Folosind un circuit selectiv de frecvență dublu cu punte T și un regulator de tensiune liniar LT3080, un generator dublu cu punte T poate fi construit cu distorsiune armonică scăzută și control al puterii de ieșire.

Echipamentele de testare AC necesită adesea o sursă de semnal cu distorsiune armonică scăzută pentru a testa instrumentele. Este o practică obișnuită să se folosească, ca referință, un generator de semnal cu distorsiune scăzută care alimentează amplificatorul de putere și comandă DUT-ul. Această idee oferă o alternativă mai puțin greoaie.

În fig. 1 prezintă un generator care produce un semnal sinusoidal cu distorsiune scăzută, cu capacitatea de a controla puterea semnalului de ieșire. Generatorul de mare putere este format din două părți principale: un circuit dublu cu punte în T și un regulator de mare putere, cu pierderi reduse. Circuitul dublu T-bridge funcționează ca două filtre de tip T conectate în paralel: un filtru trece-jos și un filtru trece-înalt.

Circuitul dublu T-bridge are selectivitate de înaltă frecvență ca filtru de crestătură. Regulatorul de pierdere scăzută amplifică semnalul și controlează sarcina. Regulatorul utilizat în acest circuit conține o sursă internă de curent de referință cu un adept de tensiune. Câștigul de la pinul Set la pinul Out este unul, iar sursa de curent este o sursă de curent stabilă de 10 µA. Rezistorul RSET conectat la pinul Set programează nivelul de ieșire a tensiunii DC. Conectarea unui circuit dublu T-bridge între pinii Out și Set, determinând ca filtrul să atenueze atât frecvențe joase, duce la faptul că un semnal cu o frecvență corespunzătoare frecvența de rezonanță filtrul, trece prin el nestingherit. Rezistoarele și condensatoarele stabilesc frecvența centrală a filtrului, f0: f0 = 1 / (2πRC).

Analiza semnalului mic a circuitului dublu T-bridge arată că câștigul maxim este observat la frecvența centrală. Câștigul maxim al generatorului pe o punte în T dublă crește de la 1 la 1,1 pe măsură ce factorul K crește de la doi la cinci (Fig. 2). Câștigul maxim scade atunci când factorul K este mai mare de 5. Prin urmare, este obișnuit să selectați un factor K între trei și cinci pentru a obține un câștig mai mare decât unitatea. Câștigul buclei trebuie să fie egal cu unitatea pentru a menține oscilația stabilă. Astfel, este necesar un potențiometru pentru a reduce câștigul buclei și a controla amplitudinea semnalului de ieșire.

Generatorul bazat pe podul dublu T poate conduce inductiv, capacitiv și sarcină rezistivă... Limitarea curentă a regulatorului de întrerupere scăzută, care este de 1,1 A pentru tehnologia liniară LT3080, este singura limitare a capacității de control al sarcinii a generatorului. Caracteristicile de sarcină, la rândul lor, limitează domeniul de frecvență. De exemplu, o sarcină de 10 ohmi cu un condensator de ieșire de 4,7 μF are ca rezultat un THD de 7% la frecvențe de peste 8 kHz, în timp ce la 400 Hz Kg este doar 0,1% pentru circuitul din fig. 3. Generatorul de pe podul dublu T are aceleași performanțe de control liniar al sarcinii ca și LT3080 însuși. În plus, funcționează pe o gamă largă de temperaturi.

Folosind controlul automat al câștigului, este posibil să înlocuiți potențiometrul cu o lampă incandescentă (Figura 3) sau un canal controlat de tensiune al unui MOSFET (Figura 4). Rezistența lămpii incandescente crește pe măsură ce amplitudinea semnalului de ieșire al generatorului crește, rezultând un efect de auto-încălzire, urmărind astfel câștigul care controlează generarea semnalului de ieșire. În fig. 4, prin detectarea valorii de vârf a tensiunii de ieșire folosind o diodă Zener, rezistența canalului MOSFET scade pe măsură ce amplitudinea semnalului de ieșire a oscilatorului crește. Câștigul buclei este, de asemenea, redus prin controlul generării semnalului.

În fig. 5 prezintă un test al formei de undă a unui generator pe un pod dublu în T folosind o lampă incandescentă. Ieșirea este reglată la un semnal vârf la vârf de 4V vârf la vârf la polarizare de 5VDC (Figura 6). Generatorul pe un pod dublu în T are o frecvență de generare de 400 Hz și o distorsiune armonică de Kg 0,1%. contribuția cea mai semnificativă vine de la a doua armonică, care are o amplitudine mai mică de 4 mV vârf la vârf. În fig. 6 prezintă un test al formei de undă a unui oscilator dublu T-bridge folosind un MOSFET. Kg a fost de 1% la o a doua amplitudine armonică de 40 mV vârf la vârf.

