WaveGenerator の履歴(No.2) - WiViWiKi

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波形発生器

CONTENTS

概略仕様
キーボードの選定
7セグの選定
ケースへの取り付け
システム設計

REFERENCES

http://www.niigata-power.com/indexj.html

概略仕様†

ネクストプランニング(025-256-5868渋谷)の引き合い
10Vpp, 0～20kHzの正弦波を発生させる。
電源はDC24V
7セグ3桁とテンキー12個くらい

キーボードの選定†

DMC社製PCMK-DTK-12, ミスミ扱い, 1,700円
In2Tec製4234A1, RS扱い, 3,400円
いずれも自由度が低いし高価なので、普通のSWにすることを検討。
7セグと高さを合わせるなら、13mm

7セグの選定†

10mmのものだと、厚みが13mmくらい

ケースへの取り付け†

システム設計†

I/O本数について†

D/A変換速度について†

変換時間最大10us(負荷容量20pF時)
最大周波数が20kHzだから、周期は50us。
最大周波数付近では3角波になる

周波数の可変範囲と分解能†

ITUでDMAを起動してメモリ内のデータをDACに送る
ITUのクロックは、内部クロックの1/1=62.5usから1/8=0.5us。
DACの最大変換速度の10usを出すには、ITUを1/1クロックでカウントして、カウント値は160に設定。
DACの分解能は8ビット。

DMA転送するデータ長を4, 8, 16, 32, 64, 128, 512, 1024バイトとして、DACの最大変換速度で変換すると

データ長	周期	最高周波数	最低周波数	0.5%分解能の下限(カウンタ値が200以上になる周波数)
4	40us	25kHz	61.035Hz	20kHz
8	80us	12.5kHz	30.518Hz	10kHz
16	160us	6.25kHz	15.259Hz	5kHz
32	320us	3.152kHz	7.629Hz	2.5kHz
64	640us	1.5625kHz	3.815Hz	1.25kHz
128	1280us	781.25Hz	1.907Hz	625Hz
256	2560us	390.6251Hz	0.9537Hz	312.6Hz
512	5120us	195.3125Hz	0.4768Hz	156.25Hz
1024	10240us	97.65625Hz	0.2384Hz	78.125Hz

設定例
- 10Hzに設定するには
- データ長1024を使う
- 10Hzの周期=100msを1024で割ると、97.656us。
- ITUで97.656usを設定するには、1/1クロックで、カウンタ値は1562とする。
- カウンタ値を1563とすると、ITU起動は97.625usになる。
- 97.625usで1024バイトをDMA転送すると、99.968msの周期になる。
- 周期99.968msは、10.003Hzになるので、10Hz, 11Hz, 12Hzも設定可能といえる。

20kHzに設定するには
データ長4を使う
20kHzの周期=50usを4で割ると、12.5us。
ITUで12.5usを設定するには、1/1クロックで、カウンタ値は200となる。
カウンタ値を201とすると、ITU起動は12.5625usになる。
12.5625usで4バイトをDMA転送すると、50.25usの周期になる。
周期50.25usは、19900Hzなので、周波数の設定間隔は100Hz程度になる。