Usando um circuito seletivo de frequência de ponte T dupla e um regulador de tensão linear LT3080, um gerador de ponte T dupla pode ser construído com baixa distorção harmônica e controle de potência de saída.

O equipamento de teste CA geralmente requer uma fonte de sinal de baixa distorção harmônica para testar os instrumentos. É prática comum usar, como referência, um gerador de sinal de baixa distorção que alimenta o amplificador de potência e aciona o DUT. Esta ideia oferece uma alternativa menos complicada.

Na fig. 1 mostra um gerador que produz um sinal senoidal de baixa distorção com a capacidade de controlar a potência do sinal de saída. O gerador de alta potência consiste em duas partes principais: um circuito duplo T-bridge e um regulador de alta potência e baixa queda. O circuito de ponte T dupla funciona como dois filtros do tipo T conectados em paralelo: um filtro passa-baixa e um filtro passa-alta.

O circuito de ponte T dupla tem seletividade de alta frequência como um filtro de entalhe. O regulador de baixa queda amplifica o sinal e controla a carga. O regulador usado neste circuito contém uma fonte de corrente de referência interna com um seguidor de tensão. O ganho do pino Set para o pino Out é um, e a fonte de corrente é uma fonte de corrente estável de 10 µA. O resistor RSET conectado ao pino Set programa o nível de saída de tensão DC. Conectar um circuito de ponte T dupla entre os pinos de saída e de ajuste, fazendo com que o filtro atenue tanto os altos quanto baixas frequências, leva ao fato de que um sinal com uma frequência correspondente a frequência de ressonância filtro, passa por ele sem obstáculos. Resistores e capacitores definem a frequência central do filtro, f0: f0 = 1 / (2πRC).

A análise de pequenos sinais do circuito de ponte T dupla mostra que o ganho máximo é observado na frequência central. O ganho máximo do gerador em uma ponte T dupla aumenta de 1 para 1,1 conforme o fator K aumenta de dois para cinco (Fig. 2). O ganho máximo diminui quando o fator K é maior que 5. Portanto, é comum selecionar um fator K entre três e cinco para obter um ganho maior que a unidade. O ganho do loop deve ser igual à unidade para manter a oscilação estável. Portanto, um potenciômetro é necessário para ajustar o ganho do loop e controlar a amplitude do sinal de saída.

O gerador baseado na ponte T dupla pode conduzir indutivo, capacitivo e carga resistiva... A limitação de corrente do regulador de baixa queda, que é 1,1 A para a Linear Technology LT3080, é a única limitação na capacidade de controle de carga do gerador. As características da carga, por sua vez, limitam a faixa de frequência. Por exemplo, uma carga de 10 ohm com um capacitor de saída de 4,7 μF resulta em um THD de 7% em frequências acima de 8 kHz, enquanto a 400 Hz Kg é apenas 0,1% para o circuito na Fig. 3. O gerador na ponte T dupla tem o mesmo desempenho de controle de carga linear que o próprio LT3080. Além disso, ele funciona em uma ampla faixa de temperatura.

Usando o controle automático de ganho, é possível substituir o potenciômetro por uma lâmpada incandescente (Figura 3) ou por um canal controlado por tensão de um MOSFET (Figura 4). A resistência da lâmpada incandescente aumenta à medida que a amplitude do sinal de saída do gerador aumenta, resultando em um efeito de autoaquecimento, rastreando assim o ganho que controla a geração do sinal de saída. Na fig. 4, ao detectar o valor de pico da tensão de saída usando um diodo zener, a resistência do canal do MOSFET diminui à medida que a amplitude do sinal de saída do oscilador aumenta. O ganho de loop também é reduzido controlando a geração de sinal.

Na fig. 5 mostra um teste da forma de onda de um gerador em uma ponte T dupla usando uma lâmpada incandescente. A saída é sintonizada para um sinal pico a pico de 4 V pico a pico com polarização de 5 VCC (Figura 6). O gerador em ponte T dupla tem frequência de geração de 400 Hz e distorção harmônica de Kg 0,1%. a contribuição mais significativa vem do segundo harmônico, que tem uma amplitude de menos de 4 mV pico a pico. Na fig. 6 mostra um teste da forma de onda de um oscilador de ponte T dupla usando um MOSFET. Kg foi de 1% em uma segunda amplitude harmônica de 40 mV pico a pico.

