Генератор нч схема: НЧ-генератор синусоидальных сигналов с 12 фиксированными частотами. СЭ №1/22

Схема синусоидальных генераторов НЧ » Паятель.Ру


Обычно, генераторы низкочастотных синусоидальных сигналов строят на операционных усилителях. Но логические элементы тоже могут работать в аналоговом режиме, — в качестве усилителей. В литературе эта тема затрагивалась неоднократно, но в основном это были схемы усилителей аналоговых сигналов (усилители НЧ на КМОП-микросхемах, приемники прямого усиления и т.п.).


Но любой усилитель, даже сделанный из логических элементов, можно превратить в генератор, — все дело в обратной связи…

На рисунке 1 приводится схема синусоидального генератора НЧ фиксированной частоты, реализованного на двух логических инверторах микросхемы К561ЛН2. Инверторы переведены в аналоговый режим с помощью ООС на резисторах R1 и R3, каждый из которых включен между входом и выходом инвертора Полученные таким образом усилители включены последовательно (как два каскада), через резистор R4.

Причем, коэффициент передачи первого каскада зависит от соотношения сопротивлений R1 и R2. Так как эти резисторы одинаковы, — коэффициент передачи первого каскада равен единице. Коэффициент передачи второго каскада определяется соотношением сопротивлений R4 и R3, и его можно подстраивать резистором R4

Резисторы R1-R2 вместе с емкостями С1 и С2 образуют мост Винна, настроенный на некоторую частоту которая определяется по известной формуле

F = 1 /(RC), где R = R1 = R2, С = С1 = С2 Чтобы получить неограниченную и неискаженную синусоиду, нужно отрегулировать соответствующим образом коэффициент передачи усилителя подстроенным резистором R4. В данной схеме, при питании от источника напряжением 9V наилучшая форма синусоиды получается при её действующем значении около 1V.

Этот генератор, хотя и выполнен на логических элементах, является чисто аналоговым, и его выходной продукт не содержит каких-то импульсных составляющих или ступенчатого напряжения, нуждающихся в фильтрации.

На рисунке 2 показана схема цифрового кварцевого синусоидального генератора, вырабатывающего синусоидальное напряжение частотой 976,5625 кГц (при частоте кварцевого резонатора 500 кГц). Здесь синусоидальное напряжение формируется из прямоугольных импульсов с помощью ЦАП на элементах микросхемы D2 и резисторах. Период состоит из 32-х ступенек.

Окончательно выходной сигнал формируется операционным усилителем А1, и включенной на его вы ходе RC цепочкой, которая сглаживает ступеньки, образующие синусоиду. Частота выходной синусоиды будет в 512 раз ниже частоты кварцевого резонатора или входных импульсов, которые, при работе от внешнего источника импульсов, можно подавать на вывод 11 D1.

При этом, детали R1, R2, Q1, С1, С2 исключаются. Схема привлекательна тем. что позволяет получить синусоидальный низкочастотный сигнал кварцевой стабильности частоты.

Генератор низкой частоты

Простая схема генератора низкой частоты, которую легко собрать своими руками

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

В данной статье на сайте Радиолюбитель, мы рассмотрим очередную

простую радиолюбительскую схемугенератор низкой частоты.

Для качественного налаживания, ремонта или разработки аудиотехники просто необходим хороший генератор синусоидального напряжения с минимальным коэффициентом гармоник. Низкочастотный генератор имеет следующие характеристики:
диапазоны частот – 20-200 Гц, 200-2000 Гц, 2000-20000 Гц;
выходное напряжение на нагрузке 3 кОм – 3 вольта;
КНИ выходного сигнала не более – 0,08 (на частоте 1000 Гц – 0,03)

Генератор питается от сети через встроенный источник питания. Усилитель, на котором выполнен генератор, собран на операционном усилители А1. Мост Вина образуют резисторы R1-R3 и конденсаторы С1-С6. Сдвоенный переменный резистор R1 служит для плавной установки частоты. Переключателем S1 переключаются конденсаторы моста Вина, и таким образом переключаются диапазоны установки частоты. Цепь стабилизации выходного напряжения образовано стабилитроном VD1 и четырьмя переключающими его полярность диодами, собранными на транзисторной сборке А2. Конечно можно использовать и отдельные диоды, но диоды даже одной партии могут существенно отличаться, что повлечет увеличение КНИ. Можно использовать диодную сборку с диодами, сделанными на одном кристалле, по тому, что тогда параметры диодов будут одинаковыми. Стабилитрон, коммутируемый транзисторной сборкой, входит в состав ООС операционного усилителя и регулирует ее глубину, не позволяя ограничиваться синусоидальному сигналу. В состав ООС также входят резисторы R5, R4 и конденсатор С7. Резистором R4 можно устанавливать глубину ООС (уровень выходного напряжения НЧ). Резистором R6 регулируют уровень выходного сигнала НЧ. В генераторе можно использовать операционные усилители: КР140УД7, КР140УД708, КР140УД6, КР140УД608. Стабилитрон КС139 можно заменить на КС133А, диоды КД105 – любыми маломощными выпрямительными диодами. Трансформатор питания любой на 9-11 вольт. Переменные резисторы желательно использовать с линейным законом регулировки (СП-4 группы “А”). При отсутствии транзисторной сборки можно использовать диоды КД103, включив их вместо транзисторов сборки (катод вместо эмиттера, анод – вместо соединенных коллектора и базы). Но в этом случае КНИ может достигнуть 0,3%. Налаживание заключается в подстройке R4 так, чтобы при верхнем положении R7, получить выходное напряжение 3 вольта. Граидуровку шкалы R1 можно выполнить с использованием частотомера.



Низкочастотный генератор сигналов от 10 Гц до 100 кГц

Схема генератора низкой частоты

Схема генератора на диапазон частот от 10 Гц до 100 кГц, который разбит на четыре поддиапазона (10— 100 Гц, 100 Гц — 1 кГц, 1 — 10 кГц, 10—100 кГц).

В пределах каждого поддиапазона частота изменяется плавно. Погрешность установки частоты не хуже 10%- Коэффициент нелинейных искажений в частотном диапазоне не превышает 2%. Максимальное выходное напряжение генератора 1 В. Это напряжение можно изменять ступенями (0,01 В, 0,1 В, 1 В) и, кроме того, плавно в пределах каждой ступени. Выходное сопротивление прибора на пределе 1 В около 1 кОм. Питают генератор от трех батарей 3336Л, потребляемый ток 60 мА. Габариты прибора 210x150x90 мм, масса 1,5 кг.

Низкочастотный генератор (рис. 1) выполнен по известной схеме с мостом Вина. Первый каскад собран на полевом транзисторе Т1, применение которого позволило получить большое входное сопротивление каскада. Это дало возможность, в свою очередь, применить в фазовращающей цепи резисторы с большим сопротивлением и тем самым обеспечить устойчивую генерацию на самых низких частотах.

Ступенчатое изменение частоты генерируемых колебаний достигается переключением конденсаторов моста С1—С8. Сдвоенным переменным резистором R1R2 плавно регулируют частоту внутри поддиапазона. Резисторами R3 и R4 устанавливают верхнюю границу частотных поддиапазонов. На транзисторе Т2 выполнен эмиттерный повторитель, обеспечивающий хорошее согласование с последующим каскадом, собранным на транзисторе ТЗ, включенном по схеме с общим эмиттером.

Генератор охвачен цепями положительной и отрицательной обратной связи. Напряжение положительной обратной связи, обеспечивающее генерирование колебаний, подается с выхода третьего каскада через элементы моста Вина на затвор полевого транзистора. При изменении параметров фазовращающей цепи изменяется генерируемая частота. Постоянство амплитуды генерируемых колебаний обеспечивается терморезистором R13, включенным в цепь дополнительной отрицательной обратной связи (с выхода третьего каскада усилителя (ТЗ) на исток транзистора 77).

Если по каким-либо причинам амплитуда напряжения на выходе усилителя возрастет, то возрастет и ток через терморезистор, а его сопротивление уменьшится. Это приведет к увеличению глубины отрицательной обратной связи и вызовет уменьшение амплитуды колебаний. При уменьшении выходного напряжения происходит обратный процесс.

Последовательно с термистором включен переменный резистор R6, ось которого выведена на переднюю панель прибора. Это дает возможность в необходимых случаях установить режим работы прибора на пороге генерации. Такой режим обеспечивает весьма малые нелинейные искажения (менее 0,1%), что важно при некоторых видах измерений, например, при измерении коэффициента нелинейных искажений усилителей. Для того чтобы положение оси не влияло на градуировку шкалы, ее нужно делать при одном определенном положении оси (это положение отмечено на панели прибора риской).

Переменное напряжение, выработанное возбудителем, с части переменного резистора R21 через конденсатор С13 подается на вход оконечного каскада. Оконечный каскад на транзисторах Т4 и Т5 обеспечивает достаточную выходную мощность генератора. Режим работы транзисторов Т1 и Т5 определяется делителем R16R17.

Выходной аттенюатор составлен из резисторов R23—R25 и обеспечивает деление выходного напряжения ступенями в отношении 1 : 1, 1 : 10 и 1 : 100.

Напряжение, поступаемое на аттенюатор, подается и на измерительное устройство. Оно представляет собой выпрямительный мост, собранный на диодах Д9Е, в диагональ которого последовательно с резистором R22 включен измерительный прибор ИП1 Сопротивление резистора выбирается таким, чтобы при выходном напряжений, равном 1 В, стрелка прибора отклонялась на последнюю отметку шкалы.

Следует иметь в виду, что шкала прибора нелинейна, и поэтому желательно пользоваться не заводской линейной шкалой микроамперметра, а изготовить ее заново.

Очень важным элементом прибора является сдвоенный переменный резистор. Основное требование к нему — точность сопряжения при изменении угла поворота ротора. В любом положении оси резистора сопротивления должны быть одинаковы. Если это требование не соблюдается, выходное напряжение будет неравномерно по диапазону, а нелинейные искажения велики. Резисторы должны быть группы Б. Последнее весьма существенно, так как при использовании резисторов группы А или В частотная шкала генератора будет крайне неравномерна. 

При отсутствии резистора, удовлетворяющего этим требованиям, его можно изготовить самостоятельно из двух резисторов типа СП-1. Способы изготовления таких резисторов были неоднократно описаны в радиолюбительской литературе.

Переключатель поддиапазонов галетный, двух платный, на 5 положений и 2 направления. Конденсаторы фазовращающей цепи состоят из нескольких параллельно соединенных конденсаторов типа МБМ. Общая емкость каждой группы должна отличаться от указанной на схеме не более чем на 1%. Резисторы выходного аттенюатора желательно подобрать такие, у которых разброс сопротивлений не превышает 1%. Остальные резисторы УЛМ. Электролитические конденсаторы К50-6. Измерительный прибор — М4283 или любой другой с током полного отклонения не более 500 мкА.

Большинство деталей смонтировано на двух платах размерами 100X40 и 50X40, изготовленных из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Обе платы прикреплены к дюралюминиевой панели размером 185×120 мм. К ней же крепятся крупные детали: сдвоенный переменный резистор, переключатель поддиапазонов, переменные резисторы, выходные зажимы, измерительный прибор.

Конденсаторы CI—С8 непосредственно припаяны к лепесткам переключателя *В1. Спереди на эту панель накладывается фальшпанель из тонкого дюралюминия размером 210X140 мм. Вся конструкция помещена в кожух из листовой стали. Внутри на стенках кожуха расположены крепления для батарей. Шкала прибора (круглая с дугой 270°) изготовлена фотоспособом и закрыта накладкой из органического стекла.

Для налаживания генератора необходимы генератор НЧ, осциллограф и ламповый вольтметр. Налаживание начинают с установления режимов работы транзисторов по постоянному току. Следует иметь в виду, что рабочий режим полевого транзистора может сильно отличаться от указанного на схеме. Рабочую точку выбирают на середине линейного отрезка вольтамперной характеристики используемого экземпляра транзистора. Напряжение на затворе транзистора, соответствующее выбранной рабочей точке, устанавливают резистором R8.

Затем нужно подключить вход осциллографа к базе транзистора Т4 и добиться возбуждения генератора. Причиной отсутствия генерации может быть слишком глубокая отрицательная обратная связь. Чтобы обнаружить это, нужно временно разомкнуть цепь обратной связи, отпаяв, например, крайний вывод резистора R6. При отсутствии ошибок в монтаже генератор возбудится, однако форма колебаний будет очень искажена. Подбором резистора R9 нужно добиться, чтобы генерация возникала в среднем положении движка резистора R6.

После этого резисторами R3 и R4 нужно установить границы одного из поддиапазонов, например поддиапазона 100-1000 Гц. При подборе указанных резисторов резко изменяется верхняя граница поддиапазона и лишь немного нижняя. На краях шкалы нужно иметь запас по частоте около 10%- Если нет ошибок при подборе конденсаторов C1—С8, то границы остальных поддиапазонов получаются автоматически.

После установки пределов поддиапазонов осциллограф подключают к выходу генератора и налаживают оконечный каскад. Резистором R16 добиваются максимальной амплитуды выходного сигнала при минимальных искажениях его формы. Если получить выходное напряжение величиной 1 В не удается, следует использовать транзисторы Т4 и Т5 с большим коэффициентом передачи тока. Резистор R20 должен иметь такое сопротивление, чтобы не возникали искажения при нахождении движка переменного резистора R21 даже в крайнем верхнем по схеме положении.

Градуируют шкалу генератора по образцовому низкочастотному генератору и осциллографу (по фигурам Лиссажу). Градуируют шкалу только на первом поддиапазоне, на остальных поддиапазонах умножают показания соответственно на 10, 100 и 1000.

После градуировки проверяют соответствие шкалы на втором -четвертом поддиапазонах. Несовпадение градуировки по поддиапазонам говорит о неточности подбора конденсаторов в мосте Вина. Точность аттенюатора проверяют образцовым вольтметром.

Из этой категории:

Генератор синусоидального сигнала. Схема и описание. Схемы простых генераторов низкой частоты Генератор частот регулируемый до 1 кгц

Продолжая тему электронных конструкторов я хочу и в этот раз рассказать о одном из устройств для пополнения арсенала измерительных приборов начинающего радиолюбителя.
Правда измерительным это устройство не назовешь, но то что оно помогает при измерениях это однозначно.

Довольно часто радиолюбителю, да и не только, приходится сталкиваться с необходимостью проверки разных электронных устройств. Это бывает как на этапе отладки, так и на этапе ремонта.
Для проверки бывает необходимо проследить прохождение сигнала по разным цепям устройства, но само устройство не всегда позволяет это сделать без внешних источников сигнала.
Например при настройке/проверке многокаскадного НЧ усилителя мощности.

Для начала стоит немного объяснить о чем пойдет речь в данном обзоре.
Рассказать я хочу о конструкторе, позволяющим собрать генератор сигналов.

Генераторы бывают разные, например ниже тоже генераторы:)

Но собирать мы будем генератор сигналов. Я много лет пользуюсь стареньким аналоговым генератором. В плане генерации синусоидальных сигналов он очень хорош, диапазон частот 10-100000Гц, но имеет большие габариты и не умеет выдавать сигналы других форм.
В данном случае же собирать будем DDS генератор сигналов.
DDS это или на русском — схема прямого цифрового синтеза.
Данное устройство может формировать сигналы произвольной формы и частоты используя в качестве задающего внутренний генератор с одной частотой.
Преимущества данного типа генераторов в том, что можно иметь большой диапазон перестройки с очень мелким шагом и при необходимости иметь возможность формирования сигналов сложных форм.

Как всегда, для начала, немного об упаковке.
Помимо стандартной упаковки, конструктор был упакован в белый плотный конверт.
Все компоненты сами находились в антистатическом пакете с защелкой (довольно полезная в хозяйстве радиолюбителя вещь:))

Внутри упаковки компоненты были просто насыпом, и при распаковке выглядели примерно так.

Дисплей был обернут пупырчатым полиэтиленом. Примерно с год назад я уже делал такого дисплея с применением, потому останавливаться на нем не буду, скажу лишь что доехал он без происшествий.
В комплекте также присутствовали два BNC разъема, но более простой конструкции чем в обзоре осциллографа.

