Современная электроника №2/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 45 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2024 ное значение , а ω – частота , то средне - квадратичное значение U rms (rms – root mean square – дословно « квадратный корень из среднего квадрата ») – дей - ствующее , эффективное значение : U rms = U amp / 2 = U amp 2 /2  0,707×U amp . Действительно и обратное : если U rms = 0,707×U amp , то сигнал синусо - идален . Этот факт часто используют для определения синусоидальности сигнала . Как видно из рис . 10 а – рис . 10 д , в середине нижней части каждого из них имеется надпись жёлтого цвета «Vamp(1)= 2.00V», означающая , что амплитудное значение (U amp ) равно 2 В , хотя , судя по разрешению экра - на по вертикали (0,5 В / деление – над - пись слева снизу «500mV»), ампли - тудное значение составляет 1 В . На рис . 10 е «V amp (1)=600mV», но по раз - решению экрана по вертикали (0,1 В / деление – «100mV») амплитудное значение составляет 0,3 В . Почему за амплитудное значение в осциллогра - фе принято значение двойной ампли - туды , непонятно . Слева от этой надписи на рис . 10 а – рис . 10 в имеется другая надпись «V rms (1)= 707mV», которая означает , что действующее значение U rms = 0,707 В . На основании этого можно конста - тировать , что U rms = 0,707×U amp , или , другими словами , сигнал строго сину - соидален . На рис . 10 г , как можно заме - Рис . 10. Осциллограммы ( жёлтого цвета ) и спектры ( сиреневого цвета ) выходных сигналов прибора на экране цифрового осциллографа при частотах : a – 20 Гц , б – 1 кГц , в – 20 кГц , г – 50 кГц , д – 90 кГц ( а - д – амплитуда 1 В ), е – 90 кГц , амплитуда 0,3 В тить , «V rms (1)=716mV», поэтому U rms = = 0,716×U amp , что указывает на неболь - шую несинусоидальность этого сиг - нала ( погрешность 1,3%). На рис . 10 д «V rms (1)=674mV», и погрешность уже составляет 4,9%, что указывает на достаточно большую несинусоидаль - ность ( см . выше ). На рис . 10 е имеет - ся также небольшая несинусоидаль - ность . Если амплитуда сигнала равна 0,3 В , то действующее значение будет : U rms = 0,3 В / 2 = 0,212 В ( а не 0,208 В «V rms (1)=208mV»), т . е . погрешность , как нетрудно подсчитать , будет 1,9%, хотя визуально осциллограмма достаточно близка к синусоиде . Итак , резюмируя вышеизложен - ное , можно констатировать : резуль - таты измерений показывают , что частота , выставленная на приборе , точно соответствует измеренной , а сигнал с амплитудой 1 В практи - чески синусоидален в пределах от 1 Гц до 50 кГц , а с амплитудой 0,3 В – от 1 Гц до 90 кГц . В звуковом же диапазоне ( до 20 кГц ) сигнал стро - го синусоидален . Заключение Применение малопотребляющих ( с током потребления до единиц мА ) DDS AD9833, МК EFM8SB10, дисплея (5 мА ), ИУ (4 мА ) и микропотребляю - щих ( до 10 мкА ) ОУ OPA333, стабили - заторов TPS78230 (3 В ), STLQ15M15R (1,5 В ) и подавителя дребезга кон - тактов кнопок MAX6817 позволило сконструировать недорогой генера - тор синусоидальных сигналов зву - кового диапазона ( и даже выше ) с питанием от аккумулятора 18650-HG2 с напряжением 3,6 В ёмкостью 3 А ⋅ ч , обеспечивающим непрерывную рабо - ту прибора до 180 часов без подзаряд - ки . Отсутствие сетевого источника питания гарантирует чистоту выход - ных сигналов генератора , свободных от сетевых или ВЧ помех . Простота установки частоты с помощью всего двух кнопок , высокая яркость 0,91 ″ дисплея OLED-1306 с разрешением 128×32 пиксела способствуют удоб - ству работы с прибором , а его мини - атюрный корпус (70×45×30 мм ) и вес дали возможность брать его с собой для работы , как говорят , « в полевых условиях ». Литература 1. Кузьминов А . Генератор гармони - ческих колебаний звукового диа - пазона на базе синтезатора часто - ты AD9837B, микроконтроллера EFM8SB10 и LCD Nokia-5110 с бата - рейным питанием // Современная электроника . 2023. № 6. 2. Кузьминов А . Ю . Связь между компьюте - ром и микроконтроллером . Современ - ные аппаратные и программные сред - ства . М .: Перо , 2018. а г б д в е