Os transientes de inicialização são diferentes aspecto importante gerador. Em ambos os esquemas, não há oscilações de frequência ultrabaixa características de outros tipos de geradores. Formas de sinal na Fig. 7 e fig. 8 indica baixo excesso de ativação. Um oscilador com estabilização MOSFET é mais rápido do que um oscilador com estabilização com lâmpada incandescente, uma vez que uma lâmpada incandescente tem uma inércia maior com as mudanças de temperatura.

Este circuito pode ser usado como uma fonte controlada por tensão DC voltagem alternada em aplicações que requerem baixa distorção e a capacidade de controlar a potência de saída.

Oscilador sinusoidal fácil de montar em um amplificador operacional. A figura mostra diagrama de circuito tal gerador produzindo um sinal com uma frequência de 400 Hz.

Pacotes de pulsos retangulares com um determinado número de pulsos em um pacote, é conveniente usar ao depurar dispositivos digitais.

Na prática do rádio amador, muitas vezes é necessário divisores de frequência com alta taxa de divisão(1000 ... 10.000 e superior). Normalmente, para isso, são usados ​​4-5 contadores-divisores por 10 ou o microcircuito K561IE15.

O gerador, cujo diagrama é mostrado na Fig. 1, pode ser usado em vários conversores tensão monofásica para trifásica. É mais simples do que os descritos em.

A vantagem indiscutível do esquema proposto é a sua simplicidade. Apesar de ser incomum aparência, o esquema é bastante confiável, o autor o usa há cerca de 2 anos.

Gerador de onda quadrada ajustável

Este dispositivo encontrará aplicação em vários dispositivos de automação para interrupção de corrente intermitente em circuitos de carga ou para gerar pulsos com período de repetição e duração amplamente variável. Taxa de trabalho de pulso pode atingir vários milhares, o período de sua repetição e duração - dezenas de segundos.

Crie descomplicado gerador de onda senoidal operar em frequências suficientemente altas não é uma tarefa fácil. Os conhecidos geradores com ponte Wien permitem gerar oscilações com frequência não superior a 1 MHz, e mesmo assim quando se utilizam amplificadores operacionais de alta velocidade da série K544, K574 e com nível de saída não superior a 50 ... 100 mV.

A figura mostra circuito oscilador de cristal simples que pode ser coletado em qualquer elemento lógico"AND - NOT", que faz parte de qualquer microcircuito da série K155.

Este dispositivo simples é gerador controlado por tensão (VCO). Pode ser usado para indicar de forma audível a magnitude de uma tensão constante em um tom de frequência variável. A base do VCO (ver diagrama) é o integrador DA1 e o gatilho Schmitt nos elementos DD1.1, DD1.2.

O gerador (veja a ilustração) fornece uma tensão dente de serra com boa linearidade.
Transistor T1 gerador com resistor R1 no circuito emissor, é uma fonte de corrente com uma resistência de saída igual a vários megohms. A corrente desta fonte carrega o capacitor C2.

Gerador funcional pode ser montado em um microcircuito especial IC 8038. ICL8038 é um circuito integrado capaz de produzir pulsos em dente de serra senoidais, retangulares, triangulares. Para um trabalho totalmente funcional microcircuitos geradores o número mínimo de componentes externos é necessário.

Geradores de sinais são dispositivos projetados principalmente para testar transmissores. Além disso, os especialistas os usam para medir as características dos conversores analógicos. O teste de transmissores modelo é realizado simulando um sinal. Isso é necessário para verificar se o dispositivo está em conformidade com os padrões atuais. Um sinal pode ser enviado diretamente para o dispositivo em forma pura ou com distorção. Sua velocidade entre os canais pode variar muito.

Qual é a aparência de um gerador?

