Добрый день, коллеги!

Ко мне обратились с вопросом, можно ли организовать для маленького терапевтического приборчика выдачу напряжения изменяемой амплитуды от 6 до 9 В. Формы: синус, пила, прямоугольник и треугольник. Ток нагрузки не более 1 мкА.

Для чего это нужно, и откуда взяты цифры мне не говорят.

Также сейчас мало известно какая точность по амплитуде и форме напряжения нужна. Частоты тоже не известны.


У меня в голове сложилось "черновое" решение: ШИМ -> ФНЧ->(возможно какой-либо повторитель, усилитель сигнала)->тело человека. ШИМ взять прямо с микроконтроллера, если он потянет частоту сигнала.

Могут ли быть подводные камни, или сейчас рано об этом судить, не имея полного ТЗ на руках? Я никогда не сталкивался с нагрузкой в виде тела человека))) За исключением пальцев в розетку.

Спасибо!

Если в ТЗ будет написано "тело человека" - то лично я бы не брался вообще. Так как это понятие очень сильно растяжимое и в ТЗ "для маленького терапевтического приборчика" неописуемое. В ТЗ нужно указать те параметры, которые волнуют Вас как разработчика, например : сопротивление нагрузки макс/мин, величина ограничения по току (то есть если какую-то величину тока превышать нельзя). Вы же тестировать и отлаживать как-то должны. Да и сдавать работу придется (демонстрировать соблюдение всех пунктов ТЗ). Если указать данные параметры не могут- то нужно сначала затратить время-деньги на составление такого внятного ТЗ.
Если же в ТЗ напишут "тело человека" - то это не просто разработка, а честный НИОКР, с бюджетом на несколько лет и несколькими итерациями (люди бывают разные, после каждого найденного уникума, проверенного в сырую погоду после литра спирта, Вам придется новую версию прототипа делать)

Пока не скажут -не беритесь.
Ох уж эти медики!
Мне приятель , лет 20 назад рассказывал , что к нем обратился один такой и просил сделать очень "секретную схему" на кмоп ЛА7 (кажется).
То что от вас хотят, скорее всего называется -электроакопунктурный стимулятор.(ну не дефибрелятор же) Схем навалом в интернете , в "Радио"

Безотносительно конечной цели, черновое решение неудачно. Чтобы получать сигналы различной формы и амплитуды (а, тем более, разных частот) при помощи ШИМ и ФНЧ придётся менять параметры последнего. Иначе получится совсем приблизительные формы. ФНЧ ведь "стремится" сгладить любую форму до синуса.
Тут лучше взять ЦАП (или 2 ЦАПа), выйдет если дороже, то не существенно, зато удобнее и качественнее.

Поддерживаю. ЦАП + регулируемый усилитель. Восьми разрядов Фолю будет вполне достаточно.

А подробнее можно - частотный диапазон, точность, вид управления параметрами - цифровой, напряжением, или можно просто резисторами ?

Не говорят, не потому что скрывают, а просто не знают. :-)
Вот увидите , все кончится функц.генератором на кмоп логике. :-)

Ох уж эти эмбеддеры....
Пары сдвоенных LM358 и двух потенциометров часто хватает.
ТЗ-то нет, как всегда. Ни частоты, ни чистоты, ни амплитуды. Только не нужно соглашаться на синус с 0.001% гармоник. 5-10% достаточно для лечения любой холеры.

Спасибо, друзья!
Буду уточнять чего людям надо)
ШИМ + ФНЧ действительно я не подумал ляпнул)

Вы как раз правильно ляпнули.
Это называется генератор функциональных сигналов на микроконтроллере, можете поискать готовые проекты с исходниками.
ШИМ + ФНЧ - это аналог ЦАПа, так часто и делается если выходной сиганл значительно низкочастотнее, чем ШИМ.
Если частота ШИМ раз в 10 превышает верх требуемой полосы сигнала, то достаточен пассивный RC фильтр.
На выходе еще нужен усилитель напряжения.

Кстати, определитесь в ТЗ и с полосой сигнала, например, идеальный меандр и треугольник имеют бесконечный спектр, а Вам это не надо.

ЦАП
+1

Да, я уже тоже стал склонятся к ЦАП. Как-то проще и естественнее для меня. Не уверен пока, как себя RC-фильтр поведет при формировании различных форм сигналов.

Да нормально себя поведёт, при достаточном запасе частоты и правильно сделанром фильтре.
Вот только достаточность пассивного RC при 10-кратном превышении частоты ШИМ над полосой сигнала, IMHO, оптимизм.
Пусть ШИМ 10 бит. Пусть хотим, чтобы размах пульсаций несущей ШИМ был на уровне разрешения, т.е. около 1/1000 от полного размаха.
При 10-кратном запасе по частоте нужен фильтр минимум 3-го порядка. На чистом пассиве мне уже как-то не очень нравится.
Врочем, уже с одним транзистором выходит немого легче :-) (RC + второго порядка на повторителе). Но всё равно 10-кратного запаса мало.
Конечно, если взять 8 бит и снизить требования по пульсациям, то чистого пассива хватит.

Учитывая наличие ЦАП в крохах типа STM32F100 не вижу никакого смысла делать ШИМ-цап.

Ну вот и замечательно! Значит будем уточнять ТЗ, и думать)
Спасибо!!!

Если медики предполагают, что частоты воздействий результирующего сигнала действуют определённым образом на основании уже каких-то опытов или т.п., то им совершенно не известно как будут действовать гармоники (сигналы со ступеньками даже с учётом фильтров и незначительной величины). Вычищать сигналы, сформированные при помощи АЦП и ШИМ, дело непростое, и требование низких процентов гармоник в некоторых случаях может быть обоснованным.

Не стоит забывать особенности цифровой техники, поэтому предлагаю вариант - аналоговые генераторы управляемые при помощи ЦАП (частота, усиление).



Это далеко не самое главное. Будь аккуратен, от тебя будут зависеть жизни. Однако, медицина

Ну, 9В да при питании от батарейки - пройдет при любых условиях, тем более что прибор терапевтический - т.е. не предполагается, что его будут подключать в "потроха" пациента.
При питании от сети - надо очень хорошо смотреть и думать - "медицина однако"....
А по самой схемотехнике - да действительно МК+ЦАп+усилитель управляемый напряжением. Да, кстати, мне встречались подобные задания - так там были частоты до 1 кГц.

А есть ещё готовые генераторы/синтезаторы частот, например AD9833. Вырабатывает синус,треугольник. Прямоугольник изэтого не сложно сделать, вот только пилу не знаю как. Наверняка у Analog Device есть генераторы под все формы сигнала.

Спасибо, коллеги!
Не ожидал такого отклика)
От заказчика пока тишина...

95% глобальных проектов уже через неделю заканчиваются глобальной тишиной.
Так что ничего страшного. Ждите другого заказчика.

Но генератор , пока сделайте.