Menggunakan sirkuit selektif frekuensi T-bridge ganda dan regulator tegangan linier LT3080, generator T-bridge ganda dapat dibangun dengan distorsi harmonik rendah dan kontrol daya output.

Peralatan uji AC sering membutuhkan sumber sinyal distorsi harmonik rendah untuk menguji instrumen. Ini adalah praktik umum untuk menggunakan, sebagai referensi, generator sinyal distorsi rendah yang memberi makan penguat daya dan menggerakkan DUT. Ide ini menawarkan alternatif yang tidak terlalu rumit.

dalam gambar. Gambar 1 menunjukkan generator yang menghasilkan sinyal sinusoidal distorsi rendah dengan kemampuan untuk mengontrol daya sinyal keluaran. Generator daya tinggi terdiri dari dua bagian utama: sirkuit jembatan-T ganda dan regulator daya tinggi, putus-putus rendah. Sirkuit jembatan-T ganda bekerja seperti dua filter tipe-T yang terhubung secara paralel: filter lolos-rendah dan filter lolos-tinggi.

Rangkaian double T-bridge memiliki selektivitas frekuensi tinggi sebagai filter takik. Regulator putus sekolah rendah memperkuat sinyal dan mengontrol beban. Regulator yang digunakan dalam rangkaian ini berisi sumber arus referensi internal dengan pengikut tegangan. Gain dari pin Set ke pin Out adalah satu, dan sumber arus adalah sumber arus stabil 10 A. Resistor RSET yang terhubung ke pin Set memprogram level output tegangan DC. Menghubungkan sirkuit jembatan-T ganda antara pin Keluar dan Set, menyebabkan filter melemahkan baik tinggi maupun frekuensi rendah, mengarah pada fakta bahwa sinyal dengan frekuensi yang sesuai dengan frekuensi resonansi filter, melewatinya tanpa hambatan. Resistor dan kapasitor mengatur frekuensi tengah filter, f0: f0 = 1 / (2πRC).

Analisis sinyal kecil dari rangkaian jembatan-T ganda menunjukkan bahwa penguatan maksimum diamati pada frekuensi tengah. Gain generator maksimum pada jembatan-T ganda meningkat dari 1 menjadi 1,1 karena faktor-K meningkat dari dua menjadi lima (Gbr. 2). Gain maksimum berkurang ketika K-faktor lebih besar dari 5. Oleh karena itu, adalah umum untuk memilih K-faktor antara tiga dan lima untuk mencapai gain lebih besar dari satu. Loop gain harus sama dengan satu untuk mempertahankan osilasi yang stabil. Dengan demikian, potensiometer diperlukan untuk memangkas gain loop dan mengontrol amplitudo sinyal output.

Generator berdasarkan jembatan T ganda dapat menggerakkan induktif, kapasitif dan beban resistif... Keterbatasan regulator putus-putus rendah saat ini, yaitu 1,1 A untuk Teknologi Linier LT3080, adalah satu-satunya batasan pada kemampuan kontrol beban generator. Karakteristik beban, pada gilirannya, membatasi rentang frekuensi. Misalnya, beban 10 ohm dengan kapasitor keluaran 4,7 F menghasilkan THD 7% pada frekuensi di atas 8 kHz, sedangkan pada 400 Hz Kg hanya 0,1% untuk rangkaian pada Gambar. 3. Generator pada jembatan-T ganda memiliki kinerja kontrol beban linier yang sama dengan LT3080 itu sendiri. Selain itu, ia bekerja pada rentang suhu yang luas.

Dengan menggunakan kontrol penguatan otomatis, potensiometer dapat diganti dengan lampu pijar (Gambar 3) atau saluran yang dikontrol tegangan dari MOSFET (Gambar 4). Hambatan dari lampu pijar meningkat ketika amplitudo sinyal keluaran generator meningkat, menghasilkan efek pemanasan sendiri, sehingga melacak penguatan yang mengontrol pembangkitan sinyal keluaran. dalam gambar. 4, dengan mendeteksi nilai puncak tegangan keluaran menggunakan dioda zener, resistansi saluran MOSFET berkurang seiring dengan meningkatnya amplitudo sinyal keluaran osilator. Penguatan loop juga dikurangi dengan mengontrol pembangkitan sinyal.

dalam gambar. Gambar 5 menunjukkan pengujian bentuk gelombang generator pada jembatan-T ganda menggunakan lampu pijar. Output disetel ke sinyal puncak ke puncak 4V puncak ke puncak pada bias 5VDC (Gambar 6). Generator pada jembatan T ganda memiliki frekuensi pembangkitan 400 Hz dan distorsi harmonik Kg 0,1%. kontribusi paling signifikan berasal dari harmonik kedua, yang memiliki amplitudo kurang dari 4 mV puncak-ke-puncak. dalam gambar. Gambar 6 menunjukkan pengujian bentuk gelombang osilator jembatan-T ganda menggunakan MOSFET. Kg adalah 1% pada amplitudo harmonik kedua 40 mV puncak-ke-puncak.