Отдельно на небольшом кусочке вспененного полиэтилена были микросхемы и панельки для них.
В устройстве применен микроконтроллер ATmega16 фирмы Atmel.
Иногда люди путают названия, называя микроконтроллер процессором. На самом деле это разные вещи.
Процессор это по сути просто вычислитель, микроконтроллер же в своем составе содержит кроме процессора ОЗУ и ПЗУ, и также могут присутствовать различные периферийные устройства, ЦАП, АЦП, ШИМ контроллер, компараторы и т.п.

Вторая микросхема — Сдвоенный операционный усилитель LM358. Самый обычный, массовый, операционный усилитель.

Сначала разложим весь комплект и посмотрим что же нам дали.
Печатная плата
Дисплей 1602
Два BNC разъема
Два переменных резистора и один подстроечный
Кварцевый резонатор
Резисторы и конденсаторы
Микросхемы
Шесть кнопок
Разные разъемы и крепеж

Печатная плата с двухсторонней печатью, на верхней стороне нанесена маркировка элементов.
Так как принципиальная схема в комплект не входит, то на плату нанесены не позиционные обозначения элементов, а их номиналы. Т.е. все собрать можно и без схемы.

Металлизация выполнена качественно, замечаний у меня не возникло, покрытие контактных площадок отличное, паяется легко.

Переходы между сторонами печати сделаны двойными.
Почему сделано именно так, а не как обычно, я не знаю, но это только добавляет надежности.

Сначала по печатной плате я начал чертить принципиальную схему. Но уже в процессе работы я подумал, что наверняка при создании данного конструктора использовалась какая нибудь уже известная схема.
Так и оказалось, поиск в интернет вывел меня на данного устройства.
По ссылке можно найти, схему, печатную плату и исходники с прошивкой.
Но я все равно решил дочертить схему в именно том виде как она есть и могу сказать, что она на 100% соответствует исходному варианту. Разработчики конструктора просто разработали свой вариант печатной платы. Это означает, что если существуют альтернативные прошивки данного прибора, то они будут работать и здесь.
Есть замечание к схемотехнике, выход HS взят прямо с вывода процессора, никаких защит нет, потому есть шанс случайно сжечь этот выход:(

Раз уж рассказывать, то стоит описать функциональные узлы данной схемы и расписать некоторые из них более расширенно.
Я сделал цветной вариант принципиальной схемы, на котором цветом выделил основные узлы.
Мне тяжело подобрать названия цветам, потом буду описывать как смогу:)
Фиолетовый слева — узел первоначального сброса и принудительного при помощи кнопки.
При подаче питания конденсатор С1 разряжен, благодаря чему на выводе Сброс процессора будет низкий уровень, по мере заряда конденсатора через резистор R14 напряжение на входе Сброс поднимется и процессор начнет работу.
Зеленый — Кнопки переключения режимов работы
Светло фиолетовый? — Дисплей 1602, резистор ограничения тока подсветки и подстроечный резистор регулировки контрастности.
Красный — узел усилителя сигнала и регулировки сдвига относительно нуля (ближе к концу обзора показано что он делает)
Синий — ЦАП. Цифро Аналоговый Преобразователь. Собран ЦАП по схеме , это один из самых простых вариантов ЦАП. В данном случае применен 8 бит ЦАП, так как используются все выводы одного порта микроконтроллера. Изменяя код на выводах процессора можно получить 256 уровней напряжения (8 бит). Состоит данный ЦАП из набора резисторов двух номиналов, отличающихся друг от друга в 2 раза, от этого и пошло название, состоящее из двух частей R и 2R.
Преимущества такого решения — большая скорость при копеечной стоимости, резисторы лучше применять точные. Мы с товарищем применяли такой принцип но для АЦП, выбор точных резисторов был невелик, потому мы использовали немного другой принцип, ставили все резисторы одного номинала, но там где надо 2R, применяли 2 последовательно включенных резистора.
Такой принцип Цифро аналогового преобразования был в одной из первых «звуковых карт» — . Там была также R2R матрица, подключаемая к LPT порту.
Как я выше писал, в данном конструкторе ЦАП имеет разрешение 8 бит, или 256 уровней сигнала, для простого прибора этого более чем достаточно.

На странице автора кроме схемы, прошивки и т.п. обнаружилась блок-схема данного прибора.
По ней более понятная связ узлов.

С основной частью описания закончили, расширенная будет далее по тексту, а мы перейдем непосредственно к сборке.
Как и в прошлых примерах начать я решил с резисторов.
В данном конструкторе резисторов много, но номиналов всего несколько.
Основное количество резисторов имеют всего два номинала, 20к и 10к и почти все задействованы в R2R матрице.
Чтобы немного облегчить сборку, скажу что можно даже не определять их сопротивелние, просто 20к резисторов 9 штук, а 10к резисторов соответственно 8:)

В этот раз я применил несколько другую технологию монтажа. мне она нравится меньше, чем предыдущие, но также имеет право на жизнь. Такая технология в некоторых случаяюх ускоряет монтаж, особенно на большом количестве одинаковых элементов.
В данном случае выводы резисторов формуются также как и раньше, после этого на плату устанавливается сначала все резисторы одного номинала, потом второго, получаются две такие линейки компонентов.

С обратной стороны выводы немного загибаются, но несильно, главное чтобы элементы не выпали, и плата кладется на стол выводами вверх.

Дальше берем припой в одну руку, паяльник в другую и пропаиваем все заполненные контактные площадки.
Сильно усердствовать с количеством компонентов не стоит, так как если набить так сразу всю плату, то в этом «лесу» можно и заблудиться:)

В конце обкусываем торчащие выводы компонентов впритык к припою. Бокорезами можно захватывать сразу несколько выводов (4-5-6 штук за один раз).
Лично я такой способ монтажа не очень приветствую и показал его просто ради демонстрации различных вариантов сборки.
Из недостатков такого способа:
После обрезки получаются острые торчащие кончики
Если компоненты стоят не в ряд, то легко получается каша из выводов, где все начинает путаться и это только тормозит работу.

Из достоинств:
Высокая скорость монтажа однотипных компонентов установленных в один — два ряда
Так как выводы сильно не загибаются, то облегчается демонтаж компонента.

Такой способ монтажа можно часто встретить в дешевых компьютерных блоках питания, правда там выводы не обкусывают, а срезают чем то типа режущего диска.

После монтажа основного количества резисторов у нас останется несколько штук разного номинала.
С парой понятно, это два резистора 100к.
Три последних резистора это —
коричневый — красный — черный — красный — коричневый — 12к
красный — красный — черный — черный — коричневый — 220 Ом.
коричневый — черный — черный — черный — коричневый — 100 Ом.

Запаиваем последние резисторы, плата после этого должна выглядеть примерно так.

Резисторы с цветовой маркировкой вещь хорошая, но иногда возникает путаница с тем, откуда считать начало маркировки.
И если с резисторами, где маркировка состоит из четырех полосок, проблем обычно не возникает, так как последняя полоска чаще либо серебряная либо золотая, то с резисторами где маркировка из пяти полос, могут возникнуть проблемы.
Дело в том, что последняя полоса может иметь цвет как у полосок означающих номинал.

Для облегчения распознавания маркировки, последняя полоса должна отстоять от остальных, но это в идеальном случае. В реальной же жизни все бывает совсем не так как задумывалось и полоски идут в ряд на одном расстоянии друг от друга.
К сожалению в таком случае помочь может либо мультиметр, либо просто логика (в случае сборки устройства из набора), когда просто убираются все известные номиналы, а уже по оставшимся можно понять что за номинал перед нами.
Для примера пара фото вариантов маркировки резисторов в этом наборе.
1. На двух соседних резисторов попалась «зеркальная» маркировка, где не имеет значения откуда читать номинал:)
2. Резисторы на 100к, видно что последняя полоска стоит чуть дальше от основных (на обоих фото номинал читается слева — направо).

Ладно, с резисторами и их сложностями в маркировке закончили, перейдем к более простым вещам.
Конденсаторов в этом наборе всего четыре, при этом они парные, т.е. всего два номинала по две штуки каждого.
Также в комплекте дали кварцевый резонатор на 16 МГц.

О конденсаторах и кварцевом резонаторе я рассказывал в прошлом обзоре, потому просто покажу куда они должны устанавливаться.
Видимо изначально все конденсаторы задумывались одного типа, но конденсаторы на 22 пФ заменили небольшими дисковыми. Дело в том, что место на плате рассчитано под расстояние между выводами 5мм, а мелкие дисковые имеют всего 2.5мм, потому придется выводы им немного разогнуть. Разгибать придется около корпуса (благо выводы мягкие), так как из-за того что над ними стоит процессор, то необходимо получить минимальную высоту над платой.

В комплекте к микросхемам дали пару панелек и несколько разъемов.
На следующем этапе они нам и понадобятся, а кроме них возьмем длинный разъем (мама) и четырехконтактного «папу» (на фото не попал).

Панельки для установки микросхем дали самые обычные, хотя если сравнивать с панельками времен СССР, то шик.
На самом деле, как показывает практика, такие панельки в реальной жизни служат дольше самого прибора.
На панельках присутствует ключ, небольшой вырез на одной из коротких сторон. Собственно самой панельке все равно как вы ее поставите, просто потом по вырезу удобнее ориентироваться при установке микросхем.

При установке панелек устанавливаем их также как сделано обозначение на печатной плате.

После установки панелек плата начинает приобретать некоторый вид.

Управление прибором производится при помощи шести кнопок и двух переменных резисторов.
В оригинале прибора использовалось пять кнопок, шестую добавил разработчик конструктора, она выполняет функцию сброса. Если честно, то я не совсем понимаю пока ее смысл в реальном применении так как за все время тестов она мне ни разу не понадобилась.

Выше я писал что в комплекте дали два переменных резистора, также в комплекте еще был подстроечный резистор. Немного расскажу про эти компоненты.
Переменные резисторы предназначены для оперативного изменения сопротивления, кроме номинала имеют еще маркировку функциональной характеристики.
Функциональная характеристика это то, как будет меняться сопротивление резистора при повороте ручки.
Существует три основные характеристики:
А (в импортном варианте В) — линейная, изменение сопротивления линейно зависит от угла поворота. Такие резисторы, например, удобно применять в узлах регулировки напряжения БП.
Б (в импортном варианте С) — логарифмическая, сопротивление сначала меняется резко, а ближе к середине более плавно.
В (в импортном варианте A) — обратно-логарифмическая, сопротивление сначала меняется плавно, ближе к середине более резко. Такие резисторы обычно применяют в регуляторах громкости.
Дополнительный тип — W, производится только в импортном варианте. S-образная характеристика регулировки, гибрид логарифмического и обратно-логарифмического. Если честно, то я не знаю где такие применяются.
Кому интересно, могут почитать подробнее.
Кстати мне попадались импортные переменные резисторы у которых буква регулировочной характеристики совпадала с нашей. Например современный импортный переменный резистор имеющий линейную характеристику и букву А в обозначении. Если есть сомнения, то лучше искать дополнительную информацию на сайте.
В комплекте к конструктору дали два переменных резистора, причем маркировку имел только один:(

Также в комплекте был один подстроечный резистор. по своей сути это то же самое что переменный, только он не рассчитан на оперативную регулировку, а скорее — подстроил и забыл.
Такие резисторы обычно имеют шлиц под отвертку, а не ручку, и только линейную характеристику изменения сопротивления (по крайней мере другие мне не попадались).

Запаиваем резисторы и кнопки и переходим к BNC разъемам.
Если планируется использовать устройство в корпусе, то возможно стоит купить кнопки с более длинным штоком, чтобы не наращивать те, что дали в комплекте, так будет удобнее.
А вот переменные резисторы я бы вынес на проводах, так как расстояние между ними очень маленькое и пользоваться в таком виде будет неудобно.

BNC разъемы хоть и попроще, чем в обзоре осциллографа, но мне понравились больше.
Ключевое — их легче паять, что немаловажно для начинающего.
Но появилось и замечание, конструкторы так близко поставили разъемы на плате, что закрутить две гайки невозможно в принципе, всегда одна будет сверху другой.
Вообще в реальной жизни редко когда необходимы оба разъема сразу, но если бы конструкторы раздвинули их хотя бы на пару миллиметров, то было бы гораздо лучше.

Собственно пайка основной платы завершена, теперь можно установить на свое место операционный усилитель и микроконтроллер.

Перед установкой я обычно немного изгибаю выводы так, чтобы они были ближе к центру микросхемы. Делается это очень просто, берется микросхема двумя руками за короткие стороны и прижимается вертикально стороной с выводами к ровному основанию, например к столу. Изгибать выводы надо не очень много, тут скорее дело привычки, но устанавливать в панельку потом микросхему гораздо удобнее.
При установке смотрим чтобы выводы случайно не загнулись внутрь, под микросхему, так как при отгибании обратно они могут отломиться.

Микросхемы устанавливаем в соответствии ключом на панельке, которая в свою очередь установлена в соответствии с маркировкой на плате.

Закончив с платой переходим к дисплею.
В комплекте дали штыревую часть разъема, который необходимо припаять.
после установки разъема я сначала припаиваю один крайний вывод, не важно красиво он припаян или нет, главное добиться того, чтобы разъем стоял плотно и перпендикулярно плоскости платы. Если необходимо, то прогреваем место пайки и подравниваем разъем.
После выравнивания разъема пропаиваем остальные контакты.

Все, можно промывать плату. В этот раз я это решил сделать до проверки, хотя обычно советую делать промывку уже после первого включения, так как иногда приходится еще что нибудь паять.
Но как показала практика, с конструкторами все гораздо проще и после сборки паять приходится редко.

Промывать можно разными способами и средствами, кто то использует спирт, кто то спирто-бензиновую смесь, я мою платы ацетоном, по крайней мере пока могу его купить.
Уже когда промыл, то вспомнил совет из предыдущего обзора по поводу щетки, так как я пользуюсь ваткой. Ничего, придется перенести эксперимент на следующий раз.

У меня в работе вработалась привычка после промывки платы покрывать ее защитным лаком, обычно снизу, так как попадание лака на разъемы недопустимо.
В работе я использую лак Пластик 70.
Данный лак очень «легкий», т.е. он при необходимости смывается ацетоном и пропаивается паяльником. Есть еще хороший лак Уретан, но с ним все заметно сложнее, он прочнее и паяльником пропаять его гораздо труднее. ТАкой лак используется для тяжелых условий эксплуатации и тогда, когда есть уверенность в том, что плату паять больше не будем, хотя бы какое то длительное время.

После покрытия лаком плата становится более глянцевой и приятной на ощупь, возникает некоторое ощущение законченности процесса:)
Жалко фото не передает общую картину.
Меня иногда смешили слова людей типа — этот магнитофон/телевизор/приемник ремонтировали, вон видно следы пайки:)
При хорошей и правильной пайке следов ремонта нет. Только специалист сможет понять, ремонтировали устройство или нет.

Пришла очередь установки дисплея. Для этого в комплекте дали четыре винтика М3 и две монтажные стойки.
Дисплей крепится только со стороны обратной разъему, так как со стороны разъема он держится собственно за сам разъем.

Устанавливаем стойки на основную плату, затем устанавливаем дисплей, ну и в конце фиксируем всю эту конструкцию при помощи двух оставшихся винтиков.
понравилось то, что даже отверстия совпали с завидной точностью, причем без подгонки, просто вставил и вкрутил винтики:).

Ну все, можно пробовать.
Подаю 5 Вольт на соответствующие контакты разъема и…
И ничего не происходит, только включается подсветка.
Не стоит пугаться и сразу искать решение на форумах, все нормально, так и должно быть.
Вспоминаем что на плате есть подстроечный резистор и он там не зря:)
Данным подстроечным резистором надо отрегулировать контрастность дисплея, а так как он изначально стоял в среднем положении, то вполне закономерно, что мы ничего не увидели.
Берем отвертку и вращаем этот резистор добиваясь нормального изображения на экране.
Если сильно перекрутить, то будет переконтраст, мы увидим все знакоместа сразу, а активные сегменты будут еле просматриваться, в этом случае просто крутим резистор в обратную сторону пока неактивные элементы не сойдут почти на нет.
Можно отрегулировать так, что неактивные элементы вообще не будут видны, но я обычно оставляю их еле заметными.

Дальше мне бы перейти к тестированию, да не тут то было.
Когда я получил плату, то первым делом заметил, что помимо 5 Вольт ей надо +12 и -12, т.е. всего три напряжения. Я прям вспомнил РК86, где надо было +5, +12 и -5 Вольт, причем подавать их надо было в определенной последовательности.