Se considerarmos um modelo convencional de gerador de sinal, então uma tela pode ser vista no painel frontal. É necessário para monitorar flutuações e controle. No topo da tela está um editor que oferece uma escolha de várias funções... Mais abaixo está o SevenSor, que mostra a frequência de oscilação. A linha de modo está localizada abaixo dele. A amplitude ou o nível de deslocamento do sinal podem ser ajustados usando dois botões. Existe um mini-painel separado para trabalhar com arquivos. Com sua ajuda, os resultados do teste podem ser salvos ou abertos imediatamente.

Para que o usuário possa alterar a taxa de amostragem, o gerador possui um regulador especial. Os valores numéricos podem ser usados ​​para sincronizar rapidamente. As saídas de sinal geralmente estão localizadas na parte inferior do dispositivo, abaixo da tela. Também existe um botão para iniciar o gerador.

Dispositivos caseiros

Fazer um gerador de sinal com as próprias mãos é bastante problemático devido à complexidade do dispositivo. O seletor é considerado a peça principal do equipamento. É projetado no modelo para um determinado número de canais. Via de regra, existem dois microcircuitos no dispositivo. O oscilador precisa de um sintetizador para ajustar a frequência. Se considerarmos os dispositivos multicanais, os microcontroladores para eles são adequados para a série KN148. Os conversores são usados ​​apenas do tipo analógico.

Dispositivos de sinalização sinusoidal

O gerador de onda senoidal do microcircuito usa um bastante simples. Nesse caso, os amplificadores só podem ser usados ​​do tipo operacional. Isso é necessário para a transmissão normal do sinal dos resistores para a placa. Os potenciômetros estão incluídos no sistema com um valor nominal de pelo menos 200 Ohm. O indicador do ciclo de trabalho dos pulsos depende da velocidade do processo de geração.

Para configuração flexível do dispositivo, unidades multicanais são instaladas. o gerador de onda senoidal é alterado por meio do controle giratório. Para testar receptores, é adequado apenas para o tipo de modulação. Isso sugere que o gerador deve ter pelo menos cinco canais.

Circuito gerador de baixa frequência

O gerador de sinal de baixa frequência (esquema mostrado abaixo) inclui resistores analógicos. Os potenciômetros só devem ser ajustados para 150 ohms. Para alterar o valor do pulso, moduladores da série KK202 são usados. Geração em nesse caso passando por capacitores. Deve haver um jumper entre os resistores do circuito. A presença de dois terminais permite que uma chave (baixa frequência) seja instalada no gerador de sinal.

Como funciona o modelo de bipe

Ao conectar o gerador de frequência, inicialmente a tensão é aplicada no seletor. Avançar corrente alternada passa por um monte de transistores. Após a conversão, os capacitores são ligados. As vibrações são refletidas na tela por meio de um microcontrolador. Para ajustar a frequência de corte, são necessários pinos especiais no microcircuito.

A potência máxima de saída, neste caso, é o gerador sinal de som pode chegar a 3 GHz, mas o erro deve ser mínimo. Para isso, um limitador é instalado próximo ao resistor. O ruído de fase é captado pelo sistema por meio do conector. O índice de modulação de fase depende exclusivamente da taxa de conversão atual.

Diagrama de circuito de sinal misto

Esquema padrão Este tipo de gerador possui um seletor multicanal. Neste caso, existem mais de cinco saídas no painel. Nesse caso, a frequência máxima pode ser definida em 70 Hz. Capacitores em muitos modelos estão disponíveis com uma capacitância máxima de 20 pF. Os resistores são mais frequentemente ligados com um valor nominal de 4 ohms. O tempo de configuração para o primeiro modo é de 2,5 s em média.

Devido à presença de um limitador de transmissão, a potência reversa da unidade pode chegar a 2 MHz. A frequência do espectro, neste caso, pode ser ajustada usando um modulador. Saídas separadas estão disponíveis para a impedância de saída. o nível no circuito é inferior a 2 dB. Conversores para sistemas padrão existem séries PP201.

Ferramenta de forma de onda arbitrária

Esses dispositivos são projetados para pequenos erros. Um modo de sequência flexível é fornecido neles. O esquema do seletor padrão possui seis canais. A configuração de frequência mínima é 70 Hz. Pulsos positivos do gerador deste tipo são percebidos. Os capacitores do circuito têm capacidade de pelo menos 20 pF. O dispositivo pode lidar com a impedância de saída de até 5 ohms.