Transien penyalaan berbeda aspek penting generator. Dalam kedua skema, tidak ada karakteristik osilasi frekuensi ultra-rendah dari jenis generator lainnya. Bentuk sinyal pada Gambar. 7 dan gambar. 8 menunjukkan overshoot turn-on yang rendah. Osilator yang menggunakan stabilisasi MOSFET lebih cepat daripada osilator yang menggunakan stabilisasi lampu pijar, karena lampu pijar memiliki inersia yang lebih besar dengan perubahan suhu.

Sirkuit ini dapat digunakan sebagai sumber yang dikontrol tegangan DC tegangan bolak-balik dalam aplikasi yang membutuhkan distorsi rendah dan kemampuan untuk mengontrol daya keluaran.

Osilator sinusoidal mudah dipasang pada penguat operasional. Angka tersebut menunjukkan diagram sirkuit generator seperti itu menghasilkan sinyal dengan frekuensi 400 Hz.

Paket pulsa persegi panjang dengan sejumlah pulsa dalam satu paket, akan lebih mudah digunakan saat men-debug perangkat digital.

Dalam latihan radio amatir, seringkali diperlukan pembagi frekuensi dengan rasio pembagian tinggi(1000 ... 10000 dan lebih tinggi). Biasanya, untuk ini digunakan 4-5 pembagi penghitung dengan 10, atau sirkuit mikro K561IE15.

Generator, diagram yang ditunjukkan pada Gambar. 1, dapat digunakan dalam berbagai konverter tegangan satu fasa menjadi tiga fasa. Ini lebih sederhana daripada yang dijelaskan di.

Keuntungan yang tidak diragukan dari skema yang diusulkan adalah kesederhanaannya. Meskipun tidak biasa penampilan, skemanya cukup andal, penulis telah menggunakannya selama sekitar 2 tahun.

Generator gelombang persegi yang dapat disesuaikan

Perangkat ini akan menemukan aplikasi di berbagai perangkat otomasi untuk gangguan arus terputus-putus di sirkuit beban atau untuk menghasilkan pulsa dengan periode pengulangan dan durasi yang sangat bervariasi. Rasio tugas pulsa dapat mencapai beberapa ribu, periode pengulangan dan durasinya - puluhan detik.

Buat yang tidak rumit pembangkit gelombang sinus beroperasi pada frekuensi yang cukup tinggi bukanlah tugas yang mudah. Generator terkenal dengan jembatan Wien memungkinkan untuk menghasilkan osilasi dengan frekuensi tidak lebih dari 1 MHz, dan bahkan ketika menggunakan amplifier operasional berkecepatan tinggi dari seri K544, K574 dan dengan tingkat output tidak lebih dari 50 ... 100mV.

Angka tersebut menunjukkan rangkaian osilator kristal sederhana yang dapat dikumpulkan di mana saja elemen logis"AND - NOT", yang merupakan bagian dari sirkuit mikro mana pun dari seri K155.

Perangkat sederhana ini adalah generator yang dikendalikan tegangan (VCO). Ini dapat digunakan untuk menunjukkan besaran tegangan konstan dalam nada frekuensi yang bervariasi. Dasar dari VCO (lihat diagram) adalah integrator DA1 dan pemicu Schmitt pada elemen DD1.1, DD1.2.

Generator (lihat ilustrasi) memberikan tegangan gigi gergaji dengan linieritas yang baik.
Transistor T1 generator dengan resistor R1 di sirkuit emitor, itu adalah sumber arus dengan resistansi keluaran sama dengan beberapa megohm. Arus sumber ini mengisi kapasitor C2.

Generator fungsional dapat dirakit pada microcircuit IC 8038 khusus.ICL8038 adalah sirkuit terintegrasi yang mampu menghasilkan pulsa sinusoidal, persegi panjang, segitiga, gigi gergaji. Untuk pekerjaan yang berfungsi penuh sirkuit mikro generator jumlah minimum komponen eksternal diperlukan.

Generator sinyal adalah perangkat yang terutama dirancang untuk menguji pemancar. Selain itu, para ahli menggunakannya untuk mengukur karakteristik konverter analog. Pengujian model pemancar dilakukan dengan mensimulasikan sinyal. Ini diperlukan untuk memeriksa apakah perangkat mematuhi standar saat ini. Sinyal dapat dikirim langsung ke perangkat di bentuk murni atau dengan distorsi. Kecepatannya di seluruh saluran dapat sangat bervariasi.

Seperti apa bentuk genset?