Если с 5 Вольт проблем не было, да и с +12 Вольт также, то -12 Вольт стали небольшой проблемой. Пришлось сделать небольшой временный блок питания.
Ну в процессе была классика, поиск по сусекам того из чего можно его собрать, трассировка и изготовление платы.

Так как трансформатор у меня был только с одной обмоткой, а импульсник городить не хотелось, то я решил собирать БП по схеме с удвоением напряжения.
Скажу честно, это далеко не самый лучший вариант, так как такая схема имеет довольно высокий уровень пульсаций, а запаса по напряжению, чтобы стабилизаторы могли его полноценно фильтровать у меня было совсем впритык.
Сверху та схема по которой делать более правильно, снизу та, по которой делал я.
Отличие между ними в дополнительной обмотке трансформатора и двух диодах.

Я поставил также почти без запаса. Но при этом он достаточен при нормально сетевом напряжении.
Я бы рекомендовал применить трансформатор как минимум на 2 ВА, а лучше на 3-4ВА и имеющий две обмотки по 15 Вольт.
Кстати потребление платы небольшое, по 5 Вольт вместе с подсветкой ток составляет всего 35-38мА, по 12 Вольт ток потребления еще меньше, но зависит от нагрузки.

В итоге у меня вышла небольшая платка, по размерам чуть больше спичечного коробка, в основном в высоту.

Разводка платы на первый взгляд может показаться несколько странной, так как можно было повернуть трансформатор на 180 градусов и получить более аккуратную разводку, я так сначала и сделал.
Но в таком варианте выходило, что дорожки с сетевым напряжением оказывались в опасной близости от основной платы прибора и я решил немного изменить разводку. не скажу что стало отлично, но по крайней мере так хоть немного безопаснее.
Можно убрать место под предохранитель, так как с примененным трансформатором в нем нет особой нужды, тогда будет еще лучше.

Так выглядит полный комплект прибора. для соединения БП с платой прибора я спаял небольшой жесткий соединитель 4х4 контакта.

Плата БП подключается при помощи соединителя к основной плате и теперь можно переходить к описанию работы прибора и тестированию. Сборка на этом этапе окончена.
Можно было конечно поставить все это в корпус, но для меня такой прибор скорее вспомогательный, так как я уже смотрю в сторону более сложных DDS генераторов, но и стоимость их не всегда подойдет новичку, потому я решил оставить как есть.

Перед началом тестирования опишу органы управления и возможности устройства.
На плате есть 5 кнопок управления и кнопка сброса.
Но по поводу кнопки сброса думаю все понятно и так, а остальные я опишу более подробно.
Стоит отметить небольшой «дребезг» при переключении правой/левой кнопки, возможно программный «антидребезг» имеет слишком маленькое время, проявляется в основном только в режиме выбора частоты выхода в режиме HS и шага перестройки частоты, в остальных режимах проблем не замечено.
Кнопки вверх и вниз переключают режимы работы прибора.
1. Синусоидальный
2. Прямоугольный
3. Пилообразный
4. Обратный пилообразный

1. Треугольный
2. Высокочастотный выход (отдельный разъем HS, остальные формы приведены для выхода DDS)
3. Шумоподобный (генерируется случайным перебором комбинаций на выходе ЦАП)
4. Эмуляция сигнала кардиограммы (как пример того, что генерировать можно любые формы сигналов)

1-2. Изменять частоту на выходе DDS можно в диапазоне 1-65535ГЦ с шагом 1Гц
3-4. Отдельно есть пункт, позволяющий выбрать шаг перестройки, по умолчанию включается шаг 100Гц.
Изменять частоту работы и режимы можно только в режиме, когда генерация выключена., изменение происходит при помощи кнопок влево/вправо.
Включается генерация кнопкой START.

Также на плате расположены два переменных резистора.
Один из них регулирует амплитуду сигнала, второй — смещение.
На осциллограммах я попытался показать как это выглядит.
Верхние две — изменение уровня выходного сигнала, нижние — регулировка смещения.

Дальше пойдут результаты тестов.
Все сигналы (кроме шумоподобного и ВЧ) проверялись на четырех частотах:
1. 1000Гц
2. 5000Гц
3. 10000Гц
4. 20000Гц.
На частотах выше был большой завал потому эти осциллограммы приводить не имеет особого смысла.
Для начала синусоидальный сигнал.

Пилообразный

Обратный пилообразный

Треугольный

Прямоугольный с выхода DDS

Кардиограмма

Прямоугольный с ВЧ выхода
Здесь предоставляется выбор только из четырех частот, их я и проверил
1. 1МГц
2. 2МГц
3. 4МГц
4. 8МГц

Шумоподобный в двух режимах развертки осциллографа, чтобы было более понятно что он из себя представляет.

Как показало тестирование, сигналы имеют довольно искаженную форму начиная примерно с 10КГц. Сначала я грешил на упрощенный ЦАП, да и на саму простоту реализации синтеза, но захотелось проверить более тщательно.
Для проверки я подключился осциллографом прямо на выход ЦАП и установил максимально возможную частоту синтезатора, 65535Гц.
Здесь картина получше, особенно с учетом того, что генератор работал на максимальной частоте. Подозреваю что виной простая схема усиления, так как до ОУ сигнал заметно «красивее».

Ну и групповое фото небольшого «стенда» начинающего радиолюбителя:)

Резюме.
Плюсы
Качественное изготовление платы.
Все компоненты были в наличии
Никаких сложностей при сборке не возникло.
Большие функциональные возможности

Минусы
BNC разъемы стоят слишком близко друг к другу
Нет защиты по выходу HS.

Мое мнение. Можно конечно сказать что характеристики прибора совсем плохие, но стоит учитывать то, что это DDS генератор самого начального уровня и не совсем правильно было бы ожидать от него чего то большего. Порадовала качественная плата, собирать было одно удовольствие, не было ни одного места, которое пришлось «допиливать». В виду того, что прибор собран по довольно известной схеме, есть надежда на альтернативные прошивки, которые могут увеличить функционал. С учетом всех плюсов и минусов я вполне могу рекомендовать этот набор как стартовый для начинающих радиолюбителей.

Фух, вроде все, если накосячил где то, пишите, исправлю/дополню:)

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +47 Добавить в избранное Обзор понравился +60 +126

Генератор синусоидальных сигналов частотой от 1 Гц до 40 МГц с регулировкой уровня выходного сигнала и встроенным измерителем уровня выходного сигнала (Up/p), а также с режимом генератора качающейся частоты (ГКЧ) с произвольным выбором границ в диапазоне от 1 Гц до 40 МГц



Предлагаю наборы для сборки генератора (GEN) синусоидальных сигналов 1 Гц — 40 МГц с режимом генераторы качающейся частоты (ГКЧ/WOB), дополнительным выходом пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа, а также выходом 0/5 В прямоугольных импульсов с частотой качания генератора. Данное устройство разработал польский радиолюбитель Adam Sobczyk (SQ5RWQ). Данная конструкция была опубликована в журнале ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA .

Устройство собрано с применением готового модуля DDS синтезатора AD9850, что значительно упрощает монтаж. Причём использоваться могут оба существующих в продаже модуля DDS AD9850. Конструктивно устройство состоит из двух печатных плат — основной и контроллера. На основной плате установлены разъёмы для платы контроллера, разъёмы для модулей синтезаторов (одновременно может использоваться только одна плата синтезатора), контактные штыри для внешних подключений, винтовой клеммник подачи питания, собраны стабилизаторы питающих напряжений +5В и +9В, в также широкополосный усилитель ВЧ сигнала. На плате контроллера установлен двухстрочный ЖКИ дисплей, энкодер выбора режимов работы и настройки, переменный резистор регулировки уровня выходного сигнала.

Выбор режима работы GEN — генератор или WOB — Wobbulator/ГКЧ выбирается при включении прибора нажатием и удержанием кнопки энкодера. При появлении приветственного меню нужно нажать кнопку энкодера и дождаться появления меню в котором вращением энкодера нужно выбрать режим GEN или WOB и затем подтвержить выбор нажатием на кнопку энкодера. В следующем меню аналогично выбирается режим работы цифрового выхода прямоугольных импульсов 0-5 В, т.е. вращением энкодера выбирается режим ON или OFF и нажатием на кнопку энкодера подтверждается выбор. Выбранные режимы будут сохраняться в энергонезависимой памяти при последующих включениях. Чтобы выбрать другой режим работы нужно обесточить прибор и снова подать напряжение, войти в меню выбора режимов работы и выбрать нужный режим. В режиме генератора шаг перестройки изменяется по кругу нажатием на кнопку энкодера. В режиме ГКЧ нажатием на кнопку энкодера выбирается активный пункт меню — напротив активного (который можно изменять в данный момент) в данный момент параметра светится звёздочка «*». При вращении энкодера значение выбранного параметра будет изменяться. Переключение между параметрами подлежащим изменению происходит по кругу. Прибор находится в режиме генерации колебаний когда на экране нет звёздочки, т.е. все параметры выбраны.


Схема принципиальная платы управления/индикации приведена ниже, а также


Принципиальная схема основной платы приведена ниже, а также


Прибор работает в двух режимах:
1) Генератор синусоидальных сигналов частотой 1 Гц — 40 МГц
2) Генератор качающейся частоты с диапазоном качания синусоидального сигнала от 1 Гц — 40 МГц.

В первом режиме на дисплее отображается частота выходного сигнала с точностью до 1 Гц, выбранный шаг перестройки частоты (выбирается нажатием на кнопку встроенную в энкодер, т.е. нажатием на ручку энкодера) и уровень выходного напряжения в Вольтах от пика до пика — Up/p. Шаг перестройки выбирается по кругу из сетки частот 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц нажатием на кнопку энкодера. Уровень выходного напряжения практически совпадает с показаниями осциллографа, частота выходного сигнала соответствует точно. Уровень выходного сигнала с повышением частоты уменьшается, это обусловлено особенностью работы самой AD9850. На низких частотах выходное напряжение для различных модулей DDS составляет порядка 4 Вольт и уменьшается до 1 Вольта на частоте 40 МГц. Точнее, с чистой синусоидой на выходе, у меня получилось так:
40 МГц — Up/p=0,89 В
35 МГц — Up/p=1,18 В
30 МГц — Up/p=1,67 В
25 МГц — Up/p=2,09 В
20 МГц — Up/p=2,38 В
15 МГц — Up/p=2,62 В
10 МГц — Up/p=2,99 В
5 МГц — Up/p=3,37 В
1 МГц — Up/p=3,66 В
Затем практически без изменений до 30 Гц и потом с плавным снижением до Up/p=2,08 В на частоте 5 Гц и до Up/p=0,86 В на частоте 1 Гц.

Во втором режиме на дисплее отображается частота колебаний, шаг перестройки частоты, нижняя и верхняя границы колебания частоты генератора. Выбор и изменение параметров выполняется энкодером по аналогии с первым режимом работы — нажатием и вращением ручки энкодера. Частота колебаний выбирается от 1 Гц до 40 МГц с шагом 1 Гц, шаг перестройки по кругу из сетки частот 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц, верхняя и нижняя частота колебаний от 1 Гц до 40 МГц, при этом сначала выставляется верхняя граница, а затем нижняя, поскольку есть программное ограничение — нижняя частота всегда меньше либо равна верхней.

Правильно собранное устройство из исправных:) деталей начинает работать сразу. До установки платы индикации/контроллера и модуля AD9850, подайте питающее напряжение на основную плату и проверьте наличие питающих напряжений +9 В и +5 В после стабилизаторов 7809 и 7805 соответственно. Затем проверьте уровни напряжений на выводах транзисторов широкополосного усилителя мощности. Напряжения должны быть такими: Q1 (коллектор — 6,65 В; эмиттер — 1,4 В; база — 2,1 В), Q2 (эмиттер — 7,37 В; коллектор — 2,5 В), Q3 (коллектор — 5,47 В; эмиттер — 1,74 В). При необходимости, подстроечным резистором на плате модуля AD9850 необходимо выставить скважность прямоугольных импульсов на выходе генератора равной 2 (коэффициент заполнения 0,5), т.е. меандр.

Платы разработаны для возможности установки в стандартный пластиковый корпус КМ-60, но в идеале, конечно же, применить металлический корпус:)

Стоимости печатных плат и наборов для сборки такие:

Стоимость комплекта из двух печатных плат (основная 140х90 мм и индикации 115х45 мм) с маской и маркировкой — 300 грн.

Если кому то нужен, отдельно запрограммированный микроконтроллер — 85 грн.

Стоимость набора для сборки генератора (запограммированный микроконтроллер с панелькой, печатные платы и все компоненты для них, включая стойки, винты, шайбы, гайки, радиаторы, энкодер, переменный резистор, ручки регуляторов, ЖКИ дисплей 16х2) без учёта модуля AD9850 — 830 грн.

Стоимость собранных и проверенных плат генератора (основная и плата контроллера/индикации) без учёта модуля AD9850 — 1200 грн.

Модуль генератора-синтезатора частоты AD9850 — 650 грн. (кладу в комплект такой, какой есть в наличии, если тип принципиален, то оговаривайте заранее, я разницы в работе плат разных типов не увидел). Данный генератор выполнен на базе микросхемы AD9850 фирмы Analog Devices, представляющей собой полный DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатор частоты с встроенным компаратором. Такие синтезаторы уникальны своей точностью, практически не подвержены температурному дрейфу и старению.

Обнаружен небольшой «глюк», скорее всего программный — подтормаживает энкодер при вращении. Мне не мешает, но лучше от этого избавиться. Думаю, всё разрешится:) Плюсы прибора перекрывают его минусы:) Я сколько искал, не нашёл настолько простого и адекватного прибора…

Данная схема генератора низкой частоты гармонического синусоидального сигнала предназначена для настройки и ремонта усилителей звуковой частоты.

Генератор синусоидального сигнала совместно с милливольтметром, осциллографом или измерителя искажений создает ценный комплекс для настройки и ремонта всех каскадов усилителя звуковой частоты.

Основные характеристики:

  • Генерируемые частоты: 300 Гц, 1 кГц, 3 кГц.
  • Максимальное гармоническое искажение (THD): 0,11% — 1 кГц, 0,23% — 300Гц, 0,05% — 3 кГц
  • Ток потребления: 4,5 мА
  • Выбор выходного напряжения: 0 — 77,5 мВ, 0 — 0,775 В.

Схема синусоидального генератора достаточно проста и построена на двух транзисторах, которые обеспечивают высокую частоту и амплитудную стабильность. Конструкция генератора не требует никаких элементов стабилизации, таких как лампы, термисторы, или других специальных компонентов для ограничения амплитуды.

Каждая из трех частот (300 Гц, 1 кГц и 3 кГц) устанавливается переключателем S1. Амплитуда выходного сигнала может быть плавно изменена посредством переменного резистора R15 в двух диапазонах, которые устанавливаются переключателем S2. Доступные амплитудные диапазоны: 0 — 77,5 мВ (219,7 мВ от пика до пика) и 0 — 0,775 В (2,191 В от пика до пика).

На следующих рисунках приведена разводка печатной платы и расположение элементов на ней.

Перечень необходимых радиодеталей:

  • R1 — 12k
  • R2 — 2k2
  • R3, R4, R5, R15 — 1k переменный
  • R6, R7 — 1K5
  • R8 — 1k
  • R9 — 4k7
  • R10 — 3k3
  • R11 — 2k7
  • R12 — 300
  • R13 — 100k
  • С1 — 22n
  • С2 — 3u3
  • С3 — 330n
  • С4 — 56n
  • С5 — 330n
  • С6, С7 — 100n
  • D1, D2 — 1N4148
  • T1, T2, T3 — BC337
  • IO1 — 78L05

Если все детали установлены правильно и в монтаже нет никаких ошибок, генератор синусоидального сигнала должен заработать при первом же включении.

Напряжение питания схемы может быть в диапазоне 8-15 вольт. Чтобы поддержать стабильную амплитуду напряжения выходного сигнала, линия питания дополнительно стабилизирована микросхемой 78L05 и диодами D1, D2 в результате на выходе стабилизатора около 6,2 вольт.

