Цифровой генератор опорного напряжения на ATtiny13

Сегодня я расскажу вам, как с помощью встроенного в микроконтроллер ATtiny13 ШИМ-модуля сделать цифровой 8-битный генератор опорного напряжения 0 — 5В.

Идея девайса до гениальности проста. На одном из выходов контроллера с помощью встроенного модуля ШИМ генерируются прямоугольные импульсы, которые затем сглаживаются обычным RC-фильтром. Величина сглаженного напряжения, как вы понимаете, определяется длительностью генерируемых импульсов. А поскольку длительность импульсов определяется 8-битным счётчиком, соответственно, изменяя значение этого счётчика — можно получить 256 различных уровней выходного напряжения. Много это или мало? Давайте прикинем. Для интервала 0-5В один шаг получается примерно равным 19,5 мВ.

Не буду дальше томить, перейдём к схеме:

Схема цифрового источника опорного напряжения

Детали:

  1. C1 — 47 мкФ х 35В
  2. C2, C4, C5 — 10 мкФ х 16В
  3. C3, C6 — 0,1 мкФ
  4. R1, R2, R3 — 4,7 кОм
  5. КН1, КН2 — кнопки для увеличения / уменьшения выходного напряжения

При использовании контроллера в SMD-корпусе очень удобно используемые для программирования ноги вывести на отдельные разъёмы (чтобы контроллер каждый раз от платы не отпаивать).

Как видите, у контроллера остались ещё две незадействованные ноги. На эти ноги можно подвесить, например, ИК-приёмник (чтобы управлять девайсом с помощью ИК-пульта) или, скажем, реализовать на них какой-нибудь интерфейс.

Вот так это выглядит в готовом виде:

Фото цифрового источника опорного напряжения

  1. Скачать печатную плату (DipTrace 2.3)
  2. Программа для микроконтроллера
  3. Здесь можно посмотреть видео работы
  4. и здесь тоже

В собранном образце максимальные пульсации выходного напряжения были зафиксированы на уровне 3,4 мВ, что, согласитесь, совсем неплохо (сравнимо, например, с напряжением смещения нуля средненьких операционников).

Хотелось бы добавить пару слов о том, где такой девайс можно использовать. Собственно говоря, сам по-себе этот девайс был собран исключительно для экспериментов и как отдельное, самостоятельное устройство — нафиг не нужен. Его вряд ли получится использовать, например, в качестве генератора звука или какого-нибудь напряжения хитрой формы, поскольку он, во-первых, слишком медленный (максимальная частота ШИМ — 37,5 кГц + нужно хотя бы пару периодов, чтобы выходное напряжение стало таким, как нам нужно), а, во-вторых, имеет маленькую нагрузочную способность.

Единственное логичное использование такого девайса — в качестве генератора опорного напряжения (когда нас не так сильно волнует, через какое время установится задаваемый нами уровень напряжения) и не нужна большая нагрузочная способность. Однако, в этом случае наш девайс лучше делать встроенным в то устройство, в котором он будет работать (а не прикручивать его навесом) чтобы избежать лишних наводок.

А теперь вспоминаем, — где нам чаще всего нужны генераторы опорного напряжения? Правильно, — во всяких блоках питания. Конечно полноценный регулируемый блок питания с таким генератором не сделаешь, — слишком маленькая разрядность (хотя намёк, я думаю понятен — берём ЦАП с большей разрядностью и вперёд), но, например, для драйвера мощных светодиодов будет в самый раз.

Добавить комментарий