Jika kita mempertimbangkan model generator sinyal konvensional, maka layar dapat dilihat di panel depan. Hal ini diperlukan untuk memantau fluktuasi dan kontrol. Di bagian atas layar adalah editor yang menawarkan pilihan berbagai fungsi... Lebih jauh di bawah adalah SevenSor, yang menunjukkan frekuensi osilasi. Garis mode terletak di bawahnya. Amplitudo atau tingkat offset sinyal dapat diatur menggunakan dua tombol. Ada panel mini terpisah untuk bekerja dengan file. Dengan bantuannya hasil tes dapat disimpan atau langsung dibuka.

Agar pengguna dapat mengubah laju sampling, generator memiliki pengatur khusus. Dengan nilai numerik, Anda dapat dengan cepat menyinkronkan. Output sinyal biasanya terletak di bagian bawah perangkat, di bawah layar. Ada juga tombol untuk menghidupkan generator.

Perangkat buatan sendiri

Membuat generator sinyal dengan tangan Anda sendiri cukup bermasalah karena kerumitan perangkat. Pemilih dianggap sebagai peralatan utama. Ini dirancang dalam model untuk sejumlah saluran tertentu. Sebagai aturan, ada dua sirkuit mikro di perangkat. Osilator membutuhkan synthesizer untuk mengatur frekuensi. Jika kami mempertimbangkan perangkat multichannel, maka mikrokontroler untuk mereka cocok untuk seri KN148. Konverter hanya digunakan dari tipe analog.

Perangkat sinyal sinusoidal

Generator gelombang sinus dari sirkuit mikro menggunakan yang cukup sederhana. Dalam hal ini, amplifier hanya dapat digunakan dari tipe operasional. Ini diperlukan untuk transmisi sinyal normal dari resistor ke papan. Potensiometer termasuk dalam sistem dengan nilai nominal minimal 200 Ohm. Indikator siklus kerja pulsa tergantung pada kecepatan proses pembangkitan.

Untuk konfigurasi perangkat yang fleksibel, unit multisaluran dipasang. generator gelombang sinus diubah melalui kontrol putar. Untuk penerima pengujian, ini hanya cocok untuk tipe modulasi. Ini menunjukkan bahwa generator harus memiliki setidaknya lima saluran.

Sirkuit generator frekuensi rendah

Generator sinyal frekuensi rendah (skema ditunjukkan di bawah) termasuk resistor analog. Potensiometer hanya boleh diatur ke 150 ohm. Untuk mengubah nilai pulsa, digunakan modulator seri KK202. Generasi dalam pada kasus ini melewati kapasitor. Harus ada jumper antara resistor di sirkuit. Kehadiran dua terminal memungkinkan sakelar (frekuensi rendah) dipasang di generator sinyal.

Bagaimana Model Bip Bekerja

Saat menghubungkan generator frekuensi, awalnya tegangan diterapkan ke pemilih. Lebih jauh arus bolak-balik melewati sekelompok transistor. Setelah konversi, kapasitor dihidupkan. Getaran direfleksikan pada layar menggunakan mikrokontroler. Untuk menyesuaikan frekuensi cutoff, pin khusus pada sirkuit mikro diperlukan.

Daya keluaran maksimum dalam hal ini adalah generator sinyal suara dapat mencapai 3 GHz, tetapi kesalahannya harus minimal. Untuk ini, pembatas dipasang di dekat resistor. Kebisingan fase diambil oleh sistem melalui konektor. Indeks modulasi fase hanya bergantung pada tingkat konversi saat ini.

Diagram sirkuit sinyal campuran

Skema standar Genset jenis ini memiliki selektor multi saluran. Dalam hal ini, ada lebih dari lima output pada panel. Dalam hal ini, frekuensi maksimum dapat diatur pada 70 Hz. Kapasitor dalam banyak model tersedia dengan kapasitansi maksimum 20 pF. Resistor paling sering dihidupkan dengan nilai nominal 4 ohm. Waktu pengaturan untuk mode pertama rata-rata adalah 2,5 detik.

Karena adanya pembatas transmisi, daya balik unit dapat mencapai 2 MHz. Frekuensi spektrum dalam hal ini dapat diatur menggunakan modulator. Output terpisah tersedia untuk impedansi output. tingkat di sirkuit kurang dari 2 dB. Pengonversi ke sistem standar ada seri PP201.

Alat Bentuk Gelombang Sewenang-wenang

Perangkat ini dirancang untuk kesalahan kecil. Mode urutan fleksibel disediakan di dalamnya. Skema pemilih standar memiliki enam saluran. Pengaturan frekuensi minimum adalah 70 Hz. Generator pulsa positif jenis ini dirasakan. Kapasitor di sirkuit memiliki kapasitas minimal 20 pF. Perangkat ini dapat menangani impedansi keluaran hingga 5 ohm.

