Современная электроника №2/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 44 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2024 бы их можно было увидеть . Когда идёт процесс зарядки , горит красный свето - диод ( рис . 8 б ). По окончании зарядки красный светодиод гаснет и зажига - ется синий ( рис . 8 в ). Зарядку аккуму - лятора необходимо производить при выключенном приборе . Если же зарядка для телефона обе - спечивает ток не более 0,5 А , то ради - атор не нужен , так как в этом случае нагрев платы небольшой ; правда , вре - мя зарядки аккумулятора будет суще - ственно больше . Основными потребителями тока в генераторе являются : МК (3 мА про - тив 5 м A в [1]), DDS (4,3 мА против 5 м A в [1]), ИУ (4 мА против 5 мА в [1]) и дисплей (5 мА против 0,5 мА в [1]). Все остальные микросхемы ( ста - билизаторы и ОУ ) – микропотребля - ющии и вместе взятые потребляют не более 0,1 мА , поэтому потребление тока ими можно не учитывать . Таким образом , общее потребление тока прибора составляет не более 16,3 мА . Учитывая , что ёмкость аккумулято - ра составляет 3 А ⋅ ч , или 3000 мА ⋅ ч , время непрерывной работы прибора при полностью заряженном аккуму - ляторе составит : 3000 мА ⋅ ч / 16,3 мА  180 часов . Результаты работы Далее приведены результаты изме - рений параметров выходного сигна - ла генератора как по частоте , так и по форме . Сравнение числового значения частоты , набранной на приборе ( их фотографии , на взгляд автора , при - водить нет смысла ), и частоты реаль - ного выходного сигнала , измеренной частотомером ( рис . 9), показывает , что они полностью совпадают . Этот результат – следствие достаточно точ - ной настройки частоты кварцевого резонатора 8 388 608 Гц ( рис . 6). Поми - мо частотомера , сигнал с прибора был подан параллельно на аналоговый осциллограф ( рис . 9 в ). Как можно убе - диться из этой фотографии , сигнал – достаточно гладкая функция , лишён - ная каких - либо « зазубрин », присущих цифровым сигналам . Это является следствием применения конденсатора C10 ( рис . 1), являющегося своеобраз - ным НЧ - фильтром , сглаживающим цифровое представление выходного сигнала ЦАП в DDS. Что касается формы выходного сиг - нала генератора , то она может быть оценена , по крайней мере , по трём параметрам . Во - первых , этот сигнал можно оце - нить чисто визуально с помощью ана - логового осциллографа . Как видно из рис . 9 в , сигнал очень похож на сину - соидальный . Кстати , несмотря на субъективность визуального наблю - дения , даже незначительные откло - нения формы сигнала от синусои - дальной достаточно заметны . Так что подобную оценку сигнала на синусо - идальность нельзя сбрасывать со сче - тов . Во - вторых , синусоидальность сиг - нала легко проверяется по его спек - тру . Если в спектре сигнала при - сутствует единственный пик на соответствующей частоте и отсут - ствуют какие - либо боковые лепест - ки , присущие , например , спектру прямоугольного или треугольно - го меандра , то однозначно можно констатировать , что сигнал синусо - идальный . Для оценки спектра сиг - нал с генератора был подан на цифро - вой осциллограф ( рис . 10) с открытым входом , т . е . пропускающим посто - янную составляющую сигнала , что отмечено значком черты и несколь - ких точек над ней ( в левой нижней части экрана слева от буквы «F»). На снимках экрана ( рис . 10 а – рис . 10 д ) представлены как сами осциллограм - мы сигналов ( жёлтого цвета ), с разре - шением по вертикали 0,5 В / деление ( надпись «500mV» жёлтого цвета в левой нижней части экрана ), так и их спектры , подсчитанные с помощью быстрого преобразования Фурье – БПФ (fast Fourier transform – FFT) – сиреневого цвета . На рис . 10 е разре - шение по вертикали 0,1 В / деление ( надпись «100mV»). Как видно из рис . 10, спектры сиг - налов на частотах 20 Гц ( рис . 10 а ), 1 кГц ( рис . 10 б ), 20 кГц ( рис . 10 в ), 50 кГц ( рис . 10 г ) с амплитудой 1 В и на частоте 90 кГц с амплитудой 0,3 В ( рис . 10 е ) имеют единствен - ный пик на соответствующей часто - те . Дополнительные лепестки рядом с этим пиком , а также дополнитель - ные пики на других частотах , кро - ме основных , на спектрах , как мож - но заметить , отсутствуют . Кроме того , хотя осциллограммы сигна - ла имеют « зазубрины », что являет - ся следствием не самого сигнала , а его представления на экране цифро - вого осциллографа , форма сигнала визуально близка к синусоидальной . А вот спектр сигнала частотой 90 кГц и амплитудой 1 В ( рис . 10 д ) имеет боковые лепестки , что указывает на наличие дополнительных частот в сигнале . Кроме того , даже по осцил - лограмме можно заметить , что сиг - нал явно не синусоидален ( он ско - рее напоминает несколько размытый треугольный меандр ). И наконец , в - третьих , синусоидаль - ность сигнала может быть проверена соотношением действующего и ампли - тудного его значений . Как известно , если функция u(t) = U amp sin( ω t), где U amp – амплитуд - а г б в д Рис . 9. Показание частотомера при набранных на приборе частот : а – 20 Гц , б – 1000 Гц , в – 20 000 Гц , г – 50 000 Гц , д – 90 000 Гц