Circuito gerador de onda senoidal de 50 Hz. Alta tensão e muito mais

Gerador de sinal de teste harmônico baixo na ponte Wien

Quando não está à mão gerador de onda senoidal de qualidade- como depurar um amplificador que você está desenvolvendo? Você tem que usar ferramentas manuais.

Neste artigo:

Alta linearidade ao usar um amplificador operacional de baixo custo
AGC preciso para distorção mínima
Operabilidade da bateria: interferência mínima

fundo

No início do milênio, nós, como uma família inteira, fomos morar em terras distantes. Alguns de meu inventário eletrônico nos seguiram, mas, infelizmente, não todos. Então me vi diante de grandes monoblocos que havia montado, mas ainda não depurados, sem osciloscópio, sem gerador de sinal, com muita vontade de concluir aquele projeto e finalmente ouvir música. O osciloscópio foi pedido por um amigo para uso temporário. Com o gerador, tive que inventar algo com urgência. Naquela época, eu ainda não conhecia os fornecedores de componentes disponíveis aqui. Dos opamps que estavam à mão, havia vários produtos indigeríveis da antiga indústria eletrônica soviética, e o LM324, soldado de uma fonte de alimentação de computador queimada.
Folha de dados LM324: National/TI , Fairchild , OnSemi ... Adoro ler folhas de dados da National - elas geralmente têm muitos casos de uso interessantes. OnSemi neste caso também se preocupou. Mas algo "cigano" privou seus seguidores 🙂

clássicos do gênero

Ajude o autor!

Este artigo mostrou alguns truques simples que permitem que você alcance muito geração e amplificação de alta qualidade de um sinal senoidal, usando um amplificador operacional barato amplamente utilizado e um transistor de efeito de campo de junção p-n:

Limitar a faixa de controle automático de nível e reduzir a influência da não linearidade do elemento regulador;
Deslocamento do estágio de saída do amplificador operacional em modo de operação linear;
Selecione o nível de solo virtual ideal para operação com bateria.

Ficou tudo claro? Você encontrou algo novo, original neste artigo? Terei o maior prazer se você deixar um comentário ou fazer uma pergunta, bem como compartilhar o artigo com seus amigos em uma rede social "clicando" no ícone correspondente abaixo.

Suplemento (outubro de 2017) Capturado na web: http://www.linear.com/solutions/1623 . Tirou duas conclusões:

Não há nada de novo sob o sol.
Você não estaria perseguindo, pop, por preços baixos! Eu teria tomado um amplificador operacional normal então - e teria recebido um Kg baixo exemplar.

Esta entrada foi postada em , por . Marque o .

Comentários VKontakte

254 pensamentos sobre Gerador de sinal de teste harmônico baixo na ponte Wien”

Este site usa o Akismet para combater o spam.

Um conversor de tensão simples e bastante confiável pode ser feito em apenas uma hora, sem ter habilidades especiais em eletrônica. Para fazer tal conversor de tensão foi solicitado por perguntas do usuário relacionadas a. Este conversor é bastante simples, mas tinha uma desvantagem - a frequência de operação. Nesse esquema, a frequência de saída era muito maior que os 50 Hertz da rede elétrica, o que limita o escopo do PN. O novo conversor está livre dessa falha. Ele, como o conversor anterior, foi projetado para aumentar os 12 volts automotivos ao nível da tensão da rede elétrica. Nesse caso, o oscilador mestre do conversor gera um sinal com frequência de cerca de 50 Hertz. O circuito acima pode desenvolver uma potência de saída de até 100 watts (durante experimentos de até 120 watts). O chip CD4047 é muito utilizado em equipamentos eletrônicos e é bastante barato. Ele contém um multivibrador-auto-oscilador, que possui uma lógica de controle.

Uma bobina e um capacitor são usados na saída do transformador, os pulsos após o filtro já se tornam semelhantes a uma senóide, embora sejam retangulares nas portas das chaves de campo. A potência do conversor pode ser aumentada muitas vezes se você usar um driver para amplificar o sinal e vários pares de estágios de saída. Mas é preciso levar em consideração que, neste caso, você precisa de uma fonte de energia potente e, consequentemente, de um transformador. No nosso caso, o conversor desenvolve uma potência mais modesta.
A montagem foi feita em breadboard apenas para demonstração do circuito. Um transformador de 120 watts já estava disponível. O transformador tem dois enrolamentos de 12 volts completamente idênticos. Para obter a potência indicada (100-120 watts), os enrolamentos devem ser dimensionados para 6-8 Amperes, no meu caso os enrolamentos são dimensionados para uma corrente de 4-5 Amperes. O enrolamento principal é padrão, 220 volts. Abaixo estão os parâmetros do PN.