Dalam hal parameter sinkronisasi, generator sinyal ini sangat berbeda. Ini karena, sebagai suatu peraturan, untuk jenis konektor. Akibatnya, waktu naik berkisar dari 15 ns hingga 40 ns. Ada dua mode dalam model (linier dan logaritmik). Dengan bantuan mereka, amplitudo dapat diubah. Kesalahan frekuensi dalam hal ini kurang dari 3%.

Modifikasi sinyal kompleks

Untuk memodifikasi sinyal kompleks, spesialis hanya menggunakan selektor multisaluran di generator. Mereka dilengkapi dengan amplifier tanpa gagal. Regulator digunakan untuk mengubah mode operasi. Berkat konverter, arus menjadi konstan dari 60 Hz. Waktu naik rata-rata tidak boleh lebih dari 40 ns. Untuk tujuan ini, kapasitansi minimum kapasitor adalah 15 pF. Hambatan sistem untuk sinyal harus dirasakan di wilayah 50 ohm. Distorsi pada 40 kHz biasanya 1%. Dengan demikian, generator dapat digunakan untuk menguji penerima.

Generator dengan editor bawaan

Generator sinyal jenis ini sangat mudah diatur. Regulator di dalamnya dirancang untuk empat posisi. Dengan demikian, tingkat frekuensi cut-off dapat disesuaikan. Jika kita berbicara tentang waktu instalasi, maka dalam banyak model itu adalah 3 ms. Ini dicapai melalui mikrokontroler. Mereka terhubung ke papan menggunakan jumper. Pembatas bandwidth tidak dipasang pada generator jenis ini. Konverter menurut diagram perangkat terletak di belakang selektor. Synthesizer jarang digunakan dalam model. Daya keluaran maksimum perangkat adalah pada 2 MHz. Kesalahan dalam hal ini hanya diperbolehkan 2%.

Perangkat dengan output digital

Generator sinyal dengan output dan konektor digital dilengkapi dengan seri KR300. Resistor, pada gilirannya, dihidupkan dengan nilai nominal minimal 4 ohm. Dengan demikian, resistansi internal resistor dijaga tetap tinggi. Penerima dengan daya tidak lebih dari 15 V mampu menguji perangkat ini.Koneksi ke konverter hanya dilakukan melalui jumper.

Selektor di generator dapat ditemukan di tiga dan empat saluran. Sirkuit mikro dalam sirkuit standar, sebagai suatu peraturan, adalah tipe KA345. Sakelar pengukur hanya menggunakan sakelar putar. Modulasi pulsa pada generator terjadi agak cepat, dan ini dicapai karena koefisien transmisi yang tinggi. Juga pertimbangkan tingkat kebisingan broadband rendah 10 dB.

Model Jam Tinggi

Generator sinyal frekuensi tinggi sangat kuat. Resistansi internal, mampu menahan rata-rata 50 ohm. Bandwidth untuk model seperti itu biasanya 2 GHz. Selain itu, harus diingat bahwa kapasitor digunakan dengan kapasitas minimal 7 pF. Dengan demikian, arus maksimum dipertahankan pada 3 A. Distorsi dalam sistem dapat mencapai maksimum 1%.

Amplifier, sebagai suatu peraturan, dapat ditemukan di generator hanya dari tipe operasional. Pembatas dalam rantai dipasang di awal, serta di akhir. Sebuah konektor untuk memilih jenis sinyal hadir. Mikrokontroler dapat ditemukan paling sering dari seri RRK211. Pemilih dirancang untuk setidaknya enam saluran. Regulator putar di perangkat tersebut tersedia. Frekuensi cut-off maksimum dapat diatur pada 90 Hz.

Pengoperasian generator sinyal logika

Resistor pembangkit sinyal ini diberi nilai tidak lebih dari 4 ohm. Pada saat yang sama, resistansi internal dijaga cukup tinggi. Untuk mengurangi tingkat transmisi sinyal, jenis diatur. Biasanya, ada tiga pin di panel. Sambungan ke pembatas bandwidth hanya dibuat melalui jumper.

Sakelar di perangkat berputar. Ada dua mode untuk dipilih. Generator sinyal jenis ini dapat digunakan untuk modulasi fase. Parameter kebisingan broadband mereka tidak melebihi 5 dB. Penyimpangan frekuensi biasanya sekitar 16 MHz. Kerugiannya termasuk waktu naik dan turun yang lama. Hal ini disebabkan rendahnya keluaran mikrokontroler.