Em termos de parâmetros de sincronização, esses geradores de sinal são bastante diferentes. Isso se deve, via de regra, ao tipo de conector. Como resultado, o tempo de subida varia de 15 ns a 40 ns. Existem dois modos nos modelos (linear e logarítmico). Com a ajuda deles, a amplitude pode ser alterada. O erro de frequência, neste caso, é inferior a 3%.

Modificações em sinais complexos

Para modificar sinais complexos, os especialistas usam apenas seletores multicanais nos geradores. Eles são equipados com amplificadores sem falhas. Os reguladores são usados ​​para alterar os modos de operação. Graças ao conversor, a corrente passa a ser constante a partir de 60 Hz. O tempo de subida não deve ser superior a 40 ns em média. Para isso, a capacitância mínima do capacitor é de 15 pF. A resistência do sistema para o sinal deve ser percebida em torno de 50 ohms. A distorção a 40 kHz é normalmente 1%. Assim, os geradores podem ser usados ​​para testar os receptores.

Geradores com editores integrados

Os geradores de sinais deste tipo são muito fáceis de configurar. Os reguladores neles são projetados para quatro posições. Assim, o nível da frequência de corte pode ser ajustado. Se falamos do tempo de instalação, então em muitos modelos é de 3 ms. Isso é feito por meio de microcontroladores. Eles são conectados à placa por meio de jumpers. Limitadores de largura de banda não são instalados neste tipo de gerador. Os conversores de acordo com o diagrama do dispositivo estão localizados atrás dos seletores. Sintetizadores raramente são usados ​​em modelos. A potência máxima de saída do dispositivo é de 2 MHz. O erro neste caso é permitido apenas 2%.

Dispositivos com saídas digitais

Os geradores de sinais com saídas e conectores digitais são equipados com a série KR300. Os resistores, por sua vez, são ligados com valor nominal de pelo menos 4 ohms. Assim, a resistência interna do resistor é mantida alta. São capazes de testar esses dispositivos receptores com potência não superior a 15 V. A conexão ao conversor é feita somente por jumpers.

Os seletores em geradores podem ser encontrados em três e quatro canais. O microcircuito em um circuito padrão, via de regra, é do tipo KA345. Chaves de manômetro usam apenas chaves rotativas. A modulação de pulso em geradores ocorre rapidamente, e isso é conseguido devido a um alto coeficiente de transmissão. Considere também o baixo nível de ruído da banda larga de 10 dB.

Modelos de alto relógio

O gerador de sinal de alta frequência é poderoso. Resistência interna capaz de suportar em média 50 ohms. A largura de banda para esses modelos é geralmente de 2 GHz. Além disso, deve-se ter em mente que os capacitores são usados ​​com uma capacidade de pelo menos 7 pF. Assim, a corrente máxima é mantida em 3 A. A distorção no sistema pode ser de no máximo 1%.

Os amplificadores, via de regra, só podem ser encontrados em geradores do tipo operacional. Os limitadores da corrente são instalados no início e também no final. Um conector para selecionar o tipo de sinais está presente. Os microcontroladores podem ser encontrados na maioria das vezes da série RRK211. O seletor é projetado para pelo menos seis canais. Reguladores rotativos em tais dispositivos estão disponíveis. A frequência máxima de corte pode ser definida em 90 Hz.

Operação de geradores de sinais lógicos

Os resistores deste gerador de sinal não têm mais de 4 ohms. Ao mesmo tempo, a resistência interna é mantida bastante alta. Para reduzir a taxa de transmissão do sinal, os tipos são definidos. Como regra, existem três pinos no painel. A conexão com os limitadores de largura de banda é feita apenas através dos jumpers.

Os interruptores nos dispositivos são rotativos. Existem dois modos para escolher. Geradores de sinais deste tipo podem ser usados ​​para modulação de fase. Seu parâmetro de ruído de banda larga não excede 5 dB. O desvio de frequência é geralmente em torno de 16 MHz. As desvantagens incluem longos períodos de subida e descida. Isso é devido ao baixo Taxa de transferência microcontrolador.