Перед первым включением необходимо подключить выход генератора к частотомеру или осциллографу и с помощью подстроичных резисторов R3, R4 и R5 установить точную выходную частоту для каждого из диапазонов: 300 Гц, 1 кГц и 3 кГц. При необходимости, если не совсем удается подстроить частоты, то можно дополнительно подобрать сопротивления постоянных резисторов R6-R8.

http://pandatron.cz/?1134&sinusovy_generator_s_nizkym_zkreslenim

Генератор различных стабильных частот является необходимым лабораторным оборудованием. В интернете есть немало

схем, но они либо морально устарели, либо не обеспечивают достаточно широкого перекрытия частот. Устройство, описываемое здесь, основано на высоком качестве работы специализированной микросхемы XR2206 . Диапазон перекрываемых генератором частот впечатляет: 1 Гц — 1 МГц! XR2206 способна генерировать качественные синусоидальные, прямоугольные и треугольные формы сигналов высокой точности и стабильности. У выходных сигналов может быть как амплитудная и частотная модуляция.

Параметры генератора

Синусоидальный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3В при питании 9В


— Искажения: менее 1% (1 кГц)
— Неравномерность: +0,05 дБ 1 Гц — 100 кГц

Прямоугольный сигнал:

Амплитуда: 8В при питании 9В


— Время нарастания: менее 50 нс (при 1 кГц)
— Время спада: менее 30 нс (на 1 кГц)
— Рассимметрия: менее 5% (1 кГц)

Треугольный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3 В при питании 9 В


— Нелинейность: менее 1% (до 100 кГц)

Схемы и ПП




Рисунки печатных плат

Грубая регулировка частоты осуществляется с помощью 4-х позиционного переключателя для частотных диапазонов; (1) 1 Гц-100 Гц, (2) 100 Гц-20 кГц, (3) 20 кГц-1 МГц (4) 150 кГц-1 МГц. Несмотря на то, что в схеме указан верхний предел 3 мегагерца, гарантированная предельная частота составляет именно 1 Мгц, далее генерируемый сигнал может быть менее стабильным.

Ниже представляются несколько схем низкочастотных генераторов с использованием НЧ кварцев, на такие частоты как 100 кГц, 36 кГц, 32.768 кГц. Можно использовать кварцы на другие частоты.Также представлена схема микромощного генератора на 135 кГц. Все схемы были собраны в результате экспериментов с ретранслятором сигналов 500 кГц — 144 МГц.

Генератор на частоту 135 кГц

Особенность синтезатора — использование керамического кварцевого резонатора на 455 кГц, цифрового делителя на 10 и аналогового умножителя на 3. Данный генератор — микромощное усройство с током потребления 1,5 мА при напряжении питания 5 Вольт. Уровень выходного напряжения может быть значительным, выход высокоомный. Задающий генератор перестраивается в широких пределах — от 448 до 457 кГц и более с небольшим ухудшением стабильности частоты, но она все же больше чем у LC генератора. Результирующая частота будет составлять от 134,4 до 137,1 кГц, что удобно для использования в качестве задающего генератора в ДВ передатчике. На транзисторе VT1 собран задающий генератор по схеме емкостной трехточки. Микросхема IC1 — включена по схеме делителя на 10. На VT2 собран умножитель на 3. Нагрузкой служит коллекторый контур на L1 настроенный на номинальнцю частоту. Контур намотан в броневом сердечнике от генератора стирания-подмагничивания старого магнитофона и содержит 50 витков многожильного литцендрата (количество витков выбирается исходя из имеющегося сердечника). Увеличив номинал С5 уменьшая R4 можно значительно увеличить напряжение на контуре L1C7C8C9 . Посмотреть дополнительно ссылку . Источник — журнал Радио №6 1990 г. (Синтезатор частоты на диапазона 144 МГц) .

Генератор на 100 кГц

Классическая схема кварцевого генератора с емкостной трехточкой. При использовании высококачественного кварцевого резонатора в стеклянной колбе работоспособен в широких изменениях питающего напряжения. от 1,5 Вольт и менее до 12 Вольт. Номинал резистора R 2от 1 кОм до 30 кОм. При номинале в 30 кОм ток потребления от элемента 1,5 В — 40 мкА. С1, С2 — изменения частоты генерации. С1 может отсутствовать. С часовыми кварцами в малогабаритных цилиндрических корпусах схема не работает

Генератор на 36 кГц (1 вариант)

В этом генераторе используется НЧ усилитель мощности LM386 . Это не типовая схема включения данной микросхемы, однако схема стабильно работает с НЧ кварцевыми резонаторами. Работоспособна при изменении питающих напряжений от 5 до 12 Вольт. С1 — подстройка частоты. При низких напряжениях схема не работоспособна.

Генератор на 36 кГц (2 вариант)

В основе схемы лежит использование НЧ усилителя с обратной связью на С2 и кварцевым резонатором между базой и коллектором 2-х транзисторах. Схема работоспособна в широких изменениях питающего напряжения. от 1,5 Вольт и менее до 12 Вольт. В схеме можно изменять номиналы любых элементов в широких пределах без нарушения работоспособности схемы. С2 — подстройка частоты генерации. Изменяется частота, токи потребления и выходная мощность. Транзисторы заменимы на КТ342.

PS:
Возможно Вам пригодятся описанные здесь схемы в радиолюбительском творчестве!

Схема генератора низкочастотных импульсов

Радио 1969 №12

На рисунке изображена схема простого генератора импульсов инфранизких и низких частот. Этот генератор представляет собой несимметричный мультивибратор на транзисторах. Принципиальной особенностью мультивибратора является наличие диода Д, в цепи базы транзистора Т2. Благодаря этому диоду резко уменьшается шунтирующее действие транзистора Т2 на процесс разряда конденсатора C1, что позволяет значительно увеличить сопротивление резистора R3, через который происходит разряд С1. Именно поэтому оказалось возможным получить колебания очень низких частот при относительно малых ёмкостях конденсаторов С1 н С2. Ёмкость С1, при заданном периоде колебаний Т можно определить по формуле:

С1 (мкф) = 1,8Т/R3 (сек/мОм)

Ёмкость конденсатора C2 должна быть равна 0,2С1. Номиналы других деталей выбирают следующим образом. Сопротивление резистора R1 берут как можно меньше (обычно R1 ≈ 1 кОм), а сопротивления R2 и R4 вычисляют по следующим формулам:

R2 (ком) β1*R1 (кОм)

β — минимальной паспортное значение коэффициента усиления транзистора по току в схеме с общим эмиттером; R4 (кОм) = 1,8*R1 (кОм). Резистор R5 (10 кОм) является ограничительным.

Когда указанные соотношения между номиналами деталей соблюдены при изменении сопротивления резистора R3 от нуля до 2,7 мОм, частота колебаний мультивибратора изменяется в 150 раз, а форма и длительность отрицательного импульса на коллекторе T1 и положительного на коллекторе Т2 остаются неизменными. В этом случае минимальная частота генерируемых импульсов составляет

0,1 Гц, а максимальная — 15 Гц. Для получения более высоких частот необходимо только уменьшить ёмкости конденсаторов C1 и С2, не изменяй номиналов других деталей. Данный мультивибратор можно синхронизировать короткими импульсами, которые подаются от другого внешнего генератора либо в положительной полярности на базу Т1, либо в отрицательной полярности на базу Т2 (последнее более желательно).

Мультивибратор питается от источника постоянного тока с напряжением 4,5 или 6 в. Тогда амплитуды импульсов на коллекторах транзисторов будут почти равны напряжению питании, а потребляемый ток не превысит 6,5 мА. Если напряжение источника питания составляет 9 или 12 в, сопротивления резисторов R1, R2, R4 увеличивают во столько раз, во сколько раз повышено питающее напряжение по сравнению с 6 в.

Л. ГОЛУБЕВ, Ю. ГОЛУБЕВА,
г. Киев

Примечание. В схеме можно использовать и кремниевые транзисторы, в этом случае базу транзистора Т2 следует соединить через резистор номиналом 100 кОм с верхним по схеме проводником источника питания.

BACK

Генератор низкой частоты на 1 кгц. Генераторы низких частот на микросхемах

Данная схема генератора низкой частоты гармонического синусоидального сигнала предназначена для настройки и ремонта усилителей звуковой частоты.

Генератор синусоидального сигнала совместно с милливольтметром, осциллографом или измерителя искажений создает ценный комплекс для настройки и ремонта всех каскадов усилителя звуковой частоты.

Основные характеристики:

  • Генерируемые частоты: 300 Гц, 1 кГц, 3 кГц.
  • Максимальное гармоническое искажение (THD): 0,11% — 1 кГц, 0,23% — 300Гц, 0,05% — 3 кГц
  • Ток потребления: 4,5 мА
  • Выбор выходного напряжения: 0 — 77,5 мВ, 0 — 0,775 В.

Схема синусоидального генератора достаточно проста и построена на двух транзисторах, которые обеспечивают высокую частоту и амплитудную стабильность. Конструкция генератора не требует никаких элементов стабилизации, таких как лампы, термисторы, или других специальных компонентов для ограничения амплитуды.

Каждая из трех частот (300 Гц, 1 кГц и 3 кГц) устанавливается переключателем S1. Амплитуда выходного сигнала может быть плавно изменена посредством переменного резистора R15 в двух диапазонах, которые устанавливаются переключателем S2. Доступные амплитудные диапазоны: 0 — 77,5 мВ (219,7 мВ от пика до пика) и 0 — 0,775 В (2,191 В от пика до пика).

На следующих рисунках приведена разводка печатной платы и расположение элементов на ней.

Перечень необходимых радиодеталей:

  • R1 — 12k
  • R2 — 2k2
  • R3, R4, R5, R15 — 1k переменный
  • R6, R7 — 1K5
  • R8 — 1k
  • R9 — 4k7
  • R10 — 3k3
  • R11 — 2k7
  • R12 — 300
  • R13 — 100k
  • С1 — 22n
  • С2 — 3u3
  • С3 — 330n
  • С4 — 56n
  • С5 — 330n
  • С6, С7 — 100n
  • D1, D2 — 1N4148
  • T1, T2, T3 — BC337
  • IO1 — 78L05

Если все детали установлены правильно и в монтаже нет никаких ошибок, генератор синусоидального сигнала должен заработать при первом же включении.

Напряжение питания схемы может быть в диапазоне 8-15 вольт. Чтобы поддержать стабильную амплитуду напряжения выходного сигнала, линия питания дополнительно стабилизирована микросхемой 78L05 и диодами D1, D2 в результате на выходе стабилизатора около 6,2 вольт.

Перед первым включением необходимо подключить выход генератора к частотомеру или осциллографу и с помощью подстроичных резисторов R3, R4 и R5 установить точную выходную частоту для каждого из диапазонов: 300 Гц, 1 кГц и 3 кГц. При необходимости, если не совсем удается подстроить частоты, то можно дополнительно подобрать сопротивления постоянных резисторов R6-R8.

http://pandatron.cz/?1134&sinusovy_generator_s_nizkym_zkreslenim

Генератор различных стабильных частот является необходимым лабораторным оборудованием. В интернете есть немало схем, но они либо морально устарели, либо не обеспечивают достаточно широкого перекрытия частот. Устройство, описываемое здесь, основано на высоком качестве работы специализированной микросхемы XR2206 . Диапазон перекрываемых генератором частот впечатляет: 1 Гц — 1 МГц! XR2206 способна генерировать качественные синусоидальные, прямоугольные и треугольные формы сигналов высокой точности и стабильности. У выходных сигналов может быть как амплитудная и частотная модуляция.

Параметры генератора

Синусоидальный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3В при питании 9В
— Искажения: менее 1% (1 кГц)
— Неравномерность: +0,05 дБ 1 Гц — 100 кГц

Прямоугольный сигнал:

Амплитуда: 8В при питании 9В
— Время нарастания: менее 50 нс (при 1 кГц)
— Время спада: менее 30 нс (на 1 кГц)
— Рассимметрия: менее 5% (1 кГц)

Треугольный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3 В при питании 9 В
— Нелинейность: менее 1% (до 100 кГц)

Схемы и ПП




Рисунки печатных плат

Грубая регулировка частоты осуществляется с помощью 4-х позиционного переключателя для частотных диапазонов; (1) 1 Гц-100 Гц, (2) 100 Гц-20 кГц, (3) 20 кГц-1 МГц (4) 150 кГц-1 МГц. Несмотря на то, что в схеме указан верхний предел 3 мегагерца, гарантированная предельная частота составляет именно 1 Мгц, далее генерируемый сигнал может быть менее стабильным.

Генератор синусоидальных сигналов частотой от 1 Гц до 40 МГц с регулировкой уровня выходного сигнала и встроенным измерителем уровня выходного сигнала (Up/p), а также с режимом генератора качающейся частоты (ГКЧ) с произвольным выбором границ в диапазоне от 1 Гц до 40 МГц



Предлагаю наборы для сборки генератора (GEN) синусоидальных сигналов 1 Гц — 40 МГц с режимом генераторы качающейся частоты (ГКЧ/WOB), дополнительным выходом пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа, а также выходом 0/5 В прямоугольных импульсов с частотой качания генератора. Данное устройство разработал польский радиолюбитель Adam Sobczyk (SQ5RWQ). Данная конструкция была опубликована в журнале ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA .

Устройство собрано с применением готового модуля DDS синтезатора AD9850, что значительно упрощает монтаж. Причём использоваться могут оба существующих в продаже модуля DDS AD9850. Конструктивно устройство состоит из двух печатных плат — основной и контроллера. На основной плате установлены разъёмы для платы контроллера, разъёмы для модулей синтезаторов (одновременно может использоваться только одна плата синтезатора), контактные штыри для внешних подключений, винтовой клеммник подачи питания, собраны стабилизаторы питающих напряжений +5В и +9В, в также широкополосный усилитель ВЧ сигнала. На плате контроллера установлен двухстрочный ЖКИ дисплей, энкодер выбора режимов работы и настройки, переменный резистор регулировки уровня выходного сигнала.

Выбор режима работы GEN — генератор или WOB — Wobbulator/ГКЧ выбирается при включении прибора нажатием и удержанием кнопки энкодера. При появлении приветственного меню нужно нажать кнопку энкодера и дождаться появления меню в котором вращением энкодера нужно выбрать режим GEN или WOB и затем подтвержить выбор нажатием на кнопку энкодера. В следующем меню аналогично выбирается режим работы цифрового выхода прямоугольных импульсов 0-5 В, т.е. вращением энкодера выбирается режим ON или OFF и нажатием на кнопку энкодера подтверждается выбор. Выбранные режимы будут сохраняться в энергонезависимой памяти при последующих включениях. Чтобы выбрать другой режим работы нужно обесточить прибор и снова подать напряжение, войти в меню выбора режимов работы и выбрать нужный режим. В режиме генератора шаг перестройки изменяется по кругу нажатием на кнопку энкодера. В режиме ГКЧ нажатием на кнопку энкодера выбирается активный пункт меню — напротив активного (который можно изменять в данный момент) в данный момент параметра светится звёздочка «*». При вращении энкодера значение выбранного параметра будет изменяться. Переключение между параметрами подлежащим изменению происходит по кругу. Прибор находится в режиме генерации колебаний когда на экране нет звёздочки, т.е. все параметры выбраны.


Схема принципиальная платы управления/индикации приведена ниже, а также


Принципиальная схема основной платы приведена ниже, а также


Прибор работает в двух режимах:
1) Генератор синусоидальных сигналов частотой 1 Гц — 40 МГц
2) Генератор качающейся частоты с диапазоном качания синусоидального сигнала от 1 Гц — 40 МГц.

В первом режиме на дисплее отображается частота выходного сигнала с точностью до 1 Гц, выбранный шаг перестройки частоты (выбирается нажатием на кнопку встроенную в энкодер, т.е. нажатием на ручку энкодера) и уровень выходного напряжения в Вольтах от пика до пика — Up/p. Шаг перестройки выбирается по кругу из сетки частот 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц нажатием на кнопку энкодера. Уровень выходного напряжения практически совпадает с показаниями осциллографа, частота выходного сигнала соответствует точно. Уровень выходного сигнала с повышением частоты уменьшается, это обусловлено особенностью работы самой AD9850. На низких частотах выходное напряжение для различных модулей DDS составляет порядка 4 Вольт и уменьшается до 1 Вольта на частоте 40 МГц. Точнее, с чистой синусоидой на выходе, у меня получилось так:
40 МГц — Up/p=0,89 В
35 МГц — Up/p=1,18 В
30 МГц — Up/p=1,67 В
25 МГц — Up/p=2,09 В
20 МГц — Up/p=2,38 В
15 МГц — Up/p=2,62 В
10 МГц — Up/p=2,99 В
5 МГц — Up/p=3,37 В
1 МГц — Up/p=3,66 В
Затем практически без изменений до 30 Гц и потом с плавным снижением до Up/p=2,08 В на частоте 5 Гц и до Up/p=0,86 В на частоте 1 Гц.