Rangkaian generator dengan modulator MX101

Sirkuit generator standar dengan modulator semacam itu menyediakan selektor untuk lima saluran. Ini memungkinkan untuk bekerja dalam mode linier. Amplitudo maksimum pada beban rendah dipertahankan pada 10 puncak. Offset DC jarang terjadi. Parameter arus keluaran sekitar 4 A. Kesalahan frekuensi maksimum mampu mencapai 3%. Waktu naik rata-rata untuk osilator dengan modulator tersebut adalah 50 ns.

Bentuk gelombang berkelok-kelok dirasakan oleh sistem. Anda dapat menguji receiver menggunakan model ini dengan daya tidak lebih dari 5 V. Mode sapuan logaritmik memungkinkan Anda untuk bekerja cukup berhasil dengan berbagai alat ukur. Kecepatan tuning pada panel dapat diubah dengan lancar. Karena resistansi keluaran yang tinggi, beban dikeluarkan dari konverter.

Generator berbagai frekuensi stabil adalah peralatan laboratorium yang diperlukan. Ada banyak di Internet sirkuit, tetapi secara moral sudah ketinggalan zaman, atau tidak menyediakan cakupan frekuensi yang cukup luas. Perangkat yang dijelaskan di sini didasarkan pada kinerja berkualitas tinggi dari ASIC XR2206... Rentang frekuensi yang tumpang tindih oleh generator sangat mengesankan: 1 Hz - 1 MHz!XR2206mampu menghasilkan bentuk gelombang sinus, persegi panjang dan segitiga berkualitas tinggi dengan akurasi dan stabilitas tinggi. Sinyal keluaran dapat memiliki modulasi amplitudo dan frekuensi.

Parameter generator

Sinyal sinusoidal:

Amplitudo: 0 - 3V dengan suplai 9V
- Distorsi: kurang dari 1% (1 kHz)
- Kerataan: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

Gelombang persegi:

Amplitudo: 8V dengan suplai 9V
- Waktu terbit: kurang dari 50 ns (pada 1 kHz)
- Waktu jatuh: kurang dari 30 ns (pada 1 kHz)
- Ketidakseimbangan: kurang dari 5% (1 kHz)

Sinyal segitiga:

Amplitudo: 0 - 3V dengan suplai 9V
- Non-linearitas: kurang dari 1% (hingga 100 kHz)

Skema dan PP

Gambar papan sirkuit tercetak

Kontrol frekuensi kasar dilakukan dengan menggunakan sakelar 4 posisi untuk rentang frekuensi; (1) 1 Hz-100 Hz, (2) 100 Hz-20 kHz, (3) 20 kHz-1 MHz (4) 150 kHz-1 MHz. Terlepas dari kenyataan bahwa batas atas 3 megahertz ditunjukkan di sirkuit, frekuensi batas yang dijamin tepat 1 MHz, maka sinyal yang dihasilkan mungkin kurang stabil.

Dalam praktik radio amatir, sering kali perlu menggunakan osilator sinusoidal. Hal ini dapat digunakan dalam berbagai cara. Mari kita pertimbangkan cara membuat generator sinyal sinusoidal di jembatan Wien dengan amplitudo dan frekuensi yang stabil.

Artikel ini menjelaskan desain rangkaian generator gelombang sinus. Anda juga dapat menghasilkan frekuensi yang diinginkan secara terprogram:

Yang paling nyaman, dari sudut pandang perakitan dan commissioning, varian generator sinyal sinusoidal adalah generator yang dibangun di atas jembatan Wien, pada Penguat Operasional (OA) modern.

Jembatan Anggur

Jembatan Wien sendiri merupakan band pass filter yang terdiri dari dua. Ini menekankan frekuensi tengah dan menekan frekuensi lainnya.

Jembatan ini ditemukan oleh Max Wien pada tahun 1891. Dalam diagram skema, Jembatan Wien itu sendiri biasanya digambarkan sebagai berikut:

Gambar dipinjam dari Wikipedia

Jembatan Wien memiliki rasio tegangan output dengan tegangan input b = 1/3 ... dia poin penting, karena koefisien ini menentukan kondisi untuk pembangkitan yang stabil. Tapi lebih lanjut tentang itu nanti

Bagaimana cara menghitung frekuensi?

Osilator dan meter induktansi sering dibangun di Jembatan Wien. Agar tidak mempersulit hidup mereka, mereka biasanya menggunakan R1 = R2 = R dan C1 = C2 = C ... Ini bisa menyederhanakan rumus. Frekuensi dasar jembatan dihitung dari rasio:

f = 1/2RC

Hampir semua filter dapat dianggap sebagai pembagi tegangan yang bergantung pada frekuensi. Oleh karena itu, ketika memilih nilai resistor dan kapasitor, diinginkan bahwa pada frekuensi resonansi resistansi kompleks kapasitor (Z) sama, atau setidaknya dengan urutan besarnya yang sama, dengan resistansi resistor .