Circuito gerador com modulador MX101

O circuito gerador padrão com tal modulador fornece um seletor para cinco canais. Isso torna possível trabalhar em um modo linear. A amplitude máxima com carga baixa é mantida em 10 picos. O deslocamento DC é raro. O parâmetro da corrente de saída está em torno de 4 A. O erro de frequência é, no máximo, capaz de atingir 3%. O tempo médio de subida para osciladores com tais moduladores é de 50 ns.

A forma de onda do meandro é percebida pelo sistema. Você pode testar receptores usando este modelo com uma potência de no máximo 5 V. O modo de varredura logarítmica permite que você trabalhe com bastante sucesso com vários instrumentos de medição. A velocidade de ajuste no painel pode ser alterada suavemente. Devido à alta resistência de saída, a carga é removida dos conversores.

O gerador de várias frequências estáveis ​​é um equipamento de laboratório necessário. Existem muitos na Internet circuitos, mas eles estão moralmente desatualizados ou não fornecem uma cobertura de frequência suficientemente ampla. O dispositivo descrito aqui é baseado no desempenho de alta qualidade de um ASIC XR2206... A faixa de frequências sobreposta pelo gerador é impressionante: 1 Hz - 1 MHz!XR2206é capaz de gerar formas de onda senoidais, retangulares e triangulares de alta precisão e estabilidade. Os sinais de saída podem ter modulação de amplitude e frequência.

Parâmetros do gerador

Sinal sinusoidal:

Amplitude: 0 - 3 V com alimentação de 9 V
- Distorção: menos de 1% (1 kHz)
- Nivelamento: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

Onda quadrada:

Amplitude: 8V com alimentação de 9V
- Tempo de subida: menos de 50 ns (a 1 kHz)
- Tempo de queda: menos de 30 ns (a 1 kHz)
- Desequilíbrio: menos de 5% (1 kHz)

Sinal do triângulo:

Amplitude: 0 - 3 V com alimentação de 9 V
- Não linearidade: menos de 1% (até 100 kHz)

Esquemas e PP

Desenhos de placas de circuito impresso

O controle de frequência aproximada é realizado usando uma chave de 4 posições para faixas de frequência; (1) 1 Hz-100 Hz, (2) 100 Hz-20 kHz, (3) 20 kHz-1 MHz (4) 150 kHz-1 MHz. Apesar do limite superior de 3 megahertz ser indicado no circuito, a frequência limite garantida é exatamente 1 MHz, então o sinal gerado pode ser menos estável.

Na prática do rádio amador, muitas vezes é necessário usar um oscilador senoidal. Ele pode ser usado de várias maneiras. Vamos considerar como criar um gerador de sinal senoidal na ponte Wien com amplitude e frequência estáveis.

Este artigo descreve o projeto de um circuito gerador de onda senoidal. Você também pode gerar a frequência desejada programaticamente:

O mais conveniente, do ponto de vista de montagem e comissionamento, uma variante de um gerador de sinais senoidais é um gerador construído na ponte de Wien, sobre um moderno Amplificador Operacional (OA).

Ponte de vinho

A ponte Wien em si é um filtro passa-banda que consiste em dois. Ele enfatiza a frequência central e suprime o resto das frequências.

A ponte foi inventada por Max Wien em 1891. Em um diagrama esquemático, a própria ponte de Wien geralmente é representada da seguinte forma:

Imagem emprestada da Wikipedia

A ponte Wien tem a relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada b = 1/3 ... isto ponto importante, porque esse coeficiente determina as condições para uma geração estável. Mas mais sobre isso depois

Como calcular a frequência

Os osciladores e medidores de indutância costumam ser construídos na ponte Wien. Para não complicar a vida, costumam usar R1 = R2 = R e C1 = C2 = C ... Isso pode simplificar a fórmula. A frequência fundamental da ponte é calculada a partir da razão:

f = 1 / 2πRC

Quase qualquer filtro pode ser considerado um divisor de tensão dependente da frequência. Portanto, ao escolher os valores do resistor e do capacitor, é desejável que na frequência ressonante a resistência complexa do capacitor (Z) seja igual, ou pelo menos da mesma ordem de magnitude, com a resistência do resistor .

