Sinusový generátor 50 Hz obvod. Vysoké napětí a další

Nízkoharmonický testovací signálový generátor na Wien Bridge

Když není po ruce kvalitní sinusový generátor- jak odladit zesilovač, který vyvíjíte? Musíte používat ruční nářadí.

V tomto článku:

Vysoká linearita při použití levného operačního zesilovače
Přesné AGC pro minimální zkreslení
Provozuschopnost baterie: Minimální rušení

Pozadí

Na začátku tisíciletí jsme se jako celá rodina vydali žít do dalekých zemí. Některý můj elektronický inventář nás sledoval, ale bohužel ne všechny. Ocitl jsem se tedy tváří v tvář velkým monoblokům, které jsem sestavil, ale ještě vůbec neodladěné, bez osciloskopu, bez generátoru signálu, s velkou touhou ten projekt dokončit a konečně poslouchat hudbu. Osciloskop byl vyprosený od přítele o dočasné použití. S generátorem jsem musel naléhavě něco vymyslet sám. V té době jsem ještě nebyl obeznámen se zde dostupnými dodavateli komponentů. Z operačních zesilovačů, které byly náhodou po ruce, bylo několik nestravitelných produktů starého sovětského elektronického průmyslu a LM324, připájený z vyhořelého zdroje napájení počítače.
LM324 datasheet: National/TI , Fairchild , OnSemi ... Rád čtu datasheety od National - obvykle mají spoustu zajímavých případů použití. OnSemi v tomto případě také fušoval. Ale "cikán" něco připravil o jeho následovníky 🙂

Klasika žánru

Pomozte autorovi!

Tento článek ukázal několik jednoduchých triků, které vám umožní dosáhnout velmi vysoce kvalitní generování a zesílení sinusového signálu s použitím široce používaného levného operačního zesilovače a tranzistoru s polem s přechodem p-n:

Omezení rozsahu automatického řízení hladiny a snížení vlivu nelinearity regulačního prvku;
Offset výstupního stupně operačního zesilovače v lineárním režimu provozu;
Vyberte optimální úroveň virtuální země pro provoz na baterie.

Bylo vše jasné? Našli jste v tomto článku něco nového, originálního? Budu rád, když zanecháte komentář nebo se na něco zeptáte, stejně jako článek sdílíte se svými přáteli na sociální síti „kliknutím“ na příslušnou ikonu níže.

Dodatek (říjen 2017) Chyteno na webu: http://www.linear.com/solutions/1623 . Učinil dva závěry:

Není to nic nového pod sluncem.
Nechtěl bys honit, papa, za lacinou! Vzal bych si tehdy normální operační zesilovač - a dostal bych ukázkově nízký Kg.

Tento záznam byl zaslán v , uživatelem . Přidat do záložek .

Komentáře VKontakte

254 myšlenek na Nízkoharmonický testovací signálový generátor na Wien Bridge”

Tato stránka používá Akismet k boji proti spamu.

Jednoduchý a poměrně spolehlivý měnič napětí lze vyrobit za pouhou hodinu, aniž by měl speciální dovednosti v elektronice. K výrobě takového měniče napětí byly vyzvány uživatelské otázky související s. Tento převodník je celkem jednoduchý, ale měl jednu nevýhodu – pracovní frekvenci. V tomto schématu byla výstupní frekvence mnohem vyšší než 50 Hz sítě, což omezuje rozsah PN. Nový převodník tento nedostatek neobsahuje. Stejně jako předchozí měnič je navržen tak, aby zvýšil automobilové 12 volty na úroveň síťového napětí. V tomto případě hlavní oscilátor převodníku generuje signál o frekvenci asi 50 Hertzů. Výše uvedený obvod může vyvinout výstupní výkon až 100 wattů (při experimentech až 120 wattů). Čip CD4047 je velmi široce používán v elektronických zařízeních a je poměrně levný. Obsahuje multivibrátor-samooscilátor, který má logiku ovládání.