Zc = 1 / C = 1/2C

di mana ω (omega) - frekuensi siklik, ν (nu) - frekuensi garis, = 2πν

Jembatan Anggur dan Penguat Operasional

Jembatan Wien sendiri bukanlah pembangkit sinyal. Agar pembangkitan terjadi, itu harus ditempatkan di sirkuit positif. masukan penguat operasional. Autogenerator semacam itu juga dapat dibangun di atas transistor. Tetapi menggunakan op-amp jelas akan membuat hidup lebih mudah dan memberikan kinerja yang lebih baik.

Perolehan nilai C

Jembatan Anggur memiliki transmitansi b = 1/3 ... Oleh karena itu, syarat untuk pembangkitan adalah op-amp harus memberikan penguatan tiga. Dalam hal ini, produk dari koefisien transmisi jembatan Wien dan penguatan op-amp akan memberikan 1. Dan akan ada generasi yang stabil dari frekuensi yang ditentukan.

Jika dunia ideal, kemudian mengatur penguatan yang diperlukan oleh resistor di sirkuit umpan balik negatif, kita akan mendapatkan generator yang sudah jadi.

Ini adalah penguat non-pembalik dan penguatannya diberikan oleh:K = 1 + R2 / R1

Tapi sayang, dunia ini tidak sempurna. ... Dalam praktiknya, ternyata untuk memulai generasi perlu bahwa pada saat awal koefisien. gain sedikit lebih dari 3, dan kemudian untuk pembangkitan yang stabil dipertahankan sama dengan 3.

Jika gain kurang dari 3, maka generator akan mati, jika lebih, maka sinyal, setelah mencapai tegangan suplai, akan mulai terdistorsi, dan saturasi akan terjadi.

Pada saturasi, output akan mempertahankan tegangan mendekati salah satu tegangan suplai. Dan pergantian kacau acak antara tegangan suplai akan terjadi.

Oleh karena itu, ketika membangun osilator di jembatan Wien, mereka menggunakan elemen nonlinier dalam rangkaian umpan balik negatif yang mengatur penguatan. Dalam hal ini, generator akan menyeimbangkan dirinya sendiri dan mempertahankan pembangkitan pada tingkat yang sama.

Stabilisasi amplitudo pada lampu pijar

Dalam versi paling klasik dari generator di jembatan Wien pada op-amp, lampu pijar tegangan rendah miniatur digunakan, yang dipasang sebagai pengganti resistor.

Ketika Anda menyalakan generator seperti itu, pada saat pertama, spiral lampu menjadi dingin dan resistansinya kecil. Ini membantu untuk memulai generator (K> 3). Kemudian, saat memanas, resistansi kumparan meningkat dan gain berkurang hingga mencapai kesetimbangan (K = 3).

Loop umpan balik positif di mana jembatan Wien ditempatkan tetap tidak berubah. Diagram skema umum generator adalah sebagai berikut:

Elemen umpan balik positif op-amp menentukan frekuensi osilasi. Dan elemen umpan balik negatif adalah penguatan.

Ide menggunakan bola lampu sebagai elemen kontrol sangat menarik dan digunakan hingga saat ini. Tetapi bola lampu, sayangnya, memiliki sejumlah kelemahan:

• pemilihan bola lampu dan resistor pembatas arus R * diperlukan.
• dengan penggunaan generator secara teratur, masa pakai bola lampu biasanya terbatas pada beberapa bulan
• sifat kontrol bola lampu tergantung pada suhu di dalam ruangan.

Pilihan lain yang menarik adalah penggunaan termistor yang ditembakkan langsung. Sebenarnya, idenya sama, hanya termistor yang digunakan sebagai pengganti bohlam spiral. Masalahnya adalah Anda harus menemukannya terlebih dahulu dan lagi mengambilnya dan resistor pembatas arus.

Stabilisasi amplitudo pada LED

Metode efektif untuk menstabilkan amplitudo tegangan keluaran generator sinyal sinusoidal adalah penggunaan LED op-amp ( VD1 dan VD2 ).

Gain utama diatur oleh resistor R3 dan R4 ... elemen lainnya ( R5 , R6 dan LED) menyesuaikan penguatan dalam kisaran kecil, menjaga pembangkitan tetap stabil. Penghambat R5 anda dapat mengatur nilai tegangan output pada kisaran kurang lebih 5-10 volt.

Di sirkuit OS tambahan, disarankan untuk menggunakan resistor resistansi rendah ( R5 dan R6 ). Ini akan memungkinkan arus yang signifikan (hingga 5mA) melewati LED dan mereka akan berada dalam mode optimal. Mereka bahkan akan bersinar sedikit :-)

Dalam diagram yang ditunjukkan di atas, elemen jembatan Wien dirancang untuk dibangkitkan pada frekuensi 400 Hz, namun, elemen tersebut dapat dengan mudah dihitung ulang untuk frekuensi lain menggunakan rumus yang disajikan di awal artikel.

