डिजिटल पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके प्रोग्रामेबल ऑसिलेटर्स का निर्माण कैसे करें

डिजिटल पोटेंशियोमीटर (डिजीपीओटी) बहुमुखी हैं और इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एसी सिग्नल को फ़िल्टर करने या उत्पन्न करने के लिए। हालांकि, कभी-कभी आवृत्ति को विविध और वांछित अनुप्रयोग के अनुकूल होने में सक्षम होना चाहिए। एक उपयुक्त इंटरफ़ेस के माध्यम से आवृत्ति को समायोजित करने के लिए प्रोग्राम करने योग्य समाधान ऐसे डिज़ाइनों में बेहद सहायक होते हैं और कुछ मामलों में, विकास की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। प्रोग्राम करने योग्य थरथरानवाला अपेक्षाकृत आसानी से बनाने की एक विधि जिसमें डिजीपोट का उपयोग करके दोलन आवृत्ति और आयाम को एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से समायोजित किया जा सकता है, इस आलेख में वर्णित है। चित्र 1 एक विशिष्ट डायोड-स्टेबलाइज्ड वीन-ब्रिज ऑसिलेटर दिखाता है जिसके साथ लगभग 10 kHz से 200 kHz की सीमा में सटीक साइनसोइडल सिग्नल आउटपुट (VOUTPUT) पर महसूस किए जा सकते हैं। वियन-ब्रिज ऑसिलेटर्स को इस तथ्य की विशेषता है कि एक ब्रिज पथ एक बैंड-पास फिल्टर द्वारा और दूसरा वोल्टेज डिवाइडर द्वारा बनता है। यह उदाहरण उपयोग करता है — ADA4610-1 रेल-टू-रेल सटीक एम्पलीफायर के अलावा- AD5142 डिजीपोट, जिसमें दो स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने योग्य पोटेंशियोमीटर होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में 256 चरणों का रिज़ॉल्यूशन होता है। प्रतिरोध मूल्यों की प्रोग्रामिंग एक एसपीआई के माध्यम से की जाती है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। वैकल्पिक रूप से, AD5142A, जिसे I2C के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है, का उपयोग किया जा सकता है। दोनों वेरिएंट 10 kΩ या 100 kΩ पोटेंशियोमीटर के रूप में उपलब्ध हैं। चित्रा 1. आयाम स्थिरीकरण के साथ प्रोग्राम करने योग्य वीन-ब्रिज ऑसीलेटर जिसमें प्रतिरोधों को डिजीपोट द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। चित्र 2. AD5142 का ब्लॉक आरेख। चित्र 1 में दिखाए गए क्लासिक ऑसिलेटर सर्किट में, R1A, R1B, C1 और C2 के साथ पथ सकारात्मक प्रतिक्रिया बनाता है, जबकि नकारात्मक प्रतिक्रिया R2A, R2B और दो समानांतर डायोड D1 और D2 या उनके प्रतिरोध RDIODE के माध्यम से प्रदान की जाती है। यहां, समीकरण 1 लागू होता है: निरंतर स्थिर दोलन प्राप्त करने के लिए, लूप लाभ के चरण बदलाव को समाप्त करना आवश्यक है। सूत्रों द्वारा व्यक्त, थरथरानवाला आवृत्ति के लिए निम्नलिखित शब्द प्राप्त होता है: यहाँ, R AD5142 पर प्रोग्राम करने योग्य प्रतिरोध मान है: D AD5142 में प्रोग्राम किए गए डिजिटल कोड का दशमलव समतुल्य है, और RAB पोटेंशियोमीटर का कुल प्रतिरोध है। दोलन को बनाए रखने के लिए, वियन-ब्रिज को अपेक्षाकृत संतुलित होना चाहिए - यानी सकारात्मक प्रतिक्रिया का लाभ और नकारात्मक प्रतिक्रिया का लाभ समन्वित होना चाहिए। यदि सकारात्मक प्रतिक्रिया (लाभ) बहुत बड़ी है, तो एम्पलीफायर के संतृप्त होने तक दोलन आयाम या VOUTPUT बढ़ जाएगा। यदि नकारात्मक प्रतिक्रिया हावी है, तो आयाम तदनुसार कम हो जाएगा। यहां दिखाए गए सर्किट के लिए, लाभ R2/R1 को लगभग 2 या कुछ अधिक पर सेट किया जाना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि संकेत दोलन करना शुरू कर देता है। हालांकि, नकारात्मक फीडबैक लूप में डायोड का वैकल्पिक टर्न-ऑन भी लाभ को अस्थायी रूप से 2 से कम कर देता है और इस तरह दोलन को स्थिर कर देता है। एक बार वांछित दोलन आवृत्ति निर्धारित हो जाने के बाद, दोलन के आयाम को R2 के माध्यम से आवृत्ति से स्वतंत्र रूप से ट्यून किया जा सकता है। इसकी गणना निम्नानुसार की जा सकती है: चर आईडी और वीडी, क्रमशः, डायोड फॉरवर्ड करंट और डायोड फॉरवर्ड वोल्टेज को D1 और D2 में दर्शाते हैं। यदि R2B को छोटा किया जाता है, तो लगभग ±0.6 V का एक दोलन आयाम प्राप्त होता है। R2B के परिमाण के सही क्रम के साथ, संतुलन प्राप्त किया जा सकता है ताकि VOUTPUT अभिसरण हो। चित्र 1 में दिखाए गए सर्किट में, R100B के लिए एक अलग 2 kΩ डिजीपोट का उपयोग किया जाता है। निष्कर्ष वर्णित सर्किट और एक 10 kΩ दोहरे डिजीपोट के साथ, 8.8 kHz, 17.6 kHz, और 102 kHz की दोलन आवृत्तियों को क्रमशः 8 kΩ, 4 kΩ और 670 के प्रतिरोध मानों के साथ ट्यून किया जा सकता है, जिसमें कम आवृत्ति त्रुटि होती है। ± 3%। फ़्रीक्वेंसी त्रुटि पर प्रभाव के साथ उच्च आउटपुट फ़्रीक्वेंसी भी संभव है। उदाहरण के लिए, 200 kHz पर, आवृत्ति त्रुटि बढ़कर 6% हो जाएगी। आवृत्ति-निर्भर अनुप्रयोगों में ऐसे सर्किट का उपयोग करते समय, यह भी महत्वपूर्ण है कि डिजीपोट की बैंडविड्थ सीमा का उल्लंघन न करें क्योंकि यह प्रोग्राम किए गए प्रतिरोध का एक कार्य है। इसके अलावा, चित्र 1 में आवृत्ति ट्यूनिंग के लिए आवश्यक है कि R1A और R1B के लिए प्रतिरोध मान समान हों। हालाँकि, दो चैनलों को केवल क्रमिक रूप से सेट किया जा सकता है और एक क्षणिक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती स्थिति की ओर ले जा सकता है। यह कुछ अनुप्रयोगों के लिए अस्वीकार्य हो सकता है। ऐसे मामलों में, एक ही समय में दोनों प्रतिरोध मूल्यों को बदलने की अनुमति देने के लिए डेज़ी-चेन मोड (उदाहरण के लिए, AD5204) के साथ डिजीपोट का उपयोग करना संभव है।

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