矩形波だけのファンクションジェネレーターを改良した。

• AVRのPWMで出力した矩形波を可変抵抗でレベル調節する。
• GNDレベルをGNDとVCC/2の仮想グランドに切り替えられるようにする。

という方針で、出力部を作り直した。

プロジェクトはGithubで公開しています。
https://github.com/ryood/SQR_FG

回路図

基板図

VCC/2の生成にはTLE2426を使っているのでかなりシンプルだ。

元の出力部（バッファリング＋MOS-FETによるGNDレベル切り替え）との比較

すっかり小さくなった（＾ｑ＾；

ケース内配線図

ケースに組み込み

外観

ファームウェアの改修

ついでにファームウェアも変更した。

PWMのプリスケーラを変更して4MHzから0.15625Hz（6.4秒周期）まで出力できるようにした。

元のソースがいきあたりばったりでかなり汚かったので、機能を関数に分離して多少わかりやすいようにした。

<出力周波数表>

Pre-scaler	cycle	出力周波数(Hz)
1	2	4000000
	5	1600000
	10	800000
	20	400000
	50	160000
	100	80000
	200	40000
	500	16000
	1000	8000
	2000	4000
	5000	1600
	10000	800
	20000	400
	50000	160
8	2	500000
	5	200000
	10	100000
	20	50000
	50	20000
	100	10000
	200	5000
	500	2000
	1000	1000
	2000	500
	5000	200
	10000	100
	20000	50
	50000	20
64	2	62500
	5	25000
	10	12500
	20	6250
	50	2500
	100	1250
	200	625
	500	250
	1000	125
	2000	62.5
	5000	25
	10000	12.5
	20000	6.25
	50000	2.5
256	2	15625
	5	6250
	10	3125
	20	1562.5
	50	625
	100	312.5
	200	156.25
	500	62.5
	1000	31.25
	2000	15.625
	5000	6.25
	10000	3.125
	20000	1.5625
	50000	0.625
1024	2	3906.25
	5	1562.5
	10	781.25
	20	390.625
	50	156.25
	100	78.125
	200	39.0625
	500	15.625
	1000	7.8125
	2000	3.90625
	5000	1.5625
	10000	0.78125
	20000	0.390625
	50000	0.15625

プログラムの動作

状態遷移

周波数設定・デューティー設定モードのLCD表示

プリスケーラ設定モードのLCD表示

出力波形

周波数：1kHz 振幅：5V GNDレベル：GND

周波数：1kHz 振幅：5V GNDレベル：VCC/2

周波数：1kHz 振幅：1V GNDレベル：GND

周波数：1kHz 振幅：1V GNDレベル：VCC/2

周波数：4MHz 振幅：5V GNDレベル：GND

周波数：4MHz 振幅：5V GNDレベル：VCC/2

立ち上がり

周波数:1kHz 振幅:5V GNDレベル:GND

OverShoot: 48.1%
PreShoot: 1.9%
Rise Time: 6.000ns

周波数:1kHz 振幅:1.5V GNDレベル:GND

OverShoot: 2.7%
PreShoot: 1.4%
Rise Time: 123.000ns

立ち下がり

周波数:1kHz 振幅:5V GNDレベル:GND

OverShoot: 2.7%
PreShoot: 1.4%
Fall Time: 123.000ns -> Slew Rate: 12.2V/us

周波数:1kHz 振幅:1.5V GNDレベル:GND

OverShoot: 0.0%
PreShoot: 1.3%
Fall Time: 136.000ns　-> Slew Rate: 11.0V/us

メモ：

出力レベルを下げるために10kΩのPOTで分圧すると、波形がなまる。どこかの容量成分が影響していると思うけど理由はわからない。

同時にクロックノイズのレベルも下がるようだ。←LPF的な現象。