Во втором режиме на дисплее отображается частота колебаний, шаг перестройки частоты, нижняя и верхняя границы колебания частоты генератора. Выбор и изменение параметров выполняется энкодером по аналогии с первым режимом работы — нажатием и вращением ручки энкодера. Частота колебаний выбирается от 1 Гц до 40 МГц с шагом 1 Гц, шаг перестройки по кругу из сетки частот 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц, верхняя и нижняя частота колебаний от 1 Гц до 40 МГц, при этом сначала выставляется верхняя граница, а затем нижняя, поскольку есть программное ограничение — нижняя частота всегда меньше либо равна верхней.

Правильно собранное устройство из исправных:) деталей начинает работать сразу. До установки платы индикации/контроллера и модуля AD9850, подайте питающее напряжение на основную плату и проверьте наличие питающих напряжений +9 В и +5 В после стабилизаторов 7809 и 7805 соответственно. Затем проверьте уровни напряжений на выводах транзисторов широкополосного усилителя мощности. Напряжения должны быть такими: Q1 (коллектор — 6,65 В; эмиттер — 1,4 В; база — 2,1 В), Q2 (эмиттер — 7,37 В; коллектор — 2,5 В), Q3 (коллектор — 5,47 В; эмиттер — 1,74 В). При необходимости, подстроечным резистором на плате модуля AD9850 необходимо выставить скважность прямоугольных импульсов на выходе генератора равной 2 (коэффициент заполнения 0,5), т.е. меандр.

Платы разработаны для возможности установки в стандартный пластиковый корпус КМ-60, но в идеале, конечно же, применить металлический корпус:)

Стоимости печатных плат и наборов для сборки такие:

Стоимость комплекта из двух печатных плат (основная 140х90 мм и индикации 115х45 мм) с маской и маркировкой — 300 грн.

Если кому то нужен, отдельно запрограммированный микроконтроллер — 85 грн.

Стоимость набора для сборки генератора (запограммированный микроконтроллер с панелькой, печатные платы и все компоненты для них, включая стойки, винты, шайбы, гайки, радиаторы, энкодер, переменный резистор, ручки регуляторов, ЖКИ дисплей 16х2) без учёта модуля AD9850 — 830 грн.

Стоимость собранных и проверенных плат генератора (основная и плата контроллера/индикации) без учёта модуля AD9850 — 1200 грн.

Модуль генератора-синтезатора частоты AD9850 — 650 грн. (кладу в комплект такой, какой есть в наличии, если тип принципиален, то оговаривайте заранее, я разницы в работе плат разных типов не увидел). Данный генератор выполнен на базе микросхемы AD9850 фирмы Analog Devices, представляющей собой полный DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатор частоты с встроенным компаратором. Такие синтезаторы уникальны своей точностью, практически не подвержены температурному дрейфу и старению.

Обнаружен небольшой «глюк», скорее всего программный — подтормаживает энкодер при вращении. Мне не мешает, но лучше от этого избавиться. Думаю, всё разрешится:) Плюсы прибора перекрывают его минусы:) Я сколько искал, не нашёл настолько простого и адекватного прибора…

Генераторы импульсов используют во многих радиотехнических устройствах (электронных счетчиках, реле времени), применяют при настройке цифровой техники. Диапазон частот таких генераторов может быть от единиц герц до многих мегагерц. Здесь приводятся простые схемы генераторов, в том числе на элементах цифровой «логики», которые широко используются в более сложных схемах как частотозадающие узлы, переключатели, источники образцовых сигналов и звуков.

На рис. 1 приведена схема генератора, который формирует одиночные импульсы прямоугольной формы при нажатии кнопки S1 (то есть он не является автогенератором, схемы которых приводятся далее). На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран RS-триггер, предотвращающий проникновение импульсов дребезга контактов кнопки на пересчетное устройство. В положении контактов кнопки S1, показанном на схеме, на выходе 1 будет напряжение высокого уровня, на выходе 2 — напряжение низкого уровня; при нажатой кнопке — наоборот. Этот генератор удобно использовать при проверке работоспособности различных счетчиков.

На рис. 2 показана схема простейшего генератора импульсов на электромагнитном реле. При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1 и реле срабатывает, отключая источник питания контактами К 1.1. Но реле отпускает не сразу, поскольку некоторое время через его обмотку будет протекать ток за счет энергии, накопленной конденсатором С1. Когда контакты К 1.1 опять замкнутся, снова начнет заряжаться конденсатор — цикл повторяется.

Частота переключении электромагнитного реле зависит от его параметров, а также номиналов конденсатора С1 и резистора R1. При использовании реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.004) переключение происходит примерно один раз в секунду. Такой генератор можно использовать, например, для коммутации гирлянд на новогодней елке, для получения других световых эффектов. Его недостаток — необходимость использования конденсатора значительной емкости.

На рис. 3 приведена схема еще одного генератора на электромагнитном реле, принцип работы которого аналогичен предыдущему генератору, но обеспечивает частоту импульсов 1 Гц при емкости конденсатора в 10 раз меньшей. При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Спустя некоторое время откроется стабилитрон VD1 и сработает реле К1. Конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и входное сопротивление составного транзистора VT1VT2. Вскоре реле отпустит и начнется новый цикл работы генератора. Включение транзисторов VT1 и VT2 по схеме составного транзистора повышает входное сопротивление каскада. Реле К 1 может быть таким же, как и в предыдущем устройстве. Но можно использовать РЭС-9 (паспорт РС4.524.201) или любое другое реле, срабатывающее при напряжении 15…17 В и токе 20…50 мА.

В генераторе импульсов, схема которого приведена на рис. 4, использованы логические элементы микросхемы DD1 и полевой транзистор VT1. При изменении номиналов конденсатора С1 и резисторов R2 и R3 генерируются импульсы частотой от 0,1 Гц до 1 МГц. Такой широкий диапазон получен благодаря использованию полевого транзистора, что позволило применить резисторы R2 и R3 сопротивлением в несколько мегаом. С помощью этих резисторов можно изменять скважность импульсов: резистор R2 задает длительность напряжения высокого уровня на выходе генератора, а резистор R3 — длительность напряжения низкого уровня. Максимальная емкость конденсатора С1 зависит от его собственного тока утечки. В данном случае она составляет 1…2 мкФ. Сопротивления резисторов R2, R3 — 10…15 МОм. Транзистор VT1 может быть любым из серий КП302, КП303. Микросхема — К155ЛА3, ее питание составляет 5В стабилизированного напряжения. Можно использовать КМОП микросхемы серий К561, К564, К176, питание которых лежит в пределах 3 … 12 В, цоколевка таких микросхем другая и показана в конце статьи.

При наличии микросхемы КМОП (серия К176, К561) можно собрать широкодиапазонный генератор импульсов без применения полевого транзистора. Схема приведена на рис. 5. Для удобства установки частоты емкость конденсатора времязадающей цепи изменяют переключателем S1. Диапазон частот, формируемых генератором, составляет 1…10 000 Гц. Микросхема — К561ЛН2.

Если нужна высокая стабильность генерируемой частоты, то такой генератор можно сделать «кварцованным» — включить кварцевый резонатор на нужную частоту. Ниже показан пример кварцованного генератора на частоту 4,3 МГц:

На рис. 6 представлена схема генератора импульсов с регулируемой скважностью.

Скважность – отношение периода следования импульсов (Т) к их длительности (t):

Скважность импульсов высокого уровня на выходе логического элемента DD1.3, резистором R1 может изменяться от 1 до нескольких тысяч. При этом частота импульсов также незначительно изменяется. Транзистор VT1, работающий в ключевом режиме, усиливает импульсы по мощности.

Генератор, схема которого приведена на рисунке ниже, вырабатывает импульсы как прямоугольной, так и пилообразной формы. Задающий генератор выполнен на логических элементах DD 1.1-DD1.3. На конденсаторе С2 и резисторе R2 собрана дифференцирующая цепь, благодаря которой на выходе логического элемента DD1.5 формируются короткие положительные импульсы (длительностью около 1 мкс). На полевом транзисторе VT2 и переменном резисторе R4 выполнен регулируемый стабилизатор тока. Этот ток заряжает конденсатор С3, и напряжение на нем линейно возрастает. В момент поступления на базу транзистора VT1 короткого положительного импульса транзистор VT1 открывается, разряжая конденсатор СЗ. На его обкладках таким образом формируется пилообразное напряжение. Резистором R4 регулируют ток зарядки конденсатора и, следовательно, крутизну нарастания пилообразного напряжения и его амплитуду. Конденсаторы С1 и СЗ подбирают исходя из требуемой частоты импульсов. Микросхема — К561ЛН2.

Цифровые микросхемы в генераторах взаимозаменяемы в большинстве случаев и можно использовать в одной и той же схеме как микросхемы с элементами «И-НЕ», так и «ИЛИ-НЕ», или же просто инверторы. Вариант таких замен показан на примере рисунка 5, где была использована микросхема с инверторами К561ЛН2. Точно такую схему с сохранением всех параметров можно собрать и на К561ЛА7, и на К561ЛЕ5 (или серий К176, К564, К164), как показано ниже. Нужно только соблюдать цоколевку микросхем, которая во многих случаях даже совпадает.

звуковые генераторы

 

        САМОДЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

В процессе изготовления и настройки различной аппаратуры будут полезны измерительные генераторы.

На этой страничке мы рассмотрим схемы и изготовление генераторов ЗЧ. 

Описание других приборов мы рассмотрим позже на других страничках нашего сайта.

Начнем с простейшего генератора звуковых частот с фиксированной частотой.

Генератор синусоидальных колебаний на фиксированную частоту можно собрать по очень простой схеме.

Как видно из схемы, генератор представляет собой каскад усиления, охваченный положительной обратной связью. Частота генерации определяется номиналами конденсаторов С1-С3 и резисторов R1-R3. При указанных номиналах частота генерации равна примерно 1 килогерц. Транзистор, используемый в этой схеме, должен обладать достаточно высоким статическим коэффициентом передачи тока базы  (В ст.) - не менее 100-150.

Синусоидальное напряжение снимается с коллекторной нагрузки транзистора. Для уменьшения выходного сопротивления генератора применен эмиттерный повторитель на транзисторе Т2. Этот каскад согласует низкое сопротивление нагрузки с довольно высоким выходным сопротивление генератора. При помощи переменного резистора R7 можно устанавливать уровень выходного сигнала генератора. Питание генератора можно осуществлять от батареи типа «Крона», либо от сетевого источника.

В генераторе помимо указанных можно применить транзисторы типа КТ3102, а при перемене полярности источника питания - КТ3107, КТ361Г… Особо следует подойти к выбору типа конденсаторов в фазосдвигающей цепи - здесь лучше применить пленочные (типа К73…) конденсаторы с невысоким отклонением от номинала (не более 5 %).

Печатную плату в такой простой конструкции разрабатывать нецелесообразно — весь монтаж можно выполнить на кусочке универсальной макетной платы.

Конструктивно генератор можно выполнить в небольшой коробке. На лицевую панель выводится выключатель питания, ось переменного резистора и выходные гнезда.

Правильно собранный из исправных деталей генератор, как правило, налаживания не требует. Полезно проверить при помощи частотомера частоту генерации и, если нужно, — подкорректировать ее, изменяя в небольших пределах номинал резистора R3. 

Более сложный, но и более качественный генератор можно собрать по схеме, приведенной ниже. Схема была опубликована в журнале «Радио», автор И.Пионтковский.

 

 

Генератор имеет следующие параметры:

Диапазон частот (разбит на 4 поддиапазона) — 18гц — 32 кгц,

Частоты внутри поддиапазонов — 18-160 гц,140-1100 гц, 900-6500 гц, 5200-32000гц.

Уровень выходного напряжения                    — 0,5 вольта,

Коэффициент гармоник                                 — менее 1 %,

Неравномерность выходного напряжения       — менее 2 %.

Обычно в генераторах синусоидальных колебаний для перестройки по частоте используются сдвоенные переменные резисторы. Для получения минимальных искажений необходимо использовать прецизионные блоки резисторов, которые весьма дефицитны и дорогостоящие.

В данном генераторе для перестройки по частоте использован одиночный переменный резистор, что конечно -же упрощает и удешевляет конструкцию.

Несмотря на кажущуюся громоздкость схемы, генератор имеет очень высокую повторяемость и легко настраивается.

В конструкции применены транзисторы с Вст. не ниже 40.

Настройка конструкции: резистором R1 устанавливаем амплитуду колебаний на выходе равной 0,5 вольта, затем подстроечными резисторами R3 и R9 добиваемся получения минимальных искажений.

Чертеж печатной платы в формате программы Layout 4.0 находится здесь

 

 

10 полезных схем генераторов функций

В этом посте мы узнаем, как построить 10 простых, но полезных схем генераторов функций, используя IC 4049, IC 8038, IC 741, IC 7400, транзисторы, UJT и т. д. для генерации точных прямоугольных сигналов, треугольников волны и синусоиды с помощью простых операций переключения.

1) Используя IC 4049

Используя только одну недорогую КМОП-матрицу IC 4049 и несколько отдельных модулей, можно легко создать надежный генератор функций, который будет обеспечивать диапазон из трех форм сигналов вокруг и за пределами звукового спектра.

Целью этой статьи было создание базового экономичного генератора частоты с открытым исходным кодом, который легко сконструировать и использовать как любителям, так и профессионалам в лаборатории.

Эта цель, несомненно, была достигнута, так как схема обеспечивает различные синусоидальные, прямоугольные и треугольные сигналы, а частотный спектр примерно от 12 Гц до 70 кГц использует всего одну микросхему инвертора CMOS Hex и несколько отдельных элементов.

Несомненно, архитектура может не обеспечивать эффективность более продвинутых схем, особенно с точки зрения согласованности формы сигнала на повышенных частотах, но, тем не менее, это невероятно удобный инструмент для анализа звука.


Для версии Bluetooth вы можете прочитать эту статью


Блок-схема

Основные принципы работы схемы из показанной выше блок-схемы. Основная часть функционального генератора представляет собой генератор треугольника/меандра, который состоит из интегратора и триггера Шмита.

Как только выходной сигнал триггера Шмитта становится высоким, обратное напряжение с выхода Шмитта на вход интегратора позволяет выходному сигналу интегратора линейно снижаться до того, как он превысит нижний уровень выходного сигнала триггера Шмитта.

На этом этапе выходной сигнал триггера Шмитта работает медленно, поэтому небольшое напряжение, подаваемое обратно на вход интегратора, позволяет ему положительно нарастать до того, как будет достигнут верхний уровень триггера Шмитта.

Выход триггера Шмитта снова становится высоким, выходной сигнал интегратора снова становится отрицательным и так далее.

Положительная и отрицательная развертки на выходе интегратора представляют собой треугольную форму волны, амплитуда которой вычисляется с помощью гистерезиса триггера Шмитта (т.е. разница между верхним и нижним порогом срабатывания).

Триггер Шмитта, естественно, представляет собой прямоугольную волну, состоящую из чередующихся высоких и низких выходных состояний.

Выходной сигнал треугольника подается на формирователь диодов через буферный усилитель, который округляет высокие и низкие частоты треугольника для создания сигнала, близкого к синусоидальному.

Затем с помощью трехпозиционного селекторного переключателя S2 можно выбрать каждую из трех волновых форм и подать сигнал на выходной буферный усилитель.

Как работает схема

Полная принципиальная схема КМОП-генератора, показанная на рисунке выше. Интегратор полностью построен с использованием КМОП-инвертора N1, а механизм Шмитта включает в себя 2 инвертора с положительной обратной связью. Это N2 и N3.

На следующем изображении показана разводка выводов микросхемы IC 4049 для использования в приведенной выше схеме.

Схема работает следующим образом; учитывая, на данный момент, что движок P2 находится в самом нижнем положении, а выход N3 имеет высокий уровень, ток эквивалентен: напряжение питания и Ut пороговое напряжение N1.

Поскольку этот ток не может поступать на вход инвертора с высоким импедансом, он начинает течь к C1/C2 в зависимости от того, какой конденсатор переключается на линии переключателем S1.

Падение напряжения на C1, таким образом, уменьшается линейно, так что выходное напряжение N1 возрастает линейно до того, как будет достигнуто нижнее пороговое напряжение триггера Шмитта, как только выход триггера Шмитта станет низким.