Na výstupu transformátoru je použita tlumivka a kondenzátor, pulsy za filtrem se již stávají podobnými sinusoidě, i když na hradlech polních spínačů jsou obdélníkové. Výkon převodníku lze mnohonásobně zvýšit, pokud použijete driver pro zesílení signálu a několik párů koncových stupňů. Musíte však vzít v úvahu, že v tomto případě potřebujete výkonný zdroj energie, a tedy i transformátor. V našem případě měnič vyvíjí skromnější výkon.
Montáž byla provedena na prkénku pouze pro předvedení obvodu. Již byl k dispozici 120wattový transformátor. Transformátor má dvě zcela identická 12voltová vinutí. Pro získání udávaného výkonu (100-120 wattů) musí být vinutí dimenzováno na 6-8 A, v mém případě jsou vinutí dimenzována na proud 4-5 A. Síťové vinutí je standardní, 220 voltů. Níže jsou uvedeny parametry PN.

Vstupní napětí - 9 ... 15 V (nominální 12 V)
Výstupní napětí - 200...240 Voltů
Výkon - 100...120W
Frekvence výstupního proudu 50...65Hz

Samotné schéma není třeba vysvětlovat, protože zde není nic zvláštního k vysvětlování. Hodnota hradlových rezistorů není kritická a může se lišit v širokém rozsahu (0,1-800 ohmů).
Obvod využívá výkonné N-kanálové polní přepínače řady IRFZ44, i když lze použít i výkonnější - IRF3205, výběr terénních pracovníků není kritický.

Takový měnič lze bezpečně použít k napájení aktivních zátěží v případě výpadků síťového napětí.
Při provozu se tranzistory nepřehřívají ani při zátěži 60 wattů (žárovka), tranzistory jsou studené (při dlouhodobém provozu teplota nestoupá nad 40 °C. Na přání malé chladiče pro lze použít klíče.

Seznam rádiových prvků

Označení	Typ	Označení	Množství	Můj poznámkový blok
	multivibrátor	CD4047B	1	Do poznámkového bloku
VT1, VT2	MOSFET tranzistor	IRFZ44	2	Do poznámkového bloku
R1, R3, R4	Rezistor	100 ohmů	3	Do poznámkového bloku
R5	Variabilní odpor	330 kOhm	1	Do poznámkového bloku
C1	Kondenzátor	220 nF	1	Do poznámkového bloku
C2	Kondenzátor	0,47uF	1	Do poznámkového bloku
Tr1	Transformátor		1

Navrhovaný sinusový testovací tónový generátor je založen na Wienově můstku, vytváří velmi nízké sinusové zkreslení a pracuje od 15 Hz do 22 kHz ve dvou dílčích pásmech. Dvě úrovně výstupních napětí - od 0-250 mV a 0-2,5 V. Zapojení je vcelku jednoduché a je doporučeno pro montáž i nezkušeným radioamatérům.

Seznam dílů audio generátoru

R1, R3, R4 = 330 ohmů
R2 = 33 Ohm
R5 = 50k duální potenciometr (lineární)
R6 = 4,7 tis
R7 = 47k
R8 = potenciometr 5k (lineární)
C1, C3 = 0,022 uF
C2, C4 = 0,22 uF
C5, C6 = 47uF elektrolytické kondenzátory (50V)
IC1 = TL082 dvojitý operační zesilovač s paticí
L1 = 28V/40mA lampa
J1 = BNC konektor
J2=RCA Jack
B1, B2 = 9V korun

Výše uvedený obvod je poměrně jednoduchý a je založen na duálním operačním zesilovači TL082, který se používá jako oscilátor a vyrovnávací zesilovač. Přibližně podle tohoto typu se staví i průmyslové analogové generátory. Výstupní signál je dostatečný i pro připojení 8ohmových sluchátek. V pohotovostním režimu je odběr proudu asi 5 mA z každé baterie. Jsou dva, každý 9 voltů, protože napájení operačního zesilovače je bipolární. Pro pohodlí jsou instalovány dva výstupní konektory různých typů. Pro supersvítivé LED lze použít 4,7k rezistory R6. Pro standardní LED - odpor 1k.

