिरिक्त विनियमन पाश (सुधार और नियंत्रित सक्रिय लाभ ब्लॉकों से युक्त) का उपयोग करके सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त किए जाते हैं। इस बार स्थिरांक ध्रुवों की आवधिक आंदोलनों को निर्धारित करता है (जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है)। ऐसे सिद्धांतों का उपयोग करते हुए, 0.01% के क्रम में THD मान संभव हैं।

संपादित करें: (अतिरिक्त जानकारी)।

दो या दो से अधिक opamps के साथ थरथरानवाला टोपोलॉजी हैं जिनकी अच्छी विशेषताएं हैं: एक में से एक "नरम आयाम सीमित" करता है और दूसरे एम्पलीफायर इकाई का ouput पहला ओपैंप का एक लोअर / बैंडपास फ़िल्टर किया गया संस्करण है। यह संरचना आश्चर्यजनक रूप से छोटे THD मूल्यों की अनुमति देती है। उदाहरण हैं: दो-इंटीग्रेटर लूप (अलग-अलग समय स्थिरांक के साथ) और जीआईसी-आधारित थरथरानवाला।

Answer 4

वहाँ कुछ अच्छे फंक्शन जनरेटर IC, Exar XR2206 और Maxim MAX038 हुआ करते थे ।

XR2206 ने 0.01 हर्ट्ज से 1 मेगाहर्ट्ज तक साइन, स्क्वायर, त्रिकोण, रैंप और पल्स वेवफॉर्म का उत्पादन किया; मैक्सिम 0.1 Hz से 20 MHz तक समान है।

दोनों को अब डिजी-की पर अप्रचलित के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, लेकिन आप उन्हें अभी भी आसपास खोज सकते हैं, जैसे कि जेमेको में। नोट: $ 7.95 के लिए "क्लीयरेंस"। उसी कीमत के लिए आप एक डॉलर अधिक के लिए हांगकांग से एक किट प्राप्त कर सकते हैं ।

न जाने क्यों उन्हें बंद कर दिया गया है, शायद लोगों को लगता है कि माइक्रो-कंट्रोलर + डीएसी + लुकअप टेबल का उपयोग करना आसान है।

Comments

(+1) और पुराना (अब पुराना भी है) इंटेरसिल ICL8038 भी था। मुझे आश्चर्य होता है कि मैक्सिम ने अपने MAX038 भाग संख्या का 038 भाग क्यों चुना ...?

— सैगिबसन

उन लोगों के नाम

— बताएं

~ 2% टीएचडी कई अनुप्रयोगों के लिए "साइन वेव" के रूप में नहीं गिना जाता है। टेस्ट गियर का मतलब दूसरे सर्किट में विकृति की जांच करना है, एक के लिए। आप जिन चिप्स के बारे में बात करते हैं, वे मूल रूप से त्रिकोण तरंग उत्पादक हैं, जो पोस्ट-प्रोसेसिंग के साथ या तो आउटपुट को स्क्वायर करते हैं या इसे थोड़ा बंद करते हैं।

— वॉरेन यंग

उत्पादन आईसी निर्माण को ओवरहेड की एक असाधारण मात्रा की आवश्यकता होती है, और फैब्स अच्छी तरह से निष्क्रिय नहीं होते हैं, इसलिए यह कम मात्रा में चलाने के लिए संभव नहीं है। मैक्सिम शायद ही कभी भागों को मारता है, लेकिन MAX038 में कोई वॉल्यूम डिजाइन जीत नहीं था, प्रतीत होता है कि प्रत्येक इंजीनियर 1 यूनिट का नमूना ले रहा है और खुद को एक बेंच थरथरानवाला बना रहा है। तो कोई नई वेफर के बीच शुरू नहीं होता है, और कोई भी डिजाइन नहीं जीतता है, और फैब नए उपकरणों में अपग्रेड करता है (मास्क को अप्रचलित बनाता है), और वितरक अपने शेल्फ स्थान के लिए किराया लेते हैं, कोई भी भुगतान नहीं करना चाहता है कि इस हिस्से की वास्तव में लागत क्या है। मैक्सिम इस भाग को मुफ्त में देने से बेहतर होता।

— मार्क