Sinus mit Pulsweitenmodulation erzeugen

Über PWM generiert ein PIC12F683 die Frequenz 71,9 Hz

Es gibt viele Möglichkeiten, eine Frequenz mit einem PIC-Microcontroller zu erzeugen, u.a. mit PulsWeitenModulation (PWM). Ein sehr einfaches Beispiel dafür wird im Folgenden vorgestellt: Ein PIC12F683 gibt dabei die Subton-Frequenz (CTCSS) 71,9 Hz aus.

Schaltung

*Bild: Schaltplan. Der PIC12F683 gibt mithilfe der Pulsweitenmodulation (PWM) eine Frequenz aus.*

*Bild: Die Schaltung im fliegenden Aufbau auf einem Steckbrett.*

*Bild: Das Ausgangssignal der Schaltung ist ein ansehlicher Sinus. Hier dargestellt mit unterschiedlichen Zeitbasis- und Volt/DIV-Einstellungen.*

*Vereinfachte Darstellung: Sinus durch Pulsweitenmodulation.*

Hex-Datei

Fertiger, brennbarer hex-Code zum Beschreiben des PIC12F683 für 71,9 Hz.

In 2 Versionen zum Testen (da je nach Programmiergerät alle nicht implementierten Bits entweder 1 oder 0 sind)

Download Version a

Zum Entpacken jeweils:

Download Version b

Hinweis zum Brennvorgang

Bitte beachten: Nicht jede Software für das Programmiergerät übernimmt die Konfigurationszeile selbständig aus der hex-Datei. Dann bitte manuell folgende Chip-Konfiguration für den PIC12F683 vornehmen:

Für externes Quarz:

OSC=HS, WDTE=OFF, PWRTE=ON, MCLRE=OFF, IESO=OFF, FCMEN=OFF

Für internen Oszillator:

OSC=INTRC, WDTE=OFF, PWRTE=ON, MCLRE=OFF, IESO=OFF, FCMEN=OFF

Und wie immer gilt auch hier: Der interne Oszillator des PIC unterliegt je nach Temperatur Schwankungen. Kommt es auf Frequenzstabilität bzw. Genauigkeit an, ist ein externes Quarz unbedingt empfehlenswert. Wer mit dem internen Oszillator experimentieren möchte, sollte nicht vergessen, die Konfigurationszeile entsprechend anzupassen.

Funktionsweise

Verwendet wird ein PIC Microcontroller mit hardware-mäßigem Pulsweitenausgang, wie z.B. der PIC12F683 o.ä., und eine Sinus-Tabelle.

Zum einfachen Erstellen einer Sinus-Tabelle, gibt es ein Tool von Afug-Info.de zum Download

Der PIC liest den ersten Wert der Sinus-Tabelle ein, schreibt ihn in eine Variable, übergibt diese an den internen PWM-Generator und macht eine Pause. Dann liest er den zweiten Wert der Sinus-Tabelle ein, übergibt diesen wieder an den internen PWM-Generator und pausiert. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die Sinus-Tabelle nacheinander vollständig eingelesen und übergeben wurde, dann beginnt der PIC in einer Endlosschleife wieder von vorne beim ersten Tabellenwert.

Das Angenehme an dieser Schaltung ist, dass sie mit wenigen Bauteilen auskommt. Entgegen den anfänglichen Befürchtungen verursacht der PWM-generierte Sinus weniger Oberwellen als erwartet, was speziell im Subton-Bereich aber auch mit den niedrigen Ausgangsfrequenzen zusammenhängt.

Wer diese Methode zur Erzeugung von Subtönen einsetzt, sollte beachten, dass CTCSS-Töne nicht über das Mikrofon eingespeist werden sollten (mehr dazu...).

Viel Erfolg beim Nachbauen und Experimentieren !

Weiterführende Links

Programmier-Tool: Sinus-Tabelle berechnen

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