Průběh ukazuje skutečný vzhled výstupního signálu 1 kHz z generátoru.

Sestava generátoru

LED dioda slouží jako indikátor zapnutí/vypnutí zařízení. Pokud jde o žárovku L1, během procesu montáže bylo testováno mnoho typů žárovek a všechny fungovaly dobře. Začněte řezáním desky plošných spojů na správnou velikost, leptáním, vrtáním a montáží.

Pouzdro je zde polodřevěné - polokovové. Na boky skříně uřízněte dva kusy dřeva o tloušťce asi centimetr. Odřízněte kus 2mm hliníkové desky pro přední panel. A kousek bílého matného kartonu na číselník stupnice. Ohněte dva kusy hliníku, abyste vytvořili držáky baterií a připevněte je šrouby po stranách.

Čip integrovaného časovače 555 byl vyvinut před 44 lety v roce 1971 a dodnes je populární. Snad žádný mikroobvod nesloužil lidem tak dlouho. Co na něm nenasbírali, dokonce říkají, že číslo 555 je počet možností jeho aplikace :) Jednou z klasických aplikací časovače 555 je nastavitelný generátor obdélníkových vln.
Tato recenze popíše generátor, konkrétní aplikace bude příště.

Deska byla odeslána zatavená v antistatickém sáčku, ale mikroobvod je velmi dubový a není tak snadné ho zabít statikou.

Kvalita montáže je normální, tavidlo není umyté

Obvod generátoru je standardní pro získání pracovního cyklu pulzů ≤2

Červená LED je připojena k výstupu generátoru a při nízké výstupní frekvenci bliká.
Podle čínské tradice výrobce zapomněl dát do série s horním trimrem omezovací rezistor. Podle specifikace to musí být alespoň 1 kOhm, aby nedošlo k přetížení vnitřního klíče mikroobvodu, ve skutečnosti však obvod pracuje i s nižším odporem - do 200 Ohm, při kterém je generování narušeno. Přidání omezovacího rezistoru na desku je obtížné kvůli rozložení desky plošných spojů.
Rozsah provozní frekvence se volí instalovaným můstkem v jedné ze čtyř poloh
Prodejce špatně uvedl frekvence.

Reálně naměřené frekvence generátoru s napájecím napětím 12V
1 - od 0,5 Hz do 50 Hz
2 - od 35Hz do 3,5kHz
3 - od 650Hz do 65kHz
4 - od 50 kHz do 600 kHz

Spodní rezistor (podle schématu) nastavuje dobu trvání pauzy impulsu, horní rezistor nastavuje periodu opakování impulsu.
Napájecí napětí 4,5-16V, maximální výstupní zátěž - 200mA

Stabilita výstupních impulsů na 2. a 3. rozsahu je nízká díky použití kondenzátorů z feroelektrické keramiky typu Y5V - frekvence plíží nejen při změně teploty, ale i při změně napájecího napětí (a při časy). Nekreslil jsem grafiku, jen mě vezmu za slovo.
Na jiných rozsazích je stabilita pulzu přijatelná.

To je to, co dává na 1 rozsah
Při maximálním odporu trimrů

V meandrovém režimu (horní 300 ohmů, spodní maximálně)

V režimu maximální frekvence (horní 300 ohmů, nižší až minimální)

V režimu minimálního pracovního cyklu (horní trimr na maximum, spodní trimr na minimum)

Pro čínské výrobce: přidejte zakončovací odpor 300-390 ohmů, vyměňte keramický kondenzátor 6,8uF za elektrolytický kondenzátor 2,2uF/50V a kondenzátor 0,1uF Y5V vyměňte za kvalitnější 47nF X5R (X7R)
Zde je hotové schéma

Generátor jsem sám nepředělal, protože. Tyto nedostatky nejsou pro mou aplikaci kritické.