Zc = 1 / ωC = 1 / 2πνC

Onde ω (ômega) - frequência cíclica, ν (nu) - frequência de linha, ω = 2πν

Wine Bridge e amplificador operacional

A ponte Wien em si não é um gerador de sinal. Para que a geração ocorra, ela deve ser colocada em um circuito positivo. comentários amplificador operacional. Esse autogerador também pode ser construído em um transistor. Mas usar um amplificador operacional claramente tornará a vida mais fácil e proporcionará um melhor desempenho.

Ganho de grau C

A Wine Bridge tem uma transmissão b = 1/3 ... Portanto, a condição para a geração é que o amplificador operacional forneça um ganho de três. Nesse caso, o produto dos coeficientes de transmissão da ponte de Wien e o ganho do op-amp dará 1. E haverá uma geração estável da frequência especificada.

Se o mundo fosse ideal, definindo o ganho exigido pelos resistores no circuito de feedback negativo, teríamos um gerador pronto.

É um amplificador não inversor e seu ganho é dado por:K = 1 + R2 / R1

Mas, infelizmente, o mundo não é perfeito. ... Na prática, verifica-se que para iniciar a geração é necessário que já no momento inicial o coeficiente. o ganho era ligeiramente superior a 3 e, para a geração estável, era mantido igual a 3.

Se o ganho for menor que 3, então o gerador irá travar; se for maior, então o sinal, tendo atingido a tensão de alimentação, começará a distorcer e ocorrerá saturação.

Na saturação, a saída manterá uma tensão próxima a uma das tensões de alimentação. E ocorrerá uma comutação caótica aleatória entre as tensões de alimentação.

Portanto, ao construir um oscilador na ponte de Wien, eles recorrem ao uso de um elemento não linear no circuito de feedback negativo que regula o ganho. Nesse caso, o gerador se equilibrará e manterá a geração no mesmo nível.

Estabilização de amplitude em uma lâmpada incandescente

Na versão mais clássica do gerador na ponte de Wien no amplificador operacional, uma lâmpada incandescente de baixa tensão em miniatura é usada, que é instalada no lugar de um resistor.

Quando você liga tal gerador, no primeiro momento, a espiral da lâmpada está fria e sua resistência é pequena. Isso ajuda a iniciar o gerador (K> 3). Então, à medida que se aquece, a resistência da bobina aumenta e o ganho diminui até atingir o equilíbrio (K = 3).

O loop de feedback positivo no qual a ponte Wien foi colocada permanece inalterado. O diagrama esquemático geral do gerador é o seguinte:

Os elementos de feedback positivo do amplificador operacional determinam a frequência de oscilação. E os elementos de feedback negativo são amplificação.

A ideia de usar uma lâmpada como elemento de controle é muito interessante e é usada até hoje. Mas a lâmpada, infelizmente, tem uma série de desvantagens:

• a seleção de uma lâmpada e um resistor limitador de corrente R * é necessária.
• com o uso regular do gerador, a vida útil de uma lâmpada é geralmente limitada a alguns meses
• as propriedades de controle da lâmpada dependem da temperatura da sala.

Outra opção interessante é o uso de um termistor de queima direta. Na verdade, a ideia é a mesma, apenas um termistor é usado em vez de uma espiral de bulbo. O problema é que você precisa encontrá-lo primeiro e pegá-lo novamente junto com os resistores limitadores de corrente.

Estabilização de amplitude em LEDs

Um método eficaz para estabilizar a amplitude da tensão de saída de um gerador de sinal sinusoidal é o uso de um LED op-amp ( VD1 e VD2 ).

O ganho principal é definido por resistores R3 e R4 ... O resto dos elementos ( R5 , R6 e LEDs) ajustam o ganho em uma pequena faixa, mantendo a geração estável. Resistor R5 você pode ajustar o valor da tensão de saída na faixa de aproximadamente 5-10 volts.