Tranzitorii de pornire sunt diferite aspect important generator. În ambele scheme, nu există oscilații de frecvență ultra joasă caracteristice altor tipuri de generatoare. Formele semnalului din fig. 7 și fig. 8 indică o depășire scăzută la pornire. Un oscilator care utilizează stabilizarea MOSFET este mai rapid decât un oscilator care utilizează stabilizarea cu lămpi cu incandescență, deoarece o lampă cu incandescență are o inerție mai mare la schimbările de temperatură.

Acest circuit poate fi folosit ca sursă controlată de tensiune DC tensiune alternativăîn aplicații care necesită o distorsiune scăzută și capacitatea de a controla puterea de ieșire.

Oscilator sinusoidal ușor de asamblat pe un amplificator operațional. Figura arată schema circuitului un astfel de generator producând un semnal cu o frecvență de 400 Hz.

Pachete de impulsuri dreptunghiulare cu un anumit număr de impulsuri într-un pachet, este convenabil să se utilizeze la depanarea dispozitivelor digitale.

În practica radioamatorilor, este adesea necesar divizoare de frecvență cu raport de diviziune ridicat(1000 ... 10000 și mai mult). De obicei, pentru aceasta, se folosesc fie 4-5 contoare-divizoare cu 10, fie microcircuitul K561IE15.

Generatorul, a cărui diagramă este prezentată în Fig. 1, poate fi utilizat în diverse convertoare tensiune monofazată la trifazată. Este mai simplu decât cele descrise în.

Avantajul incontestabil al schemei propuse este simplitatea acesteia. În ciuda faptului că este neobișnuit aspect, schema este destul de fiabilă, autorul o folosește de aproximativ 2 ani.

Generator de unde pătrate reglabil

Acest dispozitiv își va găsi aplicație în diverse dispozitive de automatizare pentru întreruperea intermitentă a curentului în circuitele de sarcină sau pentru generarea de impulsuri cu perioadă de repetare și durată larg variabile. Raportul de utilizare a impulsurilor pot ajunge la câteva mii, perioada de repetare și durata lor - zeci de secunde.

Creați fără complicații generator de undă sinusoidală operarea la frecvențe suficient de înalte nu este o sarcină ușoară. Generatoarele binecunoscute cu un pod Wien fac posibilă generarea de oscilații cu o frecvență de cel mult 1 MHz și chiar și atunci când se utilizează amplificatoare operaționale de mare viteză din seria K544, K574 și cu un nivel de ieșire de cel mult 50 ... 100 mV.

Figura arată circuit oscilator cu cristal simplu care poate fi colectat pe orice element logic„ȘI - NU”, care face parte din orice microcircuit din seria K155.

Acest dispozitiv simplu este generator controlat de tensiune (VCO). Poate fi folosit pentru a indica audibil magnitudinea unei tensiuni constante într-un ton de frecvență diferită. Baza VCO (vezi diagrama) este integratorul DA1 și declanșatorul Schmitt pe elementele DD1.1, DD1.2.

Generatorul (vezi ilustrația) asigură o tensiune dinți de ferăstrău cu o bună liniaritate.
tranzistor T1 generator cu rezistor R1 în circuitul emițătorului, este o sursă de curent cu o rezistență de ieșire egală cu câțiva megaohmi. Curentul acestei surse încarcă condensatorul C2.

Generator functional poate fi asamblat pe un microcircuit special IC 8038. ICL8038 este un circuit integrat capabil să producă impulsuri sinusoidale, dreptunghiulare, triunghiulare, dinți de ferăstrău. Pentru lucru pe deplin funcțional microcircuite generatoare este necesar un număr minim de componente externe.

Generatoarele de semnal sunt dispozitive concepute în principal pentru a testa transmițătoarele. În plus, experții le folosesc pentru a măsura caracteristicile convertoarelor analogice. Testarea transmițătoarelor model se realizează prin simularea unui semnal. Acest lucru este necesar pentru a verifica dacă dispozitivul respectă standardele actuale. Un semnal poate fi trimis direct către dispozitiv în formă pură sau cu distorsiuni. Viteza sa pe canale poate varia foarte mult.

Cum arată un generator?

