Современная электроника №2/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2024 Усовершенствованный НЧ - генератор синусоидальных сигналов на базе DDS AD9833, микроконтроллера EFM8SB10 и 0,91 ″ дисплея OLED-1306 с батарейным питанием В статье описан генератор синусоидальных сигналов на основе малопотребляющих микросхем : прямого цифрового синтеза (DDS) AD9833B, микроконтроллера ( МК ) EFM8SB10, инструментального усилителя ( ИУ ) AD8231 и ОУ OPA333, с « нулевым » смещением (zero drift) каждый , стабилизаторов TPS78230 (3 В ), STLQ15M15R (1,5 В ) и 0,91 ″ дисплея OLED-1306 с разрешением 128×32 пиксела . Источником питания служит аккумулятор 18650-HG2 ёмкостью 3 А ⋅ ч , обеспечивающий непрерывную работу прибора до 180 часов без подзарядки . Диапазон частот генератора от 1 Гц до 100 кГц с амплитудой до 0,3 В и до 50 кГц с амплитудой до 1,4 В с дискретностью выбора частоты 1 Гц . Приведены принципиальные схемы , разводка платы и конструкция прибора , его программные средства , порядок работы с ним и результаты его работы . Алексей Кузьминов Файл разводки печатной платы и программа для МК доступны для скачивания по ссылке Введение Подобный генератор , описанный автором в статье [1], показал хоро - шую работу , однако основным его недостатком является использование достаточно старого LCD Nokia-5110, требующего довольно интенсивного освещения , поскольку он работает на отражённом свете . При слабом же осве - щении разобрать символы на нём весь - ма проблематично . Применение дис - плея OLED-1306, в котором каждый пиксел представляет собой органиче - ский светодиод и сам светится , полно - стью снимает эту проблему , поскольку освещения для этого дисплея вообще не требуется , и он может работать даже в полной темноте . Помимо этого , более высокое разрешение этого дисплея (128×32 против 84×48 в Nokia-5110) позволяет считывать информацию с него более комфортно . Кроме того , в настоящей разработ - ке сделаны несколько усовершенство - ваний , которые позволили существен - но уменьшить размер корпуса прибора с 75×75×30 мм в [1] до 70×45×30 мм , или , другими словами , он стал поч - ти в 1,5 раза компактнее , или мини - атюрнее . Эти усовершенствования заключа - ются в следующем . Во - первых , использование квар - цевого резонатора в корпусе HC49S3 размером в 3,7 раза меньше корпу - са HC49U, применённого в [1], DDS AD9833B в корпусе MSOP10 вместо кор - пуса LFCSP10 у AD9837, у которого сни - зу расположена « земляная » пластина , позволили существенно упростить раз - водку платы , в результате чего она ста - ла более компактной (20×36 мм против 22×40 мм в [1]). Во - вторых , использо - вание миниатюрных тактовых кно - пок TC-021, которые в несколько раз меньше кнопок DS-612, применённых в [1], позволило существенно снизить размер корпуса прибора . В - третьих , более миниатюрный корпус дисплея OLED-1306 по сравнению с корпусом LCD Nokia-5110, применённого в [1], также способствовал снижению раз - мера корпуса прибора . Применение дисплея OLED-1306 немного увеличило ток потребления устройства , вместе с тем использо - вание кварцевого резонатора часто - той 8 388 608 Гц ( против 16 777 216 Гц в [1]), т . е . в 2 раза ниже , уменьшило ток потребления МК и ИУ ( см . далее ), в результате чего время работы при - бора без подзарядки уменьшилось до 180 часов против 200 часов в [1], одна - ко этот факт не является определяю - щим , поскольку на дисплей выводится состояние зарядки аккумулятора , и его всегда можно подзарядить от зарядно - го устройства . Кстати , в статье приведе - но описание более компактного заряд - ного устройства . В настоящей статье несколько мень - ше внимания уделено программным средствам , поскольку они подробно описаны в [1], зато более подробно описаны результаты работы прибора . В частности , приведены осциллограм - мы и спектры сигналов , снятые циф - ровым осциллографом , на основании которых делается вывод об их синусо - идальности . Дальнейшее изложение построено следующим образом . Вначале приведе - ны принципиальные схемы печатной платы и дополнительных устройств прибора , затем – программные сред - ства для него , далее рассмотрены раз - водка и внешний вид его платы . После этого рассказано о настройке и кон - струкции прибора , порядке работе с ним и , наконец , показаны результа - ты его работы . Принципиальные схемы Основой схемы платы генератора ( рис . 1) является сверхнизкопотребля - ющий МК EFM8SB10-QFN20 (DD1) в корпусе для поверхностного монтажа QFN20 размером 3×3 мм . Конденсатор C8 блокировочный и положен по шта - ту работы МК . Сопряжение МК с DDS и дисплеем OLED-1306 организовано по однонаправленному интерфейсу SPI, или , другими словами , в эти устрой - ства только передаётся ( но не прини - мается от них ) информация с помощью сигналов SCK и MOSI, а также сигна -