Теперь ток, эквивалентный -Ut/P1 + R1 , протекает как через R1, так и через P1.

Этот ток всегда протекает через C1, так что выходное напряжение N1 увеличивается экспоненциально, пока не будет достигнуто максимальное предельное напряжение триггера Шмитта, выход триггера Шмитта возрастает, и весь цикл начинается сначала.

Чтобы сохранить треугольную симметрию волны (т. е. одинаковый наклон как для положительной, так и для отрицательной частей формы волны), токи нагрузки и разрядки конденсатора должны быть идентичными, то есть Uj,-Ui должны быть идентичны Ут.

Однако, к сожалению, Ut определяется параметрами инвертора CMOS и обычно составляет 55%! Напряжение источника Ub = Ut составляет примерно 2,7 В при 6 В, а Ut примерно равно 3,3 В.

Эта проблема решается с помощью P2, который требует изменения симметрии. На данный момент предположим, что тайский R-связан с положительной линией снабжения (позиция A).

Независимо от настройки P2 высокое выходное напряжение триггера Шмитта всегда остается равным 11. до 3 В можно вернуть обратно в P1.

Это гарантирует, что напряжение больше не -Ut, а Up2-Ut. Если напряжение ползунка P2 составляет около 0,6 В, то Up2-Ut должно быть около -2,7 В, поэтому токи зарядки и разрядки будут одинаковыми.

Очевидно, что из-за допусков значения Ut необходимо выполнить регулировку P2 для соответствия конкретному функциональному генератору.

В ситуациях, когда Ut составляет менее 50 процентов от входного напряжения, может быть уместным подключение верхней части резистора R4 к земле (положение B).

Можно найти пару частотных шкал, которые будут назначены с помощью S1; от 12 Гц до 1 кГц и от 1 кГц до приблизительно 70 кГц.

Детальное управление частотой задается параметром P1, который изменяет ток заряда и разряда C1 или C2 и, таким образом, частоту, на которой интегратор линейно увеличивается и уменьшается.

Выходной сигнал прямоугольной формы с N3 отправляется на буферный усилитель через селекторный переключатель формы сигнала S2, который состоит из пары инверторов, смещенных как линейный усилитель (подключенных параллельно для повышения эффективности их выходного тока).

Выход треугольной волны осуществляется через буферный усилитель N4 и оттуда переключателем на выход буферного усилителя.

Кроме того, треугольный выход N4 добавляется к формирователю синуса, состоящему из R9, R11, C3, Dl и D2.

D1 и D2 потребляют небольшой ток примерно до +/- 0,5 вольт, но их различное сопротивление падает выше этого напряжения и логарифмически ограничивает верхние и нижние уровни треугольного импульса, создавая эквивалент синусоиде.

Выходной синусоидальный сигнал передается на выходной усилитель через C5 и R10.

P4, который изменяет коэффициент усиления N4 и, следовательно, амплитуду треугольного импульса, подаваемого на формирователь синуса, изменяет прозрачность синуса.

Слишком низкий уровень сигнала, и амплитуда треугольника будет ниже порогового напряжения диода, и он будет протекать без изменений, а слишком высокий уровень сигнала, верхние и нижние частоты будут сильно отсекаться, тем самым обеспечивая не правильно сформированная синусоида.

Входные резисторы выходного буферного усилителя выбираются таким образом, чтобы все три сигнала имели номинальное пиковое и минимальное выходное напряжение около 1.2 В. Уровень выходного сигнала можно изменить с помощью P3.

Процедура настройки

Метод настройки заключается в простом изменении симметрии треугольника и чистоты синусоиды.

Кроме того, симметрия треугольника идеально оптимизируется путем изучения входного сигнала прямоугольной формы, поскольку симметричный треугольник получается, если рабочий цикл прямоугольной формы составляет 50 % (1-1 отметка).

Для этого вам нужно настроить предустановку P2.

 В ситуации, когда симметрия увеличивается по мере перемещения скользящего элемента P2 вниз к выходу N3, но правильная симметрия не может быть достигнута, верхняя часть R4 должна быть соединена в альтернативном положении.

Чистота синусоиды изменяется путем регулировки P4 до тех пор, пока форма волны не станет «идеальной», или путем изменения для минимальных искажений, только если есть измеритель искажений для проверки.

Поскольку напряжение питания влияет на выходное напряжение различных форм сигналов и, следовательно, на чистоту синуса, схема должна питаться от надежного источника питания 6 В.

Когда батареи используются в качестве источников питания, они никогда не должны работать слишком сильно вниз.

КМОП-ИС, используемые в качестве линейных схем, потребляют больший ток, чем в обычном режиме переключения, поэтому напряжение питания не должно превышать 6 В, иначе ИС может нагреваться из-за сильного рассеивания тепла.

Еще одним отличным способом создания схемы функционального генератора может быть использование IC 8038, как описано ниже.

2) Схема функционального генератора с использованием IC 8038

треугольные формы выходных сигналов за счет включения наименьшего количества электронных компонентов и манипуляций.

Его рабочий диапазон частот можно определить с помощью 8 частотных шагов, начиная с 0,001 Гц до 300 кГц, путем соответствующего выбора прикрепленных R-C элементов.

Частота колебаний чрезвычайно стабильна независимо от температуры или колебаний напряжения питания в широком диапазоне.

Кроме того, генератор функций IC 8038 предлагает рабочий диапазон частот до 1 МГц. Доступ ко всем трем основным выходным сигналам, синусоидальному, треугольному и прямоугольному, можно получить одновременно через отдельные выходные порты схемы.

Частотный диапазон 8038 можно изменять с помощью внешнего источника напряжения, хотя отклик может быть не очень линейным.Предлагаемый генератор функций также обеспечивает регулируемую симметрию треугольника и регулируемый уровень искажения синусоидальной волны.

3) Функциональный генератор Использование IC 741

Эта схема функционального генератора на основе IC 741 обеспечивает повышенную гибкость испытаний по сравнению с типичным генератором синусоидальных сигналов, выдавая вместе прямоугольные и треугольные сигналы с частотой 1 кГц, а также недорогая и очень простая. строить. Как оказалось, выходное напряжение составляет примерно 3 В ptp на прямоугольной волне и 2 В среднеквадратичного значения. в синусоиде.Переключаемый аттенюатор может быть быстро включен, если вы хотите быть мягче по отношению к тестируемой цепи.

Как собрать

Начните размещать детали на печатной плате, как показано на схеме компоновки компонентов, и убедитесь, что правильно вставлены полярность стабилитрона, электролитов и интегральных схем.

Как настроить

Чтобы настроить схему простого функционального генератора, просто точно настройте RV1, пока синусоидальный сигнал не станет немного ниже уровня ограничения. Это обеспечивает наиболее эффективную синусоиду через генератор.Квадрат и треугольник не требуют каких-либо специальных настроек или настроек.

Как это работает

  1. В этой схеме функционального генератора IC 741 IC1 выполнен в виде мостового генератора Вина, работающего на частоте 1 кГц.
  2. Контроль амплитуды обеспечивается диодами D1 и D2. Выход этой ИС подается либо на выходной разъем, либо на схему возведения в квадрат.
  3. Подключен к SW1a посредством C4 и является триггером Шмидта (Q1-Q2).Стабилитрон ZD1 работает как триггер без гистерезиса.
  4. Интегратор IC2, C5 и R10 генерирует треугольную волну из входной прямоугольной волны.

4) Простой генератор функций UJT

Однопереходный осциллятор, показанный ниже, является одним из самых простых генераторов пилообразной формы. Два выхода этого дают, а именно, пилообразный сигнал и последовательность триггерных импульсов. Волна увеличивается примерно от 2V (точка впадины, Vv) до максимального пика (Vp). Пиковая точка зависит от напряжения питания Vs и коэффициента зазора BJT, который может варьироваться примерно от 0.56 до 0,75, при этом 0,6 является обычным значением. Период одного колебания примерно равен:

t = — RC x 1n[(1 — η) / (1 — Vv/Vs)]

, где «1n» указывает на использование натурального логарифма. При стандартных значениях Vs = 6, Vv = 2 и η = 0,6 приведенное выше уравнение упрощается до: наклон нелинейный. Для многих аудиоприложений это едва ли имеет значение.Рисунок (b) демонстрирует зарядку конденсатора через цепь постоянного тока. Это позволяет склону идти прямо вверх.

Скорость заряда конденсатора теперь постоянна и не зависит от Vs, хотя Vs по-прежнему влияет на пиковую точку. Поскольку ток зависит от коэффициента усиления транзистора, простой формулы для измерения частоты не существует. Эта схема предназначена для работы с низкими частотами и имеет реализацию в качестве генератора рампы.

5) Использование операционных усилителей LF353

Два операционных усилителя используются для создания точной схемы генератора прямоугольных и треугольных сигналов.В комплект LF353 входят два операционных усилителя с JFET, которые лучше всего подходят для этого приложения.

Частоты выходного сигнала рассчитываются по формуле f=1 / RC . Схема демонстрирует чрезвычайно широкий рабочий диапазон практически без искажений.

R может иметь любое значение от 330 Ом до примерно 4,7 М; C может иметь любое значение от 220 пФ до 2 мкФ.

Как и в приведенной выше концепции, в следующей схеме генератора синусоидальной и косинусоидальной функций используются два операционных усилителя.

Они генерируют синусоидальные сигналы почти одинаковой частоты, но сдвинуты по фазе на 90°, поэтому выходной сигнал второго операционного усилителя называется косинусоидальным.

На частоту влияет набор допустимых значений R и C. R находится в диапазоне от 220k до 10M; C составляет от 39 пФ до 22 нФ. Связь между R, C и/или немного сложна, так как она должна отражать номиналы других резисторов и конденсаторов.

Используйте R = 220 кОм и C = 18 нФ в качестве начальной точки, обеспечивающей частоту 250 Гц.Диоды Зенера могут быть маломощными выходными диодами 3,9 В или 4,7 В.

6) Функциональный генератор с использованием микросхемы ТТЛ

Пара вентилей счетверенного И-НЕ с двумя входами 7400 составляет реальную схему генератора для этой схемы функционального генератора ТТЛ. Кристалл и регулируемый конденсатор работают как система обратной связи между входом затвора U1-a и выходом затвора U1-b. Гейт U1-c функционирует как буфер между каскадом генератора и выходным каскадом U1-d.

Переключатель S1 действует как переключатель затвора, переключаемый вручную, для включения/выключения прямоугольного выхода U1-d на контакте 11.Когда S1 разомкнут, как указано, на выходе генерируется прямоугольный сигнал, а после замыкания прямоугольный сигнал отключается.

Переключатель можно заменить логическим вентилем для цифрового управления выходом. Почти идеальная синусоида от 6 до 8 вольт создается в точке соединения C1 и XTAL1.

Импеданс на этом соединении очень высок и не может обеспечить прямой выходной сигнал. Транзистор Q1, настроенный как усилитель с эмиттерным повторителем, обеспечивает высокое входное сопротивление для синусоидального сигнала и низкое выходное сопротивление для внешней нагрузки.

Схема запускает практически все типы кристаллов и работает с частотами кристаллов от 1 до 10 МГц.

Как настроить

Настройку этой простой схемы генератора функций TTL можно быстро начать со следующих пунктов.

Если у вас есть осциллограф, подключите его к прямоугольному выходу U1-d на контакте 11 и поместите C1 в центр диапазона, обеспечивающего наиболее эффективную форму выходного сигнала.

Затем наблюдайте за синусоидой на выходе и настраивайте C2 для получения наилучшей формы волны.Вернитесь к ручке управления C1 и слегка настройте ее, пока на экране осциллографа не будет достигнута наиболее здоровая синусоидальная волна.

Список запчастей

резисторов (все резисторы —watt, 5% единиц.)
RI, R2 = 560-Ом
R3 = 100K
R4 = 1K

Полупроводники
U1 = IC 7400
Q1 = 2N3904 Кремниевый транзистор NPN

Конденсаторы
C1, C2 = 50 пФ, подстроечный конденсатор
C3, C4 = 0,1 мкФ, керамический дисковый конденсатор

Разное
Кристаллический переключатель текст)

7) Схема наилучшей синусоидальной формы сигнала с кварцевым управлением

Следующий генератор сигналов представляет собой двухтранзисторную схему кварцевого генератора, которая превосходно работает, дешева в сборке и не требует катушек или дросселей.Цена зависит в первую очередь от используемого кристалла, так как общая стоимость остальных элементов вряд ли должна составлять несколько долларов. Транзистор Q1 и несколько соседних частей образуют схему генератора.

Путь заземления для кристалла направляется с помощью C6, R7 и C4. В переходе C6 и R7, который имеет довольно низкий импеданс, ВЧ подается на усилитель эмиттерного повторителя Q2.

Форма сигнала на стыке C6/R7 действительно почти идеальная синусоида. Амплитуда выходного сигнала на эмиттере Q2 колеблется от 2 до 6 вольт от пика к пику в зависимости от добротности кристалла и значений конденсаторов C1 и C2.

Значения C1 и C2 определяют частотный диапазон цепи. Для частот кристалла ниже 1 МГц C1 и C2 должны быть 2700 пФ (0,0027 пФ). Для частот от 1 МГц до 5 МГц это могут быть конденсаторы емкостью 680 пФ; и для 5 МГц и 20 МГц. можно применить конденсаторы на 200 пФ.

Вы можете попробовать протестировать значения этих конденсаторов, чтобы получить наилучшую синусоиду на выходе. Кроме того, настройка конденсатора C6 может повлиять на уровень двух выходных сигналов и общую форму сигнала.

Список запчастей

резисторов (все резисторы —watt, 5% единиц)
R1-R5-1K
R6-27K
R7-270-Ом
R8-100K 9-270-Ом
R8-100K
Конденсаторы
C1, C2 — См. текст
C3, C5-0,1-пФ, керамический диск
C6-10 пФ до 100 пФ, триммер
SEMICONDUCTORS
Q1, Q2-2N3904
XTAL1 — См. текст

Цепь пилообразного генератора

цепи части Q1, D1-D3, R1, R2 и R7 сконфигурированы как простая схема генератора постоянного тока, которая заряжает конденсатор C1 постоянным током.Этот постоянный зарядный ток создает линейно возрастающее напряжение на конденсаторе C1.

Транзисторы Q2 и Q3 настроены как пара Дарлингтона, чтобы проталкивать напряжение через C1 на выход без эффектов нагрузки или искажения.

Как только напряжение на C1 увеличивается примерно до 70% от напряжения питания, активируется вентиль U1-a, вызывая переход на высокий уровень на выходе U1-b и кратковременное включение Q4; который продолжает гореть, пока конденсатор C1 разряжается.

Завершает один цикл и запускает следующий.Выходная частота схемы регулируется резистором R7, который обеспечивает нижнюю частоту около 30 Гц и верхнюю частоту около 3,3 кГц.

Диапазон частот можно увеличить, уменьшив значение C1, и уменьшить, увеличив значение C1. Чтобы сохранить пиковый разрядный ток Q4 под контролем. C1 не должен быть больше 0,27 мкФ.

Перечень деталей

8) Схема функционального генератора с использованием пары микросхем 4011


Основой этой схемы фактически является осциллятор с мостом Вина, который обеспечивает синусоидальный выходной сигнал.Из этого впоследствии извлекаются квадратные и треугольные сигналы.

Генератор с мостом Вина построен с использованием КМОП-затворов И-НЕ с N1 по N4, а стабилизация амплитуды обеспечивается транзистором T1 и диодами D1 и D2.

Эти диоды, возможно, должны быть подобраны по два, чтобы минимизировать искажения. Потенциометр регулировки частоты P1 также должен быть высококачественным стереопотенциометром с дорожками внутреннего сопротивления, сопряженными с допуском 5%.

Предустановка R3 дает возможность регулировки для наименьшего искажения, и в случае использования согласованных частей для D1, D2 и P1 общее гармоническое искажение может быть ниже 0.5%.

Выход генератора с мостом Вина подается на вход N5, который смещен в линейную область и работает как усилитель. Элементы И-НЕ N5 и N6 совместно усиливают и обрезают выходной сигнал генератора для генерации прямоугольной формы волны.

Скважность формы сигнала зависит от пороговых потенциалов N5 и N6, однако она близка к 50%.