Dacă luăm în considerare un model convențional al unui generator de semnal, atunci un ecran poate fi văzut pe panoul frontal. Este necesar pentru a monitoriza fluctuațiile și controlul. În partea de sus a ecranului este un editor care oferă posibilitatea de a alege diverse funcții... Mai jos este SevenSor, care arată frecvența de oscilație. Linia de mod este situată sub ea. Amplitudinea sau nivelul de offset al semnalului poate fi ajustat folosind două butoane. Există un mini-panou separat pentru lucrul cu fișierele. Cu ajutorul acestuia, rezultatele testelor pot fi salvate sau deschise imediat.

Pentru ca utilizatorul să poată schimba rata de eșantionare, generatorul are un regulator special. Valorile numerice pot fi folosite pentru a sincroniza destul de rapid. Ieșirile de semnal sunt de obicei situate în partea de jos a dispozitivului, sub ecran. Există și un buton pentru pornirea generatorului.

Dispozitive de casă

Realizarea unui generator de semnal cu propriile mâini este destul de problematică din cauza complexității dispozitivului. Selectorul este considerat a fi piesa principală de echipament. Este proiectat în model pentru un anumit număr de canale. De regulă, în dispozitiv există două microcircuite. Oscilatorul are nevoie de un sintetizator pentru a regla frecvența. Dacă luăm în considerare dispozitivele multicanal, atunci microcontrolerele pentru acestea sunt potrivite pentru seria KN148. Convertoarele sunt utilizate numai de tip analogic.

Dispozitive de semnal sinusoidal

Generatorul de undă sinusoidală al microcircuitului folosește unul destul de simplu. În acest caz, amplificatoarele pot fi utilizate numai de tip operațional. Acest lucru este necesar pentru transmiterea normală a semnalului de la rezistențe la placă. Potențiometrele sunt incluse în sistem cu o valoare nominală de cel puțin 200 Ohm. Indicatorul ciclului de lucru al impulsurilor depinde de viteza procesului de generare.

Pentru configurarea flexibilă a dispozitivului, sunt instalate unități multicanal. generatorul de undă sinusoidală este schimbat cu ajutorul comenzii rotative. Pentru testarea receptorilor, este potrivit doar pentru tipul modulator. Acest lucru sugerează că generatorul ar trebui să aibă cel puțin cinci canale.

Circuit generator de joasă frecvență

Generatorul de semnal de joasă frecvență (schema prezentată mai jos) include rezistențe analogice. Potențiometrele trebuie setate doar la 150 ohmi. Pentru a modifica valoarea pulsului, se folosesc modulatoare din seria KK202. Generație în în acest caz trec prin condensatori. Trebuie să existe un jumper între rezistențele din circuit. Prezența a două terminale permite instalarea unui comutator (de joasă frecvență) în generatorul de semnal.

Cum funcționează modelul Beep

La conectarea generatorului de frecvență, inițial tensiunea este aplicată selectorului. Mai departe curent alternativ trece printr-o grămadă de tranzistori. După conversie, condensatoarele sunt pornite. Vibrațiile sunt reflectate pe ecran folosind un microcontroler. Pentru a regla frecvența de tăiere, sunt necesari pini speciali de pe microcircuit.

Puterea maximă de ieșire în acest caz este generatorul semnal sonor poate ajunge la 3 GHz, dar eroarea ar trebui să fie minimă. Pentru aceasta, în apropierea rezistenței este instalat un limitator. Zgomotul de fază este preluat de sistem prin conector. Indicele de modulație de fază depinde numai de rata de conversie curentă.

Schema circuitului cu semnal mixt

Schema standard Acest tip de generator are un selector multicanal. În acest caz, există mai mult de cinci ieșiri pe panou. În acest caz, frecvența maximă poate fi setată la 70 Hz. Condensatoarele din multe modele sunt disponibile cu o capacitate maximă de 20 pF. Rezistoarele sunt cel mai adesea pornite cu o valoare nominală de 4 ohmi. Timpul de setare pentru primul mod este în medie de 2,5 s.

Datorită prezenței unui limitator de transmisie, puterea inversă a unității poate ajunge la 2 MHz. În acest caz, frecvența spectrului poate fi ajustată folosind un modulator. Sunt disponibile ieșiri separate pentru impedanța de ieșire. nivelul din circuit este mai mic de 2 dB. Convertoare la sisteme standard sunt seria PP201.

Instrument de formă de undă arbitrară

Aceste dispozitive sunt proiectate pentru erori mici. Un mod de secvență flexibil este prevăzut în ele. Schema de selectare standard are șase canale. Setarea minimă a frecvenței este de 70 Hz. Generator de impulsuri pozitive de acest tip sunt percepute. Condensatorii din circuit au o capacitate de cel puțin 20 pF. Dispozitivul poate gestiona impedanța de ieșire de până la 5 ohmi.