Kualitas pembangkitan dan elemen yang diterapkan

Adalah penting bahwa op-amp dapat menyediakan arus yang dibutuhkan untuk pembangkitan dan memiliki bandwidth frekuensi yang cukup. Penggunaan folk TL062 dan TL072 sebagai op-amp memberikan hasil yang sangat menyedihkan pada frekuensi pembangkitan 100 kHz. Sulit untuk menyebut bentuk gelombang sinusoidal, melainkan bentuk gelombang segitiga. Menggunakan TDA 2320 memberikan hasil yang lebih buruk.

Tapi NE5532 menunjukkan dirinya dari sisi yang sangat baik, menghasilkan sinyal pada output yang sangat mirip dengan sinyal sinusoidal. LM833 juga mengatasi tugas dengan sempurna. Jadi NE5532 dan LM833 yang direkomendasikan untuk digunakan sebagai op amp berkualitas tinggi yang terjangkau dan tersebar luas. Meskipun dengan penurunan frekuensi, sisa op amp akan terasa jauh lebih baik.

Keakuratan frekuensi pembangkitan secara langsung tergantung pada keakuratan elemen rangkaian yang bergantung pada frekuensi. Dan dalam hal ini, bukan hanya korespondensi denominasi elemen prasasti di atasnya yang penting. Bagian yang lebih akurat memiliki stabilitas nilai yang lebih baik dengan perubahan suhu.

Dalam versi penulis, resistor C2-13 ± 0,5% dan kapasitor mika dengan akurasi ± 2% digunakan. Penggunaan resistor jenis ini disebabkan oleh ketergantungan kecil resistansinya pada suhu. Kapasitor mika juga sedikit bergantung pada suhu dan memiliki TKE yang rendah.

Kekurangan LED

Layak untuk memikirkan LED secara terpisah. Penggunaannya dalam rangkaian generator sinus disebabkan oleh besarnya jatuh tegangan, yang biasanya terletak pada kisaran 1,2-1,5 volt. Ini memungkinkan untuk mendapatkan nilai tegangan keluaran yang cukup tinggi.

Setelah implementasi rangkaian, pada papan tempat memotong roti, ternyata karena sebaran parameter LED, ujung-ujung sinusoid pada keluaran generator tidak simetris. Ini sedikit terlihat bahkan di foto di atas. Selain itu, ada sedikit distorsi dalam bentuk sinus yang dihasilkan yang disebabkan oleh kecepatan LED yang tidak mencukupi untuk frekuensi pembangkitan 100 kHz.

Dioda 4148 bukan LED

LED telah digantikan oleh dioda 4148 favorit semua orang. Ini adalah dioda sinyal berkecepatan tinggi yang terjangkau dengan kecepatan switching kurang dari 4 ns. Pada saat yang sama, sirkuit tetap berfungsi penuh, tidak ada jejak masalah yang dijelaskan di atas, dan sinusoidal memperoleh bentuk yang ideal.

Dalam diagram berikut, elemen jembatan anggur dinilai untuk frekuensi osilasi 100 kHz. Juga, resistor variabel R5 diganti dengan yang konstan, tetapi lebih lanjut tentang itu nanti.

Tidak seperti LED, tegangan jatuh pada persimpangan p-n dioda konvensional adalah 0,6 0,7 V, sehingga tegangan output generator sekitar 2,5 V. Untuk meningkatkan tegangan output, dimungkinkan untuk menghubungkan beberapa dioda secara seri, bukan satu, misalnya, seperti ini:

Namun, peningkatan jumlah elemen non-linier akan membuat generator lebih bergantung pada suhu eksternal. Untuk alasan ini, diputuskan untuk meninggalkan pendekatan ini dan masing-masing menggunakan satu dioda.

Mengganti resistor variabel dengan konstanta

Sekarang tentang pemangkas. Awalnya, resistor pemangkas multiturn 470 ohm digunakan sebagai resistor R5. Itu memungkinkan untuk secara tepat mengontrol nilai tegangan output.

Saat membangun generator apa pun, sangat diinginkan untuk memiliki osiloskop. Variabel resistor R5 secara langsung mempengaruhi pembangkitan - baik amplitudo maupun stabilitasnya.

Untuk rangkaian yang disajikan, pembangkitan stabil hanya dalam kisaran kecil resistansi resistor ini. Jika rasio resistansi lebih tinggi dari yang diperlukan, kliping dimulai, mis. gelombang sinus akan terpotong di bagian atas dan bawah. Jika kurang, bentuk sinusoid mulai terdistorsi, dan dengan penurunan lebih lanjut, generasi terhenti.