Tensão de entrada - 9 ... 15 V (nominal 12 Volts)
Tensão de saída - 200...240 Volts
Potência - 100...120W
Frequência da corrente de saída 50...65 Hz

O esquema em si não precisa ser explicado, pois não há nada de especial para explicar. O valor dos resistores de porta não é crítico e pode variar em uma ampla faixa (0,1-800 ohms).
O circuito usa interruptores de campo de canal N poderosos da série IRFZ44, embora outros mais poderosos - IRF3205 possam ser usados, a escolha dos trabalhadores de campo não é crítica.

Tal conversor pode ser usado com segurança para alimentar cargas ativas em caso de falhas de tensão de rede.
Durante a operação, os transistores não superaquecem, mesmo com carga de 60 watts (lâmpada incandescente), os transistores ficam frios (durante operação prolongada, a temperatura não sobe acima de 40 ° C. Se desejado, pequenos dissipadores de calor para chaves podem ser usadas.

Lista de elementos de rádio

Designação	Tipo	Denominação	Quantidade	meu bloco de notas
	multivibrador	CD4047B	1	Para bloco de notas
VT1, VT2	transistor MOSFET	IRFZ44	2	Para bloco de notas
R1, R3, R4	Resistor	100 ohms	3	Para bloco de notas
R5	Resistor variável	330 kOhm	1	Para bloco de notas
C1	Capacitor	220 nF	1	Para bloco de notas
C2	Capacitor	0,47uF	1	Para bloco de notas
Tr1	Transformador		1

O gerador de tom de teste de onda senoidal proposto é baseado em uma ponte de Wien, produz distorção de onda senoidal muito baixa e opera de 15 Hz a 22 kHz em duas sub-bandas. Dois níveis de tensão de saída - de 0-250 mV e 0-2,5 V. O circuito é bastante simples e é recomendado para montagem mesmo por radioamadores inexperientes.

Lista de peças do gerador de áudio

R1, R3, R4 = 330 ohms
R2 = 33 Ohms
R5 = potenciômetro duplo de 50k (linear)
R6 = 4,7k
R7 = 47k
R8 = potenciômetro de 5k (linear)
C1, C3 = 0,022uF
C2, C4 = 0,22uF
C5, C6 = capacitores eletrolíticos de 47uF (50v)
IC1 = TL082 amplificador operacional duplo com soquete
L1 = lâmpada 28V/40mA
J1 = conector BNC
J2=Conector RCA
B1, B2 = Coroa 9V

O circuito acima é bastante simples e é baseado em um amplificador operacional duplo TL082, que é usado como oscilador e amplificador de buffer. Aproximadamente de acordo com esse tipo, também são construídos geradores analógicos industriais. O sinal de saída é suficiente mesmo para conectar fones de ouvido de 8 ohm. No modo de espera, o consumo atual é de cerca de 5 mA de cada bateria. São dois, de 9 volts cada, já que a alimentação do amplificador operacional é bipolar. Dois conectores de saída de tipos diferentes são instalados por conveniência. Para LEDs superbrilhantes, resistores de 4,7k R6 podem ser usados. Para LEDs padrão - resistor de 1k.

A forma de onda mostra a aparência real do sinal de saída de 1 kHz do gerador.

Conjunto do Gerador

O LED serve como um indicador de ligar/desligar o dispositivo. Com relação à lâmpada incandescente L1, vários tipos de lâmpadas foram testados durante o processo de montagem e todas funcionaram bem. Comece cortando o PCB no tamanho certo, gravando, perfurando e montando.

A caixa aqui é semi-madeira - semi-metal. Corte dois pedaços de madeira com cerca de um centímetro de espessura para as laterais do armário. Corte um pedaço de chapa de alumínio de 2 mm para o painel frontal. E um pedaço de papelão branco fosco para o mostrador da balança. Dobre duas peças de alumínio para formar suportes de bateria e prenda-as com parafusos nas laterais.

O chip temporizador integrado 555 foi desenvolvido há 44 anos em 1971 e ainda é popular hoje. Talvez nenhum microcircuito tenha servido às pessoas por tanto tempo. O que eles não coletaram, dizem até que o número 555 é o número de opções para sua aplicação :) Uma das aplicações clássicas do temporizador 555 é um gerador de onda quadrada ajustável.
Esta revisão descreverá o gerador, a aplicação específica será na próxima vez.

A placa foi enviada lacrada em um saco antiestático, mas o microcircuito é muito envelhecido e não é tão fácil matá-lo com estática.

A qualidade da montagem é normal, o fluxo não é lavado

O circuito do gerador é padrão para obter um ciclo de trabalho de pulsos ≤2

O LED vermelho está conectado à saída do gerador e pisca em uma frequência de saída baixa.
Segundo a tradição chinesa, o fabricante esqueceu de colocar um resistor limitador em série com o trimmer superior. Pela especificação, deve ser de no mínimo 1 kOhm para não sobrecarregar a chave interna do microcircuito, porém, na realidade, o circuito também funciona com resistência menor - até 200 Ohm, momento em que a geração é interrompida. É difícil adicionar um resistor limitador à placa devido ao layout da placa de circuito impresso.
A faixa de frequência operacional é selecionada pelo jumper instalado em uma das quatro posições
O vendedor indicou as frequências incorretamente.