În ceea ce privește parametrii de sincronizare, acești generatori de semnal sunt destul de diferiți. Acest lucru se datorează, de regulă, tipului de conector. Ca urmare, timpul de creștere variază de la 15 ns la 40 ns. Există două moduri în modele (liniar și logaritmic). Cu ajutorul lor, amplitudinea poate fi modificată. Eroarea de frecvență în acest caz este mai mică de 3%.

Modificări ale semnalelor complexe

Pentru a modifica semnale complexe, specialiștii folosesc doar selectoare multicanal în generatoare. Sunt echipate cu amplificatoare fără greș. Regulatoarele sunt folosite pentru a schimba modurile de funcționare. Datorită convertorului, curentul devine constant de la 60 Hz. Timpul de creștere ar trebui să nu depășească în medie 40 ns. În acest scop, capacitatea minimă a condensatorului este de 15 pF. Rezistența sistemului pentru semnal trebuie percepută în regiunea de 50 ohmi. Distorsiunea la 40 kHz este de obicei de 1%. Astfel, generatoarele pot fi folosite pentru a testa receptorii.

Generatoare cu editori încorporați

Generatoarele de semnal de acest tip sunt foarte ușor de configurat. Regulatoarele din ele sunt proiectate pentru patru poziții. Astfel, nivelul frecvenței de tăiere poate fi ajustat. Dacă vorbim despre timpul de instalare, atunci în multe modele este de 3 ms. Acest lucru se realizează prin microcontrolere. Ele sunt conectate la placă folosind jumperi. Limitatoarele de lățime de bandă nu sunt instalate în acest tip de generator. Convertizoarele conform diagramei dispozitivului sunt situate în spatele selectoarelor. Sintetizatoarele sunt rareori folosite în modele. Puterea maximă de ieșire a dispozitivului este de 2 MHz. Eroarea în acest caz este permisă doar 2%.

Dispozitive cu iesiri digitale

Generatoarele de semnal cu ieșiri și conectori digitale sunt echipate cu seria KR300. Rezistoarele, la rândul lor, sunt pornite cu o valoare nominală de cel puțin 4 ohmi. Astfel, rezistența internă a rezistorului este menținută ridicată. Receptoarele cu o putere de cel mult 15 V sunt capabile să testeze aceste dispozitive. Conexiunea la convertor se realizează numai prin jumperi.

Selectoarele din generatoare pot fi găsite pe trei și patru canale. Microcircuitul dintr-un circuit standard, de regulă, este de tip KA345. Comutatoarele de măsurare folosesc numai comutatoare rotative. Modularea impulsurilor în generatoare are loc destul de repede, iar acest lucru se realizează datorită unui coeficient de transmisie ridicat. Luați în considerare, de asemenea, nivelul scăzut de zgomot în bandă largă de 10 dB.

Modele de ceasuri înalte

Generatorul de semnal de înaltă frecvență este puternic. Rezistență internă, este capabil să reziste la o medie de 50 ohmi. Lățimea de bandă pentru astfel de modele este de obicei de 2 GHz. În plus, trebuie avut în vedere faptul că condensatoarele sunt utilizate cu o capacitate de cel puțin 7 pF. Astfel, curentul maxim se menține la 3 A. Distorsiunea în sistem poate fi de maximum 1%.

Amplificatoarele, de regulă, pot fi găsite în generatoare numai de tip operațional. Limitatoarele din lanț sunt instalate la început, precum și la sfârșit. Este prezent un conector pentru selectarea tipului de semnale. Microcontrolerele pot fi găsite cel mai adesea din seria RRK211. Selectorul este proiectat pentru cel puțin șase canale. Sunt disponibile regulatoare rotative în astfel de dispozitive. Frecvența maximă de tăiere poate fi setată la 90 Hz.

Funcționarea generatoarelor de semnal logic

Rezistoarele acestui generator de semnal nu au mai mult de 4 ohmi. În același timp, rezistența internă se menține destul de ridicată. Pentru a reduce rata de transmisie a semnalului, sunt setate tipuri. De regulă, există trei pini pe panou. Conexiunea la limitatoarele de latime de banda se face doar prin jumperi.

Comutatoarele din dispozitive sunt rotative. Există două moduri din care să alegeți. Generatoarele de semnal de acest tip pot fi utilizate pentru modularea fazei. Parametrul lor de zgomot de bandă largă nu depășește 5 dB. Deviația de frecvență este de obicei de aproximativ 16 MHz. Dezavantajele includ un timp lung de creștere și de cădere. Acest lucru se datorează scăzut debitului microcontroler.