Выходной сигнал логического элемента N6 подается на интегратор, построенный с использованием логических элементов И-НЕ N7 и N8, который согласовывается с прямоугольной волной для получения треугольной формы волны.

Амплитуда треугольного сигнала, безусловно, зависит от частоты, а поскольку интегратор просто не очень точен, линейность дополнительно отклоняется по частоте.

На самом деле изменение амплитуды довольно тривиально, учитывая, что функциональный генератор часто используется вместе с милливольтметром или осциллографом, и выход можно легко проверить.

9) Схема функционального генератора с использованием операционного усилителя Norton LM3900

Чрезвычайно удобный генератор функций, который уменьшит аппаратные средства, а также цену, может быть построен с одним счетверенным усилителем Norton IC LM3900.

Если из этой цепи удалить резистор R1 и конденсатор C1, то в результате получится схема, обычная для генератора прямоугольных импульсов с усилителем Norton, с синхронизирующим током, поступающим в конденсатор C2. Включение интегрирующего конденсатора С1 в генератор прямоугольных импульсов создает на выходе реалистично точную синусоиду.

Резистор R1, облегчающий согласование постоянных времени схемы, позволяет регулировать выходную синусоиду для минимальных искажений. Идентичная схема позволяет подключить синусоидальный выход к стандартному подключению генератора прямоугольных/треугольных импульсов, оснащенного двумя усилителями Norton.

Как показано на рисунке, треугольный выход работает как вход синусоидального усилителя.

Для номиналов деталей, указанных в этой статье, рабочая частота схемы составляет примерно 700 Гц. Резистор R1 можно использовать для регулировки наименьшего синусоидального искажения, а резистор R2 можно использовать для регулировки симметрии прямоугольной и треугольной волн.

Четвертый усилитель в счетверенном пакете Norton можно подключить в качестве выходного буфера для всех трех выходных сигналов.

10) Функциональный генератор с использованием IC 566

IC 566 идеально подходит для создания тестового генератора с помощью внутреннего генератора, управляемого напряжением (VOC). Схема предназначена для подачи отдельных выходов, предлагающих треугольные и прямоугольные волны, а также набор выходов с положительными и отрицательными пиками. Амплитуда прямоугольной волны составляет 5 В пик-пик, остальные формы волны 1,5 В пик-пик. Частота зависит от емкости конденсатора, подключенного к выводу 7 микросхемы.

Рекомендуется использовать танталовые конденсаторы вместо электролитических. Выходы этого функционального генератора IC 566 рассчитаны на работу с нагрузками с высоким импедансом. Транзисторный буферный каскад необходим в качестве дополнения к оборудованию с низким входным сопротивлением.

Генератор точечной синусоидальной волны

На следующем рисунке показана схема, использующая IC 7556 в качестве интегратора.

Когда на интегратор подается сигнал прямоугольной формы от таймера, он преобразует его в сигнал треугольной формы.Когда сигнал треугольной волны подается на другой интегратор, он преобразуется в синусоидальную волну. С очень простой схемой этот метод можно использовать для создания довольно чистой синусоидальной волны заданной частоты. В этой версии все три основные формы волны — квадратная, треугольная и синусоида — генерируются с почти идентичными амплитудами напряжения от пика к пику. Амплитуда синусоиды, 3 вольта от пика до пика при напряжении питания 9 В, почти сравнима со среднеквадратичным значением в один вольт, что является полезной величиной для тестирования звука.

Целью этого точечного генератора синусоидальных сигналов является создание на всех трех выходах примерно одинакового выходного напряжения, чтобы другие схемы можно было быстро протестировать на чувствительность к различным формам сигналов. При размахе напряжения, равном одной трети напряжения питания, треугольная волна определяет начальное значение.

Прямоугольная волна изначально имеет значение напряжения питания, поскольку оно варьируется от рельса к рельсу, хотя ослабляется почти до требуемого значения с помощью двух резисторов R4 и R5.Эти два резистора можно удалить, если они не нужны. Вход второго интегратора lC2b связан с треугольной волной.

Из-за входных смещенных напряжений и токов и т. д. выходной сигнал интегратора может в конечном итоге дрейфовать настолько, насколько это возможно, к одной из шин питания, если не используется какая-либо форма обратной связи по постоянному току. Следовательно, lC2b связан по переменному току с входным сигналом через C4, а большой резистор обратной связи R8 поддерживает правильный выходной уровень постоянного тока. Уровни этих двух составляющих достаточны для предотвращения искажения сигнала на рабочей частоте.Настройки резисторов R7 и C5 регулируют выходную амплитуду до желаемого уровня, составляющего примерно одну треть от полного размаха питания. определяется частота. по формуле:

f = 1 / 1,333 x R6 x C5

Этот метод дает довольно хорошую синусоиду, единственным недостатком которой является то, что частоту нельзя легко изменить. Любое изменение входной частоты второго интегратора потребует изменения значений RT и C5, чтобы сохранить правильную амплитуду выходного синусоидального сигнала, а быстрого способа добиться этого не существует.

Блок-схема, схема, типы и применение

Первоначальный коммерческий тип генератора сигналов был изобретен в 1928 году, где он поддерживал диапазон частот от 500 Гц до 1,5 МГц, и в апреле 1929 года. Генерировался первоначальный коммерческий сигнал стандартного типа частоты. был продвинут General Radio с поддержкой частоты 50 кГц. Что касается первого применения этого устройства, генератор звукового сигнала HP 200B использовался для калибровки революционных стереофонических звуковых систем Disney, которые были установлены в кинотеатрах.Но что такое генератор сигналов? В этой статье объясняются его концепции, а также его функции, назначение и типы, чтобы узнать это подробно.

Что такое генератор сигналов?

Генератор сигналов представляет собой электронное тестовое устройство аналогового или цифрового типа, которое генерирует точно стандартизированные сигналы в частотном диапазоне от звукового до микроволнового. Эти передаваемые сигналы могут быть изменены в зависимости от импеданса, модуляции, частоты, формы сигнала и выходного напряжения.

Назначение

Назначение генератора сигналов и его важность поясняются ниже: быть почти идеальным.Принимая во внимание, что когда выходной сигнал неидеален, это приводит к расширенным уровням гармоник, искажений, фазового шума и побочных эффектов, которые в конечном итоге скрывают сигналы низкого уровня. Таким образом, когда используется генератор сигналов, он обеспечивает почти идеальную синусоиду без уровней искажений, шумов и паразитных составляющих.

Генератор сигналов способен выдавать сложные сигналы даже от одного интегрированного устройства без использования каких-либо дополнительных аппаратных компонентов. При работе с высококлассным программным обеспечением сложные сигналы, такие как OFDM, также могут передаваться через один высокопроизводительный генератор сигналов с высоким уровнем точности.

Кроме того, это устройство имеет большую известность, поскольку оно может генерировать более точные уровни мощности, что является наиболее необходимой функцией в усилителях мощности, испытаниях аттенюаторов и фильтрации.

Блок-схема генератора сигналов

На блок-схеме наиболее важным компонентом является управляемый напряжением генератор (VCO), частота которого используется для определения уровня входного управляющего напряжения. Уровень частоты ГУН напрямую связан с уровнем управляющего напряжения.Сигнал, подаваемый на управляющий вход, обеспечивает частоту генератора. ГУН обеспечивает ЧМ-сигнал только при подаче входного аудиосигнала на устройство управления напряжением.

Блок-схема генератора сигналов

Устройство также генерирует сигналы других моделей, такие как произвольные, цифровые и тональные сигналы. Наряду с модулированным выходным сигналом устройство генерирует дополнительный сигнал, в чем заключается основная разница между генератором и генератором сигналов.Эти модулированные сигналы могут иметь треугольную, квадратную или другую сложную структуру.

В случае частотной модуляции ГУН размещается непосредственно перед модульной схемой. Схема изменяет уровень выходного напряжения VCO, генерируя выходной AM-сигнал.

А схема генератора сигналов показана ниже.

Принципиальная схема

При определении любого поврежденного участка электрической цепи реализован метод отслеживания сигнала, где этот подход в основном используется в аудиоэлектронике для поиска дефектов.Этот подход может быть реализован путем добавления источника сигнала на один терминал, а выход определяется на другие терминалы. Схема разработана с использованием конденсатора и резистора, которые образуют простой генератор.

Типы генераторов сигналов

Существуют различные типы генераторов сигналов с различными характеристиками и приложениями. Ниже приведены несколько типов генераторов сигналов с объяснением уникальных возможностей каждого типа.

Генераторы функционального типа

Включает в себя электронный компонент, называемый электронным генератором, который вырабатывает непрерывные сигналы, такие как прямоугольные, пилообразные, синусоидальные и треугольные сигналы.В электронном устройстве современного типа эти сигналы формируются методом ЦОС с использованием аналоговых сигналов, имеющих минимальные уровни частот.

Генератор сигналов функционального типа

Генераторы сигналов произвольного типа

Это устройства, передающие произвольный поток цифровых данных. Передаваемые сигналы не имеют постоянной формы, и их можно ввести во многие другие типы сигналов. Этот тип генератора имеет два отдельных выходных канала, которые используются для одновременной стимуляции двух систем.

Генераторы сигналов произвольной формы в основном используются для стимуляции системы сигналом сложной формы. Он состоит из экрана дисплея, на котором отображается точная форма сигнала, что исключает любые ошибки, которые могут возникнуть при выборе сигналов из памяти. Кроме того, они имеют ограниченные уровни пропускной способности и более высокие цены, чем функциональные типы генераторов сигналов.

Генераторы радиочастотного типа

Этот генератор сигналов радиочастотного типа использует различные подходы для генерации сигналов PLL, прямого синтеза сигналов и многих других.Но многие устройства используют метод PLL, где этот метод может обеспечить повышенную точность и стабильность в соответствии с требованиями системы. Выход находится в пределах его частотного диапазона, и он генерирует сигналы CW. Характеристики генераторов микроволнового и радиочастотного типов почти одинаковы, за исключением того, что они различаются по своим частотным диапазонам.

Генераторы звуковых сигналов

Эти устройства выдают сигналы с диапазоном звуковых частот от 20 Гц до 20 кГц. Генераторы аудиосигналов в основном используются для тестирования частотных характеристик аудиосистем и расчета искажений.Эти устройства способны проверять даже минимальные искажения, которые можно рассчитать с помощью простой схемы. Они имеют очень минимальные уровни гармонических искажений.

Генераторы видеосигналов

Генератор видеосигналов генерирует видеосигналы. В дополнение к этому, несколько других сигналов также используются для стимуляции дефицита. Важнейшим аспектом, который показывает влияние на видеоизображения, является синхронизация. Из-за этого генерируемый выходной сигнал видеогенераторов состоит из сигналов синхронизации, имеющих как горизонтальную, так и вертикальную синхронизацию.

Форматы

Как и другие тестовые устройства, генераторы сигналов доступны в различных форматах. Эти форматы основаны на соответствующем типе генератора, а также доступно несколько вариантов, таких как карта прибора для проверки стойки, прибор для проверки на стенде, генератор сигналов, зависящий от USB, и использование сгенерированного сигнала.

Наряду с этим существуют и другие типы генераторов сигналов, такие как аналоговые, логические и другие.

Характеристики генератора сигналов

При выборе правильного типа генератора сигналов более важно выбрать соответствующие характеристики в соответствии с требованиями.

Эти характеристики в основном классифицируются по амплитуде, спектральной чистоте и частоте.

В характеристиках частоты основными факторами являются разрешение, скорость переключения, точность и диапазон.

  1. Диапазон указывает диапазон уровней выходной частоты.
  2. Разрешение определяет минимальное приращение уровня частоты источника.
  3. Точность определяет, насколько близко выходная частота источника находится к заданному уровню частоты.
  4. Скорость переключения указывает, насколько быстро выход достигает обновленного уровня частоты, и это основной фактор, определяющий стоимость устройства.

В характеристиках амплитуды решающими факторами являются разрешение, уровень динамического диапазона, скорость переключения и точность.

  1. Динамический диапазон определяет разницу между максимальным и минимальным уровнями выходной мощности.
  2. Разрешение определяет минимально возможное приращение амплитуды.
  3. Скорость переключения определяет, насколько быстро источник переходит с одного уровня амплитуды на другой уровень.

Основными факторами являются паразитные помехи, уровень фазового шума и гармоники в характеристиках спектральной чистоты.

Использование

Основные применения генератора сигналов следующие:

  • Устройство используется для тестирования и проектирования высокого класса
  • Используется для проверки компонентов, тестирования систем и приемников
  • Широко применяется в приложениях сотовой связи, аудио- и видеовещания, Wi-Fi, радаров, спутникового геопозиционирования и во многих других приложениях.

Это обзор генератора сигналов. В этой статье основное внимание уделяется блок-схеме генератора сигналов, схеме, типам, характеристикам и приложениям. Также узнайте, каковы недостатки генератора сигналов и как эти недостатки влияют на производительность устройства?

Что такое генератор функций? Определение, блок-схема и работа

Определение : Генератор функций в основном представляет собой генератор сигналов, который генерирует различные типы сигналов на выходе .Он может генерировать такие формы волны, как синусоида, прямоугольная волна, треугольная волна, пилообразная волна и т. д. Регулируемый частотный диапазон обеспечивается генератором функций, который находится в диапазоне от Гц до нескольких 100 кГц .

Существуют различные генераторы функций, которые могут создавать две разные формы сигнала одновременно, используя два разных выходных разъема.

Генератор функций

— это универсальный инструмент , так как он генерирует широкий спектр частот и форм сигналов.Различные формы сигналов, генерируемые функциональным генератором, подходят для различных приложений. Он обеспечивает регулировку формы волны, частоты, амплитуды и смещения, но требует подключения нагрузки перед регулировкой.

Этот прибор не только изменяет характеристики сигнала, но также имеет возможность добавлять к сигналу смещение постоянного тока . В основном они могут работать только на низкой частоте, но некоторые дорогостоящие модели также могут работать на более высокой частоте.

Как мы обсуждали ранее, он может генерировать 2 разных сигнала одновременно на двух разных терминалах.Таким образом, это может быть полезной функцией, поскольку для конкретных приложений требуются разные выходные данные. Это обеспечивает еще одну важную функцию, поскольку они имеют возможность фазовой синхронизации с внешним источником.

Это означает, что функциональный генератор может синхронизировать фазу другого функционального генератора, и выход обоих может быть сдвинут по фазе.

Блок-схема и работа функционального генератора

На рисунке ниже показана блок-схема функционального генератора-

Используемая здесь сеть управления частотой, частота которой регулируется изменением величины тока.Источники тока 1 и 2 питают интегратор.

Используя Генератор функций, мы можем получить широкий спектр сигналов, частота которых изменяется от 0,01 Гц до 100 кГц. Два источника тока регулируются регулируемым по частоте напряжением.

На интегратор подается постоянный ток от источника питания 1. За счет этого напряжение интегратора линейно возрастает во времени. Этот линейный рост соответствует уравнению напряжения выходного сигнала: любое увеличение или уменьшение тока приведет к увеличению или уменьшению наклона напряжения на выходе и, таким образом, регулирует частоту.

Представленный здесь мультивибратор компаратора напряжения вызывает изменение состояния выходного напряжения интегратора на предварительно определенном максимальном уровне. Из-за этого изменения состояния подача тока от источника 1 отключается и переключается на источник питания 2.

Обратный ток подается на интегратор от источника тока 2. Этот обратный ток вызывает падение выходного сигнала интегратора линейно во времени. Как и в этот раз, когда выход достигает заданного уровня, компаратор снова меняет свое состояние и переключается на источник питания 1.

Таким образом, на выходе интегратора мы будем иметь треугольную волну, частота которой зависит от тока источников питания, как мы можем видеть на блок-схеме, показанной выше. На выходе компаратора получается сигнал прямоугольной формы.

Сеть диодов сопротивления , используемая в схеме , изменяет наклон этой треугольной волны с искажением менее 1%. Таким образом, выходной усилитель помогает обеспечить одновременно две волны на выходе.Этот захваченный сигнал можно отобразить с помощью осциллографа.

Применение функционального генератора

Генератор функций обеспечивает широкий спектр приложений, таких как радиочастотные операции, автомобильные приложения, образовательные, медицинские и промышленные области и т. д.

ICL 8083 Генератор функций

IC 8083 производства Intersil, известный как ICL 8083 , обладает огромными возможностями генерирования сигналов различных типов. Он использует 3 отдельных выходных терминала в диапазоне частот от до 0.от 0001 Гц до 1 МГц

Частота цепи управляется внешним напряжением и может определяться внешней комбинацией резистор-конденсатор.