Závěr: užitečnost zařízení se zjistí, když některý z vašich domácích produktů vyžaduje, abyste do něj vložili impulsy :)
Pokračování příště…

Mám v plánu koupit +31 Přidat k oblíbeným Recenze se líbila +28 +58

Měnič se skládá z hlavního oscilátoru 50 Hertzů (až 100 Hz), který je postaven na bázi nejběžnějšího multivibrátoru. Od zveřejnění schématu jsem pozoroval, že mnozí schéma úspěšně zopakovali, recenze jsou docela dobré - projekt byl úspěšný.

Tento obvod umožňuje získat na výstupu téměř síťových 220 Voltů při frekvenci 50 Hz (v závislosti na frekvenci multivibrátoru. Výstupem našeho střídače jsou obdélníkové pulsy, ale nespěchejte se závěry - takový invertor je vhodný pro napájení téměř všech domácích spotřebičů, s výjimkou těch, které mají vestavěný motor, který je citlivý na tvar přiváděného signálu.

Televize, přehrávače, nabíječky z notebooků, notebooky, mobilní zařízení, páječky, žárovky, LED žárovky, LDS, dokonce i osobní počítač - to vše lze bez problémů napájet z navrhovaného měniče.

Pár slov o výkonu měniče. Při použití jednoho páru výkonových spínačů řady IRFZ44 je výkon cca 150 wattů, výstupní výkon je uveden níže v závislosti na počtu párů spínačů a jejich typu

Tranzistor Počet párů Výkon, W)
IRFZ44/46/48 1/2/3/4/5 250/400/600/800/1000
IRF3205/IRL3705/IRL 2505 1/2/3/4/5 300/500/700/900/1150
IRF1404 1/2/3/4/5 400/650/900/1200/1500 Max

Ale to není vše, jeden z těch lidí, kteří sestavili toto zařízení, se s hrdostí odhlásil, že se mu podařilo odstranit až 2000 wattů, samozřejmě, a to je reálné, pokud použijete řekněme 6 párů IRF1404 - opravdu zabijácké klíče s proudem 202 ampér, ale maximální proud samozřejmě nemůže dosáhnout takových hodnot, protože při takových proudech by se vodiče jednoduše roztavily.

Střídač má funkci REMOTE (dálkové ovládání). Trik je v tom, že ke spuštění střídače je potřeba přivést nízkopříkonové plus z baterie na vedení, ke kterému jsou připojeny nízkopříkonové multivibrační odpory. Pár slov o samotných rezistorech - vezměte vše s výkonem 0,25 wattu - nebudou se přehřívat. Tranzistory v multivibrátoru potřebují poměrně výkonné, pokud se chystáte stáhnout několik párů výkonových spínačů. Z našich je vhodný KT815 / 17 a ještě lépe KT819 nebo importované analogy.

Kondenzátory - jsou frekvenčně nastavitelné, jejich kapacita je 4,7 μF, při tomto uspořádání součástek multivibrátoru se bude frekvence měniče pohybovat kolem 60 Hz.
Transformátor jsem vzal ze starého zdroje nepřerušitelného napájení, výkon trance se volí na základě požadovaného (vypočteného) výkonu měniče, primární vinutí jsou 2 až 9 Voltů (7-12 Voltů), sekundární vinutí je standardní - síť.
Fóliové kondenzátory se jmenovitým napětím 63/160 voltů nebo více vezmou ten, který je po ruce.

No to je vše, jen dodám, že vypínače na vysoký výkon budou hřát jako kamna, potřebují velmi dobrý chladič, plus aktivní chlazení. Nezapomeňte izolovat páry jednoho ramene od chladiče, aby nedošlo ke zkratu tranzistorů.