Circuit generator cu modulator MX101

Circuitul generator standard cu un astfel de modulator prevede un selector pentru cinci canale. Acest lucru face posibil să se lucreze într-un mod liniar. Amplitudinea maximă la sarcină mică este menținută la 10 vârf. Offset-ul DC este rar. Parametrul curentului de ieșire este de aproximativ 4 A. Eroarea de frecvență este capabilă să atingă maxim 3%. Timpul mediu de creștere pentru oscilatoarele cu astfel de modulatoare este de 50 ns.

Forma de undă a meandrei este percepută de sistem. Puteți testa receptoare folosind acest model cu o putere de cel mult 5 V. Modul de baleiaj logaritmic vă permite să lucrați cu succes cu diverse instrumente de măsurare. Viteza de reglare pe panou poate fi modificată fără probleme. Datorită rezistenței mari de ieșire, sarcina este îndepărtată de la convertoare.

Generatorul de diferite frecvențe stabile este un echipament de laborator necesar. Sunt multe pe internet circuite, dar fie sunt depășite din punct de vedere moral, fie nu oferă o acoperire de frecvență suficient de largă. Dispozitivul descris aici se bazează pe performanța de înaltă calitate a unui ASIC XR2206... Gama de frecvențe suprapuse de generator este impresionantă: 1 Hz - 1 MHz!XR2206este capabil să genereze forme de undă sinusoidale, dreptunghiulare și triunghiulare de înaltă calitate, de înaltă precizie și stabilitate. Semnalele de ieșire pot avea atât modulație în amplitudine, cât și în frecvență.

Parametrii generatorului

Semnal sinusoidal:

Amplitudine: 0 - 3V cu alimentare de 9V
- Distorsiune: mai puțin de 1% (1 kHz)
- Planeitate: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

Undă pătrată:

Amplitudine: 8V cu alimentare de 9V
- Timp de creștere: mai puțin de 50 ns (la 1 kHz)
- Timp de cădere: mai puțin de 30 ns (la 1 kHz)
- Dezechilibru: mai puțin de 5% (1 kHz)

Semnal triunghiular:

Amplitudine: 0 - 3V cu alimentare de 9V
- Neliniaritate: mai puțin de 1% (până la 100 kHz)

Scheme și PP

Desene ale plăcilor de circuite imprimate

Controlul grosier al frecvenței se realizează folosind un comutator cu 4 poziții pentru intervalele de frecvență; (1) 1 Hz-100 Hz, (2) 100 Hz-20 kHz, (3) 20 kHz-1 MHz (4) 150 kHz-1 MHz. În ciuda faptului că în circuit este indicată limita superioară de 3 megaherți, frecvența de limitare garantată este de exact 1 MHz, atunci semnalul generat poate fi mai puțin stabil.

În practica radioamatorilor, este adesea necesară utilizarea unui oscilator sinusoidal. Poate fi folosit într-o varietate de moduri. Să luăm în considerare cum să creăm un generator de semnal sinusoidal pe podul Wien cu amplitudine și frecvență stabile.

Acest articol descrie proiectarea unui circuit generator de undă sinusoidală. De asemenea, puteți genera frecvența dorită în mod programatic:

Cel mai convenabil, din punct de vedere al asamblarii si punerii in functiune, o varianta de generator de semnal sinusoidal este un generator construit pe podul Wien, pe un Amplificator Operational (OA) modern.

Podul Vinului

Podul Wien în sine este un filtru trece bandă format din două. Subliniază frecvența centrală și suprimă restul frecvențelor.

Podul a fost inventat de Max Wien în 1891. Într-o diagramă schematică, podul Wien însuși este de obicei descris după cum urmează:

Imagine împrumutată de pe Wikipedia

Podul Wien are raportul dintre tensiunea de ieșire și tensiunea de intrare b = 1/3 ... aceasta punct important, deoarece acest coeficient determină condițiile de generare stabilă. Dar mai multe despre asta mai târziu

Cum se calculează frecvența

Oscilatoarele și contoarele de inductanță sunt adesea construite pe podul Wien. Pentru a nu le complica viața, folosesc de obicei R1 = R2 = R și C1 = C2 = C ... Acest lucru poate simplifica formula. Frecvența fundamentală a podului este calculată din raportul:

f = 1 / 2πRC

Aproape orice filtru poate fi considerat ca un divizor de tensiune dependent de frecvență. Prin urmare, atunci când alegeți valorile rezistenței și condensatorului, este de dorit ca la frecvența de rezonanță rezistența complexă a condensatorului (Z) să fie egală, sau cel puțin de același ordin de mărime, cu rezistența rezistenței. .