No circuito SO adicional, é aconselhável usar resistores de baixa resistência ( R5 e R6 ) Isso permitirá que uma corrente significativa (até 5mA) passe pelos LEDs e eles estarão no modo ideal. Eles até brilharão um pouco :-)

No diagrama mostrado acima, os elementos da ponte Wien são projetados para gerar a uma frequência de 400 Hz, no entanto, eles podem ser facilmente recalculados para qualquer outra frequência usando as fórmulas apresentadas no início do artigo.

Qualidade de geração e elementos aplicados

É importante que o amplificador operacional possa fornecer a corrente necessária para a geração e tenha largura de banda de frequência suficiente. O uso do folk TL062 e TL072 como um amplificador operacional deu resultados muito tristes em uma frequência de geração de 100 kHz. Era difícil chamar a forma de onda de senoidal; em vez disso, era uma forma de onda triangular. Usar o TDA 2320 deu um resultado ainda pior.

Mas o NE5532 se mostra de um lado excelente, produzindo um sinal na saída que é muito semelhante a um senoidal. LM833 também lidou com a tarefa perfeitamente. Portanto, é o NE5532 e o LM833 que são recomendados para uso como amplificadores operacionais de alta qualidade acessíveis e difundidos. Embora com frequência decrescente, o resto dos amplificadores operacionais se sentirá muito melhor.

A precisão da frequência de geração depende diretamente da precisão dos elementos do circuito dependente da frequência. E, neste caso, não é apenas a correspondência da denominação do elemento da inscrição que é importante. Peças mais precisas têm melhor estabilidade de valor com mudanças de temperatura.

Na versão do autor, foram utilizados resistores C2-13 de ± 0,5% e capacitores de mica com precisão de ± 2%. O uso de resistores deste tipo se deve à pequena dependência de sua resistência com a temperatura. Os capacitores de mica também dependem pouco da temperatura e têm um baixo TKE.

Contras de LEDs

Vale a pena examinar os LEDs separadamente. Seu uso em um circuito gerador de seno é causado pela magnitude da queda de tensão, que geralmente fica na faixa de 1,2-1,5 volts. Isso permite obter um valor suficientemente alto da tensão de saída.

Após a implementação do circuito, em uma placa de ensaio, descobriu-se que devido à dispersão dos parâmetros do LED, as bordas da senoide na saída do gerador não são simétricas. É um pouco perceptível até na foto acima. Além disso, ocorreram leves distorções na forma senoidal gerada pela velocidade insuficiente dos LEDs para a frequência de geração de 100 kHz.

Diodos 4148 em vez de LEDs

Os LEDs foram substituídos pelos diodos favoritos de todos 4148. Estes são diodos de sinal de alta velocidade acessíveis com velocidades de chaveamento de menos de 4 ns. Ao mesmo tempo, o circuito permanecia em pleno funcionamento, não havia vestígios dos problemas descritos acima e a sinusóide adquiriu a forma ideal.

No diagrama a seguir, os elementos da ponte do vinho são classificados para uma frequência de oscilação de 100 kHz. Além disso, o resistor variável R5 foi substituído por outros constantes, mas mais sobre isso mais tarde.

Ao contrário dos LEDs, a queda de tensão junção p-n os diodos convencionais são 0,6 ÷ 0,7 V, então a tensão de saída do gerador era cerca de 2,5 V. Para aumentar a tensão de saída, é possível conectar vários diodos em série, ao invés de um, por exemplo, como este:

No entanto, aumentar o número de elementos não lineares tornará o gerador mais dependente da temperatura externa. Por esta razão, decidiu-se abandonar esta abordagem e usar um diodo cada.

Substituindo um resistor variável por constantes

Agora sobre o aparador. Inicialmente, um resistor trimmer multivoltas de 470 ohms foi usado como resistor R5. Tornou possível controlar com precisão o valor da tensão de saída.

Ao construir qualquer gerador, é altamente desejável ter um osciloscópio. O resistor variável R5 afeta diretamente a geração - tanto a amplitude quanto a estabilidade.