Frequências de gerador realmente medidas com uma tensão de alimentação de 12V
1 - de 0,5 Hz a 50 Hz
2 - de 35 Hz a 3,5 kHz
3 - de 650Hz a 65kHz
4 - de 50kHz a 600kHz

O resistor inferior (de acordo com o esquema) define a duração da pausa do pulso, o resistor superior define o período de repetição do pulso.
Tensão de alimentação 4,5-16V, carga máxima de saída - 200mA

A estabilidade dos pulsos de saída nas 2ª e 3ª faixas é baixa devido ao uso de capacitores feitos de cerâmica ferroelétrica do tipo Y5V - a frequência diminui não apenas quando a temperatura muda, mas também quando a tensão de alimentação muda (e em vezes). Eu não desenhei gráficos, apenas aceite minha palavra.
Em outras faixas, a estabilidade do pulso é aceitável.

Isso é o que ele dá em 1 intervalo
Na resistência máxima dos aparadores

No modo meander (superior a 300 ohm, inferior no máximo)

No modo de frequência máxima (superior a 300 ohms, inferior ao mínimo)

No modo de ciclo de trabalho mínimo (aparador superior no máximo, aparador inferior no mínimo)

Para fabricantes chineses: adicione um resistor de terminação de 300-390 ohm, substitua o capacitor cerâmico de 6,8uF por um capacitor eletrolítico de 2,2uF/50V e substitua o capacitor Y5V de 0,1uF por um 47nF X5R (X7R) de melhor qualidade
Aqui está o esquema completo

Eu mesmo não refiz o gerador, porque. Essas deficiências não são críticas para o meu aplicativo.

Conclusão: a utilidade do aparelho descobre-se quando algum dos seus produtos caseiros exige que lhe aplique impulsos :)
Continua…

Eu pretendo comprar +31 Adicionar aos favoritos gostei da resenha +28 +58

O inversor consiste em um oscilador mestre de 50 Hertz (até 100 Hz), construído com base no multivibrador mais comum. Desde a publicação do esquema, observei que muitos repetiram o esquema com sucesso, as críticas são muito boas - o projeto foi um sucesso.

Este circuito permite que você obtenha quase 220 Volts de rede a uma frequência de 50 Hz na saída (dependendo da frequência do multivibrador. A saída do nosso inversor é de pulsos retangulares, mas não se apresse em tirar conclusões - esse inversor é adequado para alimentar quase todas as cargas domésticas, com exceção daquelas que possuem motor embutido, que é sensível à forma do sinal aplicado.

TV, players, carregadores de laptops, laptops, dispositivos móveis, ferros de solda, lâmpadas incandescentes, lâmpadas LED, LDS e até um computador pessoal - tudo isso pode ser alimentado sem problemas pelo inversor proposto.

Algumas palavras sobre a potência do inversor. Se você usar um par de interruptores da série IRFZ44, a potência é de cerca de 150 watts, a potência de saída é indicada abaixo, dependendo do número de pares de interruptores e seu tipo

Nº de pares do transistor Potência, 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 1/2/3/4/5 400/650/900/1200/1500Max

Mas isso não é tudo, uma daquelas pessoas que montou este dispositivo cancelou a assinatura com orgulho por ter conseguido remover até 2.000 watts, é claro, e isso é real se você usar, digamos, 6 pares de IRF1404 - chaves realmente matadoras com uma corrente de 202 amperes, mas é claro que no máximo a corrente não pode atingir tais valores, pois os condutores simplesmente derreteriam com tais correntes.

O inversor possui a função REMOTE (controle remoto). O truque é que, para ligar o inversor, você precisa aplicar um plus de baixa potência da bateria à linha à qual estão conectados os resistores do multivibrador de baixa potência. Algumas palavras sobre os próprios resistores - pegue tudo com uma potência de 0,25 watts - eles não superaquecerão. Os transistores em um multivibrador precisam de transistores bastante potentes se você for baixar vários pares de interruptores de energia. Do nosso, KT815 / 17 é adequado, e ainda melhor KT819 ou análogos importados.

Capacitores - são de ajuste de frequência, sua capacitância é de 4,7 μF, com esse arranjo dos componentes do multivibrador, a frequência do inversor ficará em torno de 60 Hz.
Peguei o transformador de uma fonte de alimentação ininterrupta antiga, a potência do transe é selecionada com base na potência necessária (calculada) do inversor, os enrolamentos primários são de 2 a 9 Volts (7-12 Volts), o enrolamento secundário é padrão - rede.
Capacitores de filme, com tensão nominal de 63/160 ou mais volts, pegam o que está à mão.

Bem, isso é tudo, só vou acrescentar que os interruptores de energia em alta potência esquentam como um fogão, eles precisam de um dissipador de calor muito bom, além de resfriamento ativo. Não se esqueça de isolar os pares de um ombro do dissipador de calor, a fim de evitar curto-circuito nos transistores.