Zc = 1 / ωC = 1 / 2πνC

Unde ω (omega) - frecvență ciclică, ν (nu) - frecvența liniei, ω = 2πν

Podul vinului și amplificatorul operațional

Podul Wien în sine nu este un generator de semnal. Pentru ca generarea să aibă loc, ar trebui să fie plasată într-un circuit pozitiv. părere amplificator operațional. Un astfel de autogenerator poate fi construit și pe un tranzistor. Dar utilizarea unui amplificator operațional va ușura viața și va oferi performanțe mai bune.

Câștig de nota C

Podul Vinurilor are o transmitanță b = 1/3 ... Prin urmare, condiția pentru generare este ca amplificatorul operațional să ofere un câștig de trei. În acest caz, produsul dintre coeficienții de transmisie ai podului Wien și câștigul amplificatorului operațional va da 1. Și va exista o generare stabilă a frecvenței specificate.

Dacă lumea ar fi ideală, atunci setarea câștigului necesar de către rezistențele din circuitul de feedback negativ, am obține un generator gata făcut.

Este un amplificator non-inversător și câștigul său este dat de:K = 1 + R2/R1

Dar, din păcate, lumea nu este perfectă. ... În practică, se dovedește că pentru a începe generarea este necesar ca chiar în momentul inițial coeff. câștigul a fost puțin mai mare de 3, iar apoi pentru o generație stabilă a fost menținut egal cu 3.

Dacă câștigul este mai mic de 3, atunci generatorul se va opri, dacă mai mult, atunci semnalul, după ce a atins tensiunea de alimentare, va începe să se distorsioneze și va apărea saturația.

La saturație, ieșirea va menține o tensiune apropiată de una dintre tensiunile de alimentare. Și va avea loc o comutare haotică aleatorie între tensiunile de alimentare.

Prin urmare, atunci când construiesc un oscilator pe podul Wien, ei recurg la utilizarea unui element neliniar în circuitul de feedback negativ care reglează câștigul. În acest caz, generatorul se va echilibra singur și va menține generația la același nivel.

Stabilizarea amplitudinii pe o lampă cu incandescență

În cea mai clasică versiune a generatorului de pe podul Wien de pe amplificatorul operațional, se folosește o lampă incandescentă miniaturală de joasă tensiune, care este instalată în locul unui rezistor.

Când porniți un astfel de generator, în primul moment, spirala lămpii este rece și rezistența acesteia este mică. Acest lucru ajută la pornirea generatorului (K> 3). Apoi, pe măsură ce se încălzește, rezistența bobinei crește și câștigul scade până ajunge la echilibru (K = 3).

Bucla de feedback pozitiv în care a fost plasat podul din Viena rămâne neschimbată. Schema generală a generatorului este următoarea:

Elementele de feedback pozitiv ale amplificatorului operațional determină frecvența de oscilație. Iar elementele feedback-ului negativ sunt amplificarea.

Ideea de a folosi un bec ca element de control este foarte interesantă și este folosită până în zilele noastre. Dar, din păcate, becul are o serie de dezavantaje:

• este necesară selectarea unui bec și a unui rezistor limitator de curent R *.
• cu utilizarea regulată a generatorului, durata de viață a unui bec este de obicei limitată la câteva luni
• proprietățile de control ale becului depind de temperatura din cameră.

O altă opțiune interesantă este utilizarea unui termistor cu ardere directă. De fapt, ideea este aceeași, se folosește doar un termistor în loc de spirală cu bec. Problema este că trebuie să-l găsiți mai întâi și să-l ridicați din nou și rezistențele de limitare a curentului.

Stabilizarea amplitudinii pe LED-uri

O metodă eficientă pentru stabilizarea amplitudinii tensiunii de ieșire a unui generator de semnal sinusoidal este utilizarea unui LED amplificator operațional ( VD1 și VD2 ).

Câștigul principal este stabilit de rezistențe R3 și R4 ... Restul elementelor ( R5 , R6 și LED-uri) ajustează câștigul într-un interval mic, menținând generația stabilă. Rezistor R5 puteți regla valoarea tensiunii de ieșire în intervalul de aproximativ 5-10 volți.

