GENERATORE DI SEGNALI A BASSA FREQUENZA

Descrizione

Il progetto è nato dalla necessità di avere sottomano un piccolo e comodo generatore di bassa frequenza per prove su filtri e opamp. Avevo in casa un ‘vecchio’ XR2206 (Exar); ho preso l’application note dal datasheet e l’ho circondato con qualche elemento di controllo. Questo IC, datato e fuori produzione (nota 1) non ha grandi prestazioni, ma è piuttosto versatile. Basta qualche semplice ‘complicazione’ di cablaggio per trasformarlo in un generatore di segnali modulati in ampiezza o in frequenza (FSK); oppure ottenere segnali Pulse regolabili in ampiezza. Preciso subito che quello che ho realizzato e uso è un po’ diverso da questo: innanzitutto, alla mia versione ho aggiunto un modulo frequenzimetro con un classico display LCD 2x20 (l’avevo già in casa pronto all’uso). Inoltre, con Eagle CAD ho disegnato il PCB, in realtà mai costruito perché poi ho montato tutto su una millefiori; l’ho provato, funzionava, e mi sono detto che non valeva la pena farsi anche uno stampato ‘bello’. Lo stampato dovrebbe essere corretto, ma non posso fornire garanzie. Per le connessioni al pannello ho privilegiato l’uso dei Pin Header in quanto alla fine sono più comodi; all’inizio avevo provato con un flat a 16 fili e connettore a vaschetta….scomodo.


Caratteristiche

Il generatore fornisce un segnale sinusoidale o triangolare (selezionabile) e, separatamente, un’onda quadra; quest’ultima può diventare una forma a impulso cablando differentemente alcuni pin dell’IC (vedere il datasheet). La frequenza generata va orientativamente da 50Hz a 50KHz. Volendo è possibile modificare il range (variando i valori di C1,C2 e CB2) o estendere la gamma aggiungendo 1 o più condensatori di basso valore (es. 1nF e 100pF); lo stampato prevede già altre 2 connessioni per questo. La frequenza generata è controllata dal selettore di gamma e dal potenziometro da 10K (io ho usato un multigiri). Il limite massimo teorico raggiungibile dal chip è di 1MHz. L’ampiezza del segnale S/T (sine/triangle) è regolabile con il potenziometro da 25K collegato a AMP, da 0 a circa 2Vpp per la sinusoide e circa 4Vpp per la triangolare. L’uscita Sync (onda quadra/pulse) è di ampiezza fissa, limitata a poco meno di 5V per poterla usare con i TTL. L’alimentazione è a 9 Vdc, per cui è comodo usare una batteria per avere uno strumento portatile.


Connessioni

Connettore CTRL

AM e SIN/TRI - segnali per la selezione tra onda sinusoidale/triangolare. Lasciando questi pin aperti, l’onda sarà triangolare; cortocircuitandoli si ottiene la sinusoide
FREQ – collegamento al potenziometro, con un capo a massa, per la regolazione della frequenza.


Connettore FREQ

CAP – capo comune dei condensatori di selezione di gamma
FX1 .. FX100 – collegamento ai singoli condensatori (estendibili)


Connettore SIGNAL

SYNC – uscita onda quadra / impulso, direttamente al pannello
OUT – uscita dell’amplificatore , direttamente al pannello
BUFFER IN: ingresso dell’amplificatore di segnale; utile per separare il circuito (e abbassare l’impedenza di uscita), se si vuole inserire un ulteriore potenziometro per la regolazione fine del livello, o filtri di pulizia o altro.
ST – uscita del segnale S/T. Può essere utilizzato così (attenzione che l’uscita così non è disaccoppiata in continua), oppure riportato al pin BUFFER IN tramite una sezione supplementare del commutatore rotativo di selezione forma d’onda (o tramite un jumper)


Connettore AUX: (per eventuali espansioni delle funzionalità)

AM – ingresso per la modulazione d’ampiezza
FSK – ingresso per la modulazione FSK (nota 2)
F2 – collegamento a resistenza o potenziometro per la scelta della 2° frequenza generata in FSK


Connettore AL

Riporta, per eventuali altri usi, la massa e l’alimentazione



Regolazioni

Il trimmer R10 regola la distorsione del segnale S/T. Con l’oscilloscopio, selezionando un frequenza abbastanza bassa, intorno al KHz, e con un livello di uscita a metà del massimo, trovare il punto di minore distorsione dell’onda. Il trimmer R9 invece regola la simmetria della sinusoide. Con le impostazioni viste sopra, regolarlo per ottenere che i fianchi dell’onda, in particolare vicino alle cuspidi, siano il più possibile simmetrici.

Costruzione

Se si usa il PCB che ho disegnato, attenzione a inserire i 2 ponticelli a filo indicati con righe bianche sul lato superiore. Per il cablaggio del pannello, massima libertà di scelta. Nelle foto che seguono si vedono le ‘ardite’ soluzioni architettoniche del mio montaggio.

L'esterno - manca qualche piccola rifinitura ! All'interno, invece, è ancora peggio !!!

NOTE

(1) Il chip XR2206 l’ho acquistato da Futura Elettronica (www.futuraelettronica.it) per circa 5 Euro, se ricordo bene.
(2) Per il funzionamento in FSK, collegare all’uscita R2 di AUX una resistenza verso massa. Il segnale di modulazione va applicato al pin FSK di Aux.

Costo complessivo del progetto (escluso il contenitore): tra i 15 e i 25 Euro (dipende dal tipo e qualità dei commutatori rotativi – se li usate).


Download

Qui potete scaricare il file completo in formato Eagle 4.1x.
E questo è il Datasheet del chip XR2206.

Chi non lo avesse, può scaricare la versione gratuita Light di Eagle dal sito CADSOFT
Per creare l'immagine 3D della board, ho usato l'ottimo programma Eagle3D di Matthias Weißer (grazie Matthias!) a questo Link