Para o circuito apresentado, a geração é estável apenas em uma pequena faixa de resistências deste resistor. Se a taxa de resistência for maior do que a necessária, o corte começa, ou seja, a onda senoidal será cortada na parte superior e inferior. Se menos, a forma da sinusóide começa a se distorcer e, com uma diminuição ainda maior, a geração para.

Também depende da tensão de alimentação usada. O circuito descrito foi originalmente montado em um amplificador operacional LM833 com alimentação de ± 9V. Então, sem mudar o circuito, os amplificadores operacionais foram substituídos por um AD8616, e a tensão de alimentação foi de ± 2,5 V (máximo para estes amplificadores operacionais). Como resultado dessa substituição, a senoide na saída foi cortada. A seleção dos resistores deu valores de 210 e 165 ohms, em vez de 150 e 330, respectivamente.

Como escolher resistores "a olho"

Em princípio, você também pode deixar o resistor do trimmer. Tudo depende da precisão necessária e da frequência do sinal sinusoidal gerado.

Para a auto-seleção, você deve, em primeiro lugar, instalar um resistor de ajuste com um valor nominal de 200-500 Ohm. Aplicando o sinal de saída do gerador ao osciloscópio e girando o resistor trimmer, alcance o momento em que a limitação começa.

Então, diminuindo a amplitude, encontre a posição na qual a forma da senoide será a melhor.Agora você pode soldar o trimmer, medir os valores de resistência resultantes e soldar os valores mais próximos.

Se você precisa de um gerador de onda senoidal de áudio, pode dispensar um osciloscópio. Para fazer isso, novamente, é melhor chegar ao momento em que o sinal, de ouvido, começa a distorcer devido ao clipping, e então reduzir a amplitude. Deve ser reduzido até que a distorção desapareça e depois um pouco mais. Isso é necessário porque de ouvido nem sempre é possível captar distorções mesmo em 10%.

Reforço adicional

O gerador de seno foi montado em um amplificador operacional duplo e metade do microcircuito ficou suspenso no ar. Portanto, é lógico usá-lo sob um amplificador de tensão ajustável. Isso tornou possível transferir o resistor variável do circuito adicional do oscilador OS para o estágio do amplificador de tensão para ajustar a tensão de saída.

Aplicação de adicional estágio amplificador garante uma melhor combinação da saída do gerador com a carga. Foi construído de acordo com o clássico circuito amplificador não inversor.

As classificações indicadas permitem que você altere o ganho de 2 para 5. Se necessário, as classificações podem ser recalculadas para a tarefa necessária. O ganho do palco é definido pela proporção:

K = 1 + R2 / R1

Resistor R1 é a soma dos resistores variáveis ​​e constantes conectados em série. Um resistor constante é necessário para que o ganho não vá ao infinito na posição mínima do botão do resistor variável.

Como capacitar a saída

O gerador deveria operar em uma carga de baixa impedância de vários ohms. Claro, nenhum amplificador operacional de baixa potência será capaz de fornecer a corrente necessária.

Para energizar, um repetidor no TDA2030 está localizado na saída do gerador. Todas as vantagens desta aplicação deste microcircuito são descritas no artigo.

E é assim que o circuito de todo o gerador senoidal com um amplificador de voltagem e um seguidor na saída realmente se parece com:

O gerador de seno na ponte Wien pode ser montado no próprio TDA2030 como um amplificador operacional. Tudo depende da precisão necessária e da frequência de geração selecionada.

Se não houver requisitos especiais para a qualidade de geração e a frequência exigida não exceder 80-100 kHz, mas deve funcionar em uma carga de baixa impedância, então esta opção é ideal para você.

Conclusão

Um gerador de ponte de Wien não é a única maneira de gerar uma senoide. Se você precisa de estabilização de frequência de alta precisão, é melhor olhar para osciladores com ressonador de quartzo.

No entanto, o esquema descrito é adequado para a grande maioria dos casos, quando é necessário obter um sinal sinusoidal estável, tanto em frequência quanto em amplitude.

A geração é boa, mas como medir com precisão a magnitude da tensão CA de alta frequência? Para isso, um circuito chamado.

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