În circuitul suplimentar al sistemului de operare, este recomandabil să folosiți rezistențe cu rezistență scăzută ( R5 și R6 ). Acest lucru va permite un curent semnificativ (până la 5mA) să treacă prin LED-uri și acestea vor fi în modul optim. Chiar vor străluci puțin :-)

În diagrama prezentată mai sus, elementele podului Wien sunt proiectate să genereze la o frecvență de 400 Hz, cu toate acestea, pot fi recalculate cu ușurință pentru orice altă frecvență folosind formulele prezentate la începutul articolului.

Calitatea generarii si elementelor aplicate

Este important ca amplificatorul operațional să poată furniza curentul necesar pentru generare și să aibă o lățime de bandă de frecvență suficientă. Folosirea folk TL062 și TL072 ca op-amp a dat rezultate foarte triste la o frecvență de generare de 100 kHz. A fost dificil să numim forma de undă sinusoidală; mai degrabă, era o formă de undă triunghiulară. Utilizarea TDA 2320 a dat un rezultat și mai rău.

Dar NE5532 se arată dintr-o latură excelentă, producând un semnal la ieșire care este foarte asemănător cu unul sinusoidal. De asemenea, LM833 a făcut față perfect sarcinii. Deci, NE5532 și LM833 sunt recomandate pentru utilizare ca amplificatoare operaționale de înaltă calitate accesibile și răspândite. Deși cu frecvență în scădere, restul amplificatoarelor operaționale se vor simți mult mai bine.

Precizia frecvenței de generare depinde direct de precizia elementelor circuitului dependent de frecvență. Și în acest caz, nu este importantă doar corespondența denumirii elementului inscripției de pe acesta. Piesele mai precise au o stabilitate mai bună a valorii la schimbările de temperatură.

În versiunea autorului, s-a folosit un rezistor C2-13 ± 0,5% și condensatoare de mică cu o precizie de ± 2%. Utilizarea rezistențelor de acest tip se datorează dependenței mici a rezistenței lor de temperatură. Condensatorii de mica depind, de asemenea, puțin de temperatură și au un TKE scăzut.

Contra LED-urilor

Merită să ne gândim la LED-uri separat. Utilizarea lor într-un circuit generator sinusoid este cauzată de mărimea căderii de tensiune, care se află de obicei în intervalul 1,2-1,5 volți. Acest lucru face posibilă obținerea unei valori suficient de ridicate a tensiunii de ieșire.

După implementarea circuitului, pe o placă, s-a dovedit că, din cauza împrăștierii parametrilor LED, marginile sinusoidei la ieșirea generatorului nu sunt simetrice. Se observă puțin chiar și în fotografia de mai sus. În plus, au existat ușoare distorsiuni în forma sinusoidală generată cauzate de viteza insuficientă a LED-urilor pentru frecvența de generare de 100 kHz.

Diode 4148 în loc de LED-uri

LED-urile au fost înlocuite cu diodele preferate ale tuturor 4148. Acestea sunt diode de semnal de mare viteză la prețuri accesibile, cu viteze de comutare mai mici de 4 ns. În același timp, circuitul a rămas pe deplin funcțional, nu a existat nicio urmă a problemelor descrise mai sus, iar sinusoidul a căpătat o formă ideală.

În diagrama următoare, elementele podului vinului sunt evaluate pentru o frecvență de oscilație de 100 kHz. De asemenea, rezistența variabilă R5 a fost înlocuită cu altele constante, dar mai multe despre asta mai târziu.

Spre deosebire de LED-uri, tensiunea scade joncțiune p-n diode convenționale este de 0,6 ÷ 0,7 V, deci tensiunea de ieșire a generatorului a fost de aproximativ 2,5 V. Pentru a crește tensiunea de ieșire, este posibil să conectați mai multe diode în serie, în loc de una, de exemplu, astfel:

Cu toate acestea, creșterea numărului de elemente neliniare va face generatorul mai dependent de temperatura externă. Din acest motiv, s-a decis să se abandoneze această abordare și să se folosească câte o diodă.

Înlocuirea unui rezistor variabil cu constante

Acum despre mașina de tuns. Inițial, ca rezistență R5 a fost folosit un rezistor trimmer multiturn de 470 ohmi. A făcut posibilă controlul precis al valorii tensiunii de ieșire.

Când construiți orice generator, este foarte de dorit să aveți un osciloscop. Rezistorul variabil R5 afectează direct generarea - atât amplitudinea, cât și stabilitatea.

Pentru circuitul prezentat, generarea este stabilă doar într-un interval mic de rezistențe ale acestui rezistor. Dacă raportul de rezistență este mai mare decât cel necesar, începe tăierea, adică. unda sinusoidală va fi tăiată în partea de sus și de jos. Dacă este mai mică, forma sinusoidei începe să se distorsioneze, iar odată cu o scădere suplimentară, generația se blochează.