8083 в основном представляет собой релаксационный генератор , который производит треугольную форму волны . Затем компараторы напряжения и запоминающие устройства цифрового типа внутренне преобразуют треугольные импульсы в прямоугольные сигналы. Когда есть необходимость преобразовать треугольную волну в синусоидальную волну , необходимо использовать 16 внутренних транзисторов .

Давайте посмотрим на схему выводов ICL 8083, показанную ниже:

Контакты регулировки синусоидальной волны 1 и 12 :

Они используются для подключения внешних резисторов для минимизации синусоидальных искажений формы сигнала.

Регулировка рабочего цикла и частоты, контакты 4 и 5 :

Они используются для подключения внешних резисторов к внешним конденсаторам C, известным как временные конденсаторы, подключенным к контакту 10 для определения рабочего цикла и частоты выходов.

Вход FM-развертки, контакт 8 :

Этот контакт подключен к внешнему напряжению для регулировки выходной частоты.

НЗ контакты 13 и 14 :

Эти два контакта обозначают отсутствие соединения.

Итак, мы можем сделать вывод, что Функциональный Генератор — это электронное оборудование, генерирующее различные формы электрических сигналов. Они охватывают операции как на звуковых, так и на радиочастотах.

Генератор сигналов

: что это такое? Схема и блок-схема

Что такое генератор сигналов?

Генераторы сигналов — это электронные устройства, генерирующие электронные сигналы и сигналы.Эти электронные сигналы могут быть повторяющимися или неповторяющимися в зависимости от требований и области применения. Существуют различные типы генераторов сигналов с разным уровнем возможностей и функциональностью. Все генераторы сигналов имеют разную конструкцию, разные размеры и параметры. Итак, разнообразие генераторов служит разным целям и охватывает целый ряд приложений. Генераторы сигналов используются при проектировании, ремонте электронных устройств и при устранении неисправностей. Каждый универсальный генератор сигналов может создавать неограниченное количество сигналов для решения задач отладки.Вы можете изменять выход генератора сигналов, устанавливая амплитуду и частоту выходного сигнала во время моделирования.

Типы генераторов сигналов

Функциональные генераторы сигналов

Функциональный генератор содержит электронное устройство, называемое электронным генератором, которое генерирует простые повторяющиеся формы волны, такие как синусоидальные, прямоугольные, треугольные и пилообразные волны. В современных устройствах эти формы волны создаются методом цифровой обработки сигналов, за которым следуют аналоговые сигналы более низких частот, поэтому они часто требуются.
Разнообразные генераторы функций представляют собой черные ящики с интерфейсами USB, используемые в инструментальной шине, а некоторые в виде программного обеспечения. Обычно они используются в сфере образования, ремонта электрического и электронного оборудования и проверки стимулов.

Генераторы сигналов произвольной формы

Генераторы сигналов произвольной формы — это устройства, генерирующие произвольные потоки цифровой информации. Эти сигналы не имеют фиксированной формы и могут быть введены в различных формах сигналов.Это генератор с двумя независимыми выходными каналами, который может стимулировать две системы одновременно. Обычно генератор сигналов произвольной формы используется для стимуляции системы сигналом сложной формы. Он имеет экран дисплея, на котором отображается точное изображение сигналов произвольной формы, что помогает избежать вероятности ошибки при выборе сигнала из памяти. Эти типы генераторов имеют ограниченную полосу пропускания и дороже, чем генераторы функций. Он используется в полупроводниковых компонентах, средствах связи и системных тестах.

Генераторы радиочастотных сигналов

Генератор радиочастотных сигналов использует различные методы для создания сигнала, такие как фазовая автоподстройка частоты, прямой цифровой синтез и т. д. Но большинство генераторов используют методы частотной автоподстройки частоты для обеспечения требуемой стабильности и точности. системой. Он производит непрерывные волны тонов выходной частоты в пределах их частотного диапазона. Характеристики ВЧ- и СВЧ-генераторов почти одинаковы, за исключением того, что они имеют разный частотный диапазон.Генераторы микроволновых сигналов имеют гораздо более широкий частотный диапазон по сравнению с генераторами радиочастотных сигналов. Генераторы этого типа используются для испытательных систем, аудио- и видеовещания, спутниковой связи, радиолокации и радиоэлектронной борьбы. Радиочастотные генераторы делятся в основном на три категории:

Аналоговые генераторы сигналов

Он основан на синусоидальном генераторе с резким различием в конструкции радиочастотных и звуковых частот генераторов сигналов .Но сейчас он устарел и в ходу цифровая электроника.

Векторные генераторы сигналов

Векторные генераторы сигналов , также называемые генераторами цифровых сигналов , способны генерировать радиосигналы с цифровой модуляцией и сложными форматами модуляции, такими как QPSK

Генераторы логических сигналов

9001 выдают логические импульсы в виде обычных уровней напряжения. Эти генераторы часто называют генераторами цифровых шаблонов.Генераторы импульсов могут генерировать импульсы с переменной задержкой, а некоторые даже предлагают переменное время нарастания и спада. Он используется для функциональной проверки и тестирования.

Генераторы аудиосигналов

Генераторы аудиосигналов генерируют сигналы в диапазоне слышимости, т. е. обычно в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Он используется для проверки частотной характеристики аудиосистемы и измерения искажений. Даже очень низкое искажение можно измерить с помощью относительно простой схемы генератора звуковых сигналов.У них очень низкий уровень гармонических искажений. Эти генераторы имеют широкое применение в электронных лабораториях. Те генераторы, которые используют сложные методы для генерации звуковых сигналов для музыки, называются синтезаторами.

Генераторы видеосигналов

Генератор видеосигналов — это устройство, создающее видеосигналы. Наряду с этим для стимуляции неисправностей используются и некоторые другие сигналы. Важным фактором, влияющим на видеоизображение на телевидении, является синхронизация.Вот почему выходной сигнал видеогенераторов обычно содержит сигналы синхронизации, включая вертикальную и горизонтальную синхронизацию. Он имеет множество приложений и цифровых форматов.

Генератор сигналов Терминология и технические характеристики


Как объяснялось ранее, цифровой сигнал должен обновляться как минимум в два раза быстрее, чем самая высокая частота желаемого аналогового сигнала, чтобы точно генерироваться. Несмотря на то, что теоретическое требование к тактовой частоте выборки fs в два раза превышает ширину полосы сигнала f0, изображения вводятся в выходной сигнал при |f0 ± nfs|, как показано на рисунке 11.Изображения ухудшают спектральную чистоту сигнала, что приводит к необходимости отфильтровывать эти изображения из сигнала.


Рисунок 11


Для создания качественных сигналов большинство генераторов сигналов имеют возможность фильтрации нижних частот генерируемого сигнала. Фильтр нижних частот используется для сглаживания необработанного выхода ЦАП. Фильтр удаляет высокочастотные компоненты с наложением спектров, которые появляются при цифровой генерации сигнала. Вы можете реализовать фильтр нижних частот как через аналоговые, так и через цифровые фильтры.

Разработка аналогового фильтра, подавляющего изображения и обеспечивающего максимальную выходную полосу пропускания (от 0 до 0,43 фс), сложна и почти невозможна. На рисунке 6 она представлена ​​кривой «Аналоговый фильтр 1». Аналоговый фильтр 2 представляет собой более практичный фильтр. Этот фильтр не такой агрессивный, как Аналоговый фильтр 1. Аналоговый фильтр 2 не отфильтровывает изображения вблизи fs, но отбрасывает все остальные. Аналоговые фильтры имеют компромисс между спадом затухания после точки 3 дБ и неравномерностью затухания до точки 3 дБ.


Рисунок 12


Третий фильтр, аналоговый фильтр 3, имеет гораздо более высокую точку 3 дБ, чем первые два аналоговых фильтра. Из-за более высокой точки 3 дБ фильтр почти плоский в полосе пропускания (от 0 до 0,43 фс). Аналоговый фильтр 3 вообще не фильтрует изображения, полученные при fs и 2fs, но этот недостаток можно устранить с помощью цифрового интерполяционного фильтра.

Чтобы упростить требования к аналоговому фильтру и увеличить выходную полосу пропускания, генераторы сигналов часто используют цифровые фильтры для интерполяции данных между сохраненными данными сигнала.Например, при двукратной интерполяции ЦАП будет интерполировать 1 точку между каждым цифровым отсчетом. Большинство генераторов сигналов NI предлагают варианты интерполяции 2x, 4x и 8x. Чтобы генерировать наиболее спектрально чистые сигналы с помощью цифрового фильтра, вы должны использовать максимально возможный коэффициент интерполяции.

 


Рисунок 13


На рис. 13 используется двукратный интерполирующий фильтр, а эффективная частота дискретизации ЦАП составляет 2 фс. Изображения в fs ± f0 больше не являются проблемой, и теперь изображения в |2fs ± f0|.

Теперь Аналоговый фильтр 2 может легко отфильтровать все изображения благодаря цифровой генерации сигнала. Это поведение видно в представлении частотной области и во временной области.

Что такое генератор сигналов? Определение, блок-схема и работа генератора сигналов

Определение : Генератор сигналов — это оборудование, которое используется для создания сигналов различной амплитуды и частоты. Обычно это источник для генерации синусоидальных сигналов.Однако он также может генерировать сигнал в форме прямоугольной, треугольной или пилообразной волны и т. д.

Регулируемый диапазон частот генерируемого сигнала находится между нескольких Гц и МГц. При этом амплитуду можно регулировать от нескольких милливольт до вольт.

Генератор также генерирует синусоидальных и несинусоидальных сигналов . Но генератор сигналов имеет возможность модулировать выходной сигнал другим сигналом.

Генератор сигналов в основном используется для подачи надлежащих сигналов с целью тестирования, калибровки или устранения неполадок в электронных схемах.

Обычно генерируемый сигнал может быть амплитудно-частотно-модулированным. Однако нет необходимости, чтобы каждый раз производился только модулированный сигнал.

Если генераторы сигналов выдают на выходе немодулированный сигнал, то такие сигналы известны как непрерывный сигнал амплитудной волны.

Но если он генерирует модулированный сигнал на своем выходе, то модулирующий сигнал может быть либо внешней волной, либо внутренней волной.

Блок-схема и работа генератора сигналов

На этом рисунке показана блок-схема генератора сигналов AM :

На приведенном выше рисунке хорошо видно, что ВЧ-генератор находится в начале аранжировки.Этот генератор генерирует несущий сигнал с частотным диапазоном от 100 кГц до 30 МГц . Частоту этого несущего сигнала можно изменять с помощью селекторного переключателя.

Также размещен генератор модуляции, вырабатывающий модулирующий сигнал. Как мы видим на рисунке выше, в этом генераторе модуляции предусмотрены две входные линии. Один для регулировки частоты или амплитуды, а другой для выбора формы сигнала.

Этот селектор формы сигнала в основном используется для получения синусоидальных или несинусоидальных сигналов на выходе.

Несущий радиочастотный сигнал через буферный усилитель подается на выходной усилитель вместе с сигналом модулирующей частоты. Этот выходной усилитель является широкополосным усилителем.

Итак, сгенерированный сигнал усиливается в выходном усилителе.

Теперь возникает вопрос: зачем нужен буферный усилитель ?

Таким образом, буферный усилитель действует как изолятор, чтобы обеспечить хорошую изоляцию между генератором и выходным усилителем.Это уменьшает эффекты искажения в генерируемом сигнале.

Этот усиленный выходной сигнал затем подается на аттенюатор. Причина подачи выходного напряжения на аттенюатор состоит в том, чтобы регулировать напряжение сигнала, генерируемого на выходе, в диапазоне от 1 мкВ до 0,1 В .

В случае низкочастотных сигналов используются резистивные или волноводные аттенюаторы. Однако в случае высокочастотного сигнала используются волноводные аттенюаторы.

Здесь следует отметить, что для непрерывного изменения выходного напряжения его вход должен быть переменным.Генератор сигналов должен обладать высокой стабильностью амплитуды. Как и при изменении радиочастоты, амплитуда не должна сильно изменяться.

Типы генераторов сигналов

Генераторы сигналов в основном классифицируются следующим образом:

Генератор функций :

Функциональный генератор — это устройство, которое генерирует на своем выходе различные типы сигналов, такие как синусоидальная волна, пилообразная волна, треугольная волна, прямоугольная волна и т. д. Он предлагает переменную частоту в диапазоне от нескольких Гц до нескольких кГц.

Генерация сигналов различных форм доказывает его универсальность, поскольку различные формы сигналов используются в различных приложениях.

Иногда различные формы сигнала (обычно 2) также могут генерироваться одновременно функциональным генератором.

Генератор частоты развертки :

Это тип генератора сигналов, который может генерировать синусоидальный сигнал переменной частоты. В основном, в генераторе частоты развертки выходная частота автоматически изменяется между двумя выбранными значениями.

Но в этом случае амплитуда сигнала сохраняется постоянной при изменении частоты.

Его частотный диапазон имеет 3 полосы: от 0,001 Гц до 100 кГц, от 100 кГц до 1500 МГц и 1200 ГГц.

Генератор импульсов :

Генераторы импульсов

выдают на выходе импульсную форму волны. В частности, этот тип генераторов выдает на своем выходе прямоугольные импульсы.

Генератор импульсов может использовать аналоговый, цифровой или комбинацию этих двух методов.Изменяя ширину импульсов, можно получить различные формы импульсных сигналов.

Требования к генератору сигналов

  • Должен выдавать сигнал стабильной амплитуды.
  • Частота сигнала должна быть контролируемой.
  • Генерируемый сигнал не должен содержать гармоник и искажений.

Таким образом, из приведенного выше обсуждения мы можем ясно сказать, что генератор сигналов способен создавать модулированные сигналы различных форм.

Измерение частоты генератора

На следующей странице показана схема оптоизолятора, которая использовалась для измерения частоты напряжения генератора. а также показывает процедуру тестирования и связанные с ней результаты.

Рис. 6. Схема оптоизолятора, используемая для считывания частоты

  • Схема оптоизолятора (рис. 6) состоит из 2 секций, электрически изолированных от друг друга.Левая сторона состоит исключительно из светодиода (светоизлучающего диода) и пары резисторов, тогда как правая сторона состоит из BJT (биполярного переходного транзистора) и нескольких резисторов.

  • С левой стороны мы подаем переменное напряжение в качестве входа, которое обычно имеет довольно большую величину, а резисторы R1 и R2 используются для ограничения тока. через светодиод.Это приводит к тому, что интенсивность света светодиода изменяется по синусоидальной схеме всякий раз, когда напряжение положительно, а частота этого колебания интенсивности света идентична что входного напряжения.

  • С правой стороны основание BJT определяет различную интенсивность света, исходящего от светодиода. Это, в свою очередь, приводит к изменению базового тока, поскольку он чувствителен. к свету.Поскольку токи коллектора и эмиттера являются масштабированными версиями тока базы, отсюда следует, что через RC и RE протекает переменный выпрямленный ток. Следовательно также есть выпрямленное напряжение переменного тока на RC и RE, оба из которых имеют частоту исходного входа источника напряжения, но только ниже по амплитуде.


Следовательно, чтобы измерить частоту генератора, мы можем подать его напряжение на вход цепи оптоизолятора и добавить мощные резисторы для ограничения тока. через диод.Затем мы можем взять напряжение с коллектора биполярного транзистора и ввести его на вход Arduino, так как теперь это будет безопасно, поскольку амплитуда выходного переменного тока должно быть только около 3 ~ 5 В максимум.

Чтобы проверить функциональность этой схемы, мы построили саму схему и увидели ее поведение. Очевидно, мы не могли протестировать его, используя входное напряжение 220 В переменного тока, поэтому мы и мощные резисторы, поэтому мы уменьшили напряжение и номиналы резисторов, чтобы получить представление об общем поведении схемы.

  • Входное напряжение: 6 В от пика до пика при 60 Гц
  • Резистор R1: 1 кОм
  • Резистор R2: 1 кОм
  • Резистор RC: 1 кОм
  • Резистор RE: 200 Ом

Конкретным компонентом оптопары, который использовался в этой схеме, на самом деле был FOD814, техническое описание этого устройства можно найти здесь.

0 comments on “Генератор нч схема: НЧ-генератор синусоидальных сигналов с 12 фиксированными частотами. СЭ №1/22

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.