Itu juga tergantung pada tegangan suplai yang digunakan. Rangkaian yang dijelaskan awalnya dirakit pada op-amp LM833 dengan suplai ± 9V. Kemudian, tanpa mengubah rangkaian, op amp diganti dengan AD8616, dan tegangan suplai adalah ± 2.5V (maksimum untuk op amp ini). Sebagai hasil dari penggantian seperti itu, sinusoid pada output terputus. Pemilihan resistor memberikan nilai masing-masing 210 dan 165 ohm, bukan 150 dan 330.

Bagaimana memilih resistor "dengan mata"

Pada prinsipnya, Anda dapat meninggalkan resistor pemangkas juga. Itu semua tergantung pada akurasi yang dibutuhkan dan frekuensi sinyal sinus yang dihasilkan.

Untuk pemilihan sendiri, Anda harus, pertama-tama, memasang resistor pemangkasan dengan nilai nominal 200-500 Ohm. Dengan menerapkan sinyal keluaran generator ke osiloskop dan memutar resistor pemangkas, capai saat pembatasan dimulai.

Kemudian, turunkan amplitudo, temukan posisi di mana bentuk sinusoidal akan menjadi yang terbaik.Sekarang Anda dapat melepas solder pemangkas, mengukur nilai resistansi yang dihasilkan dan menyolder sedekat mungkin.

Jika Anda membutuhkan generator gelombang sinus audio, Anda dapat melakukannya tanpa osiloskop. Untuk melakukan ini, sekali lagi, lebih baik mencapai momen ketika sinyal, dengan telinga, mulai terdistorsi karena kliping, dan kemudian mengurangi amplitudo. Itu harus dikurangi sampai distorsi hilang, dan kemudian sedikit lagi. Ini perlu karena dengan telinga tidak selalu mungkin untuk menangkap distorsi bahkan dalam 10%.

Penguatan tambahan

Generator sinus dipasang pada op-amp ganda, dan setengah dari sirkuit mikro dibiarkan menggantung di udara. Oleh karena itu, logis untuk menggunakannya di bawah penguat tegangan yang dapat disesuaikan. Ini memungkinkan untuk mentransfer resistor variabel dari rangkaian tambahan OS osilator ke tahap penguat tegangan untuk menyesuaikan tegangan output.

Aplikasi tambahan tahap penguat menjamin kecocokan yang lebih baik antara output generator dengan beban. Itu dibangun sesuai dengan rangkaian penguat non-pembalik klasik.

Peringkat yang ditunjukkan memungkinkan Anda untuk mengubah penguatan dari 2 menjadi 5. Jika perlu, peringkat dapat dihitung ulang untuk tugas yang diperlukan. Keuntungan panggung ditentukan oleh rasio:

K = 1 + R2 / R1

Penghambat R1 adalah jumlah resistor variabel dan resistor konstan yang dihubungkan seri. Sebuah resistor konstan diperlukan agar gain tidak sampai tak terhingga pada posisi minimum dari tombol resistor variabel.

Cara memberdayakan pintu keluar

Generator seharusnya beroperasi pada beban impedansi rendah beberapa ohm. Tentu saja, tidak ada op-amp berdaya rendah yang dapat mengalirkan arus yang dibutuhkan.

Untuk menyalakan, repeater pada TDA2030 terletak di output generator. Semua barang dari aplikasi sirkuit mikro ini dijelaskan dalam artikel.

Dan ini adalah bagaimana rangkaian generator sinusoidal keseluruhan dengan penguat tegangan dan pengikut pada output sebenarnya terlihat seperti:

Generator sinus di jembatan Wien dapat dipasang pada TDA2030 itu sendiri sebagai op amp. Itu semua tergantung pada akurasi yang diperlukan dan frekuensi pembangkitan yang dipilih.

Jika tidak ada persyaratan khusus untuk kualitas pembangkitan dan frekuensi yang diperlukan tidak melebihi 80-100 kHz, tetapi seharusnya bekerja pada beban impedansi rendah, maka opsi ini sangat ideal untuk Anda.

Kesimpulan

Generator jembatan Wien bukan satu-satunya cara untuk menghasilkan sinusoid. Jika Anda membutuhkan stabilisasi frekuensi presisi tinggi, lebih baik melihat ke arah osilator dengan resonator kuarsa.

Namun, skema yang dijelaskan cocok untuk sebagian besar kasus ketika diperlukan untuk mendapatkan sinyal sinusoidal yang stabil, baik dalam frekuensi dan amplitudo.

Pembangkitan itu baik, tetapi bagaimana mengukur secara akurat besarnya tegangan AC frekuensi tinggi? Untuk ini, sirkuit yang disebut.

Materi disiapkan khusus untuk situs