Depinde si de tensiunea de alimentare folosita. Circuitul descris a fost asamblat inițial pe un amplificator operațional LM833 cu o sursă de ± 9V. Apoi, fără a schimba circuitul, amplificatoarele operaționale au fost înlocuite cu un AD8616, iar tensiunea de alimentare a fost de ± 2,5V (maxim pentru aceste amplificatoare operaționale). Ca urmare a unei astfel de înlocuiri, sinusoida de la ieșire a fost întreruptă. Selectarea rezistențelor a dat valori de 210 și 165 ohmi, în loc de 150 și, respectiv, 330.

Cum să alegi rezistențele „după ochi”

În principiu, puteți lăsa și rezistența trimmer-ului. Totul depinde de precizia necesară și de frecvența semnalului sinusoid generat.

Pentru auto-selectare, ar trebui, în primul rând, să instalați un rezistor de tăiere cu o valoare nominală de 200-500 Ohm. Aplicând semnalul de ieșire al generatorului la osciloscop și rotind rezistența trimmerului, ajungeți la momentul în care începe limitarea.

Apoi, scăzând amplitudinea, găsiți poziția în care forma sinusoidei va fi cea mai bună.Acum puteți dezlipi trimmerul, măsurați valorile de rezistență rezultate și lipiți cât mai aproape posibil.

Dacă aveți nevoie de un generator de undă sinusoidală audio, puteți face fără un osciloscop. Pentru a face acest lucru, din nou, este mai bine să ajungeți la momentul în care semnalul, după ureche, începe să se distorsioneze din cauza tăierii și apoi să reduceți amplitudinea. Ar trebui redusă până când distorsiunea dispare și apoi puțin mai mult. Acest lucru este necesar deoarece după ureche nu este întotdeauna posibil să se surprindă distorsiuni chiar și în 10%.

Întărire suplimentară

Generatorul sinusoidal a fost asamblat pe un amplificator operațional dublu, iar jumătate din microcircuit a rămas agățat în aer. Prin urmare, este logic să-l folosești sub un amplificator de tensiune reglabil. Acest lucru a făcut posibilă transferul rezistorului variabil de la circuitul suplimentar al oscilatorului OS la stadiul amplificatorului de tensiune pentru a regla tensiunea de ieșire.

Aplicarea suplimentară treapta de amplificare garantează o mai bună potrivire a ieșirii generatorului cu sarcina. A fost construit după circuitul clasic de amplificator neinversător.

Evaluările indicate vă permit să modificați câștigul de la 2 la 5. Dacă este necesar, evaluările pot fi recalculate pentru sarcina necesară. Câștigul etapei este stabilit de raportul:

K = 1 + R2/R1

Rezistor R1 este suma rezistențelor variabile și constante conectate în serie. Este necesar un rezistor constant, astfel încât câștigul să nu meargă la infinit la poziția minimă a butonului rezistor variabil.

Cum să împuterniciți ieșirea

Generatorul trebuia să funcționeze la o sarcină cu impedanță scăzută de câțiva ohmi. Desigur, niciun amplificator operațional de putere redusă nu va putea furniza curentul necesar.

Pentru pornire, la ieșirea generatorului se află un repetor pe TDA2030. Toate bunătățile acestei aplicații a acestui microcircuit sunt descrise în articol.

Și așa arată de fapt circuitul întregului generator sinusoidal cu un amplificator de tensiune și un adept la ieșire:

Generatorul sinusoidal de pe podul Wien poate fi asamblat pe TDA2030 ca amplificator operațional. Totul depinde de precizia necesară și de frecvența de generare selectată.

Dacă nu există cerințe speciale pentru calitatea generării și frecvența necesară nu depășește 80-100 kHz, dar ar trebui să funcționeze la o sarcină cu impedanță scăzută, atunci această opțiune este ideală pentru dvs.

Concluzie

Un generator de pod Wien nu este singura modalitate de a genera un sinusoid. Dacă aveți nevoie de stabilizare a frecvenței de înaltă precizie, este mai bine să priviți către oscilatoarele cu rezonator cu cuarț.

Cu toate acestea, schema descrisă este potrivită pentru marea majoritate a cazurilor când este necesar să se obțină un semnal sinusoidal stabil, atât ca frecvență, cât și ca amplitudine.

Generarea este bună, dar cum se măsoară cu precizie mărimea tensiunii de înaltă frecvență AC? Pentru aceasta, un circuit numit.

Material pregatit exclusiv pentru site