Pomocou duálneho frekvenčného selektívneho obvodu T-mostíka a lineárneho regulátora napätia LT3080 je možné postaviť generátor duálneho T-mostíka s nízkym harmonickým skreslením a riadením výstupného výkonu.

AC testovacie zariadenie často potrebuje na testovanie prístrojov zdroj signálu s nízkym harmonickým skreslením. Bežnou praxou je použiť ako referenciu generátor signálu s nízkym skreslením, ktorý napája výkonový zosilňovač a poháňa DUT. Tento nápad ponúka menej ťažkopádnu alternatívu.

Na obr. 1 je znázornený generátor, ktorý vytvára sínusový signál s nízkym skreslením so schopnosťou riadiť výkon výstupného signálu. Vysokovýkonný generátor pozostáva z dvoch hlavných častí: okruhu s dvojitým T-mostom a vysokovýkonného regulátora s nízkym výpadkom. Obvod dvojitého T-mostíka funguje ako dva paralelne zapojené filtre typu T: dolnopriepustný filter a hornopriepustný filter.

Obvod s dvojitým T-mostom má vysokú frekvenčnú selektivitu ako zárezový filter. Regulátor nízkeho výpadku zosilňuje signál a riadi záťaž. Regulátor použitý v tomto obvode obsahuje interný zdroj referenčného prúdu s napäťovým sledovačom. Zosilnenie medzi kolíkom Set a kolíkom Out je jedna a zdrojom prúdu je stabilný zdroj prúdu 10 µA. Rezistor RSET pripojený na kolík Set programuje výstupnú úroveň jednosmerného napätia. Pripojenie dvojitého T-mostíka medzi kolíky Out a Set, čo spôsobí, že filter zoslabí vysoké aj nízke frekvencie, vedie k tomu, že signál s frekvenciou zodpovedajúcou rezonančná frekvencia filter, bez prekážok ním prechádza. Rezistory a kondenzátory nastavujú strednú frekvenciu filtra, f0: f0 = 1 / (2πRC).

Malá analýza signálu obvodu s dvojitým T-mostom ukazuje, že maximálny zisk je pozorovaný pri strednej frekvencii. Maximálny zisk oscilátora na dvojitom T-mostíku sa zvyšuje z 1 na 1,1, keď sa K-faktor zvyšuje z dvoch na päť (obr. 2). Maximálny zisk klesá, keď je K-faktor väčší ako 5. Preto je bežné zvoliť K-faktor medzi tromi a piatimi, aby sa dosiahol zisk väčší ako jednota. Zosilnenie slučky sa musí rovnať jednotke, aby sa udržal stabilný lasing. Potenciometer je teda potrebný na orezanie zosilnenia slučky a riadenie amplitúdy výstupného signálu.

Generátor založený na dvojitom T-mostíku môže poháňať indukčné, kapacitné a odporová záťaž... Obmedzenie prúdu regulátora nízkeho výpadku, ktorý je 1,1 A pre Linear Technology LT3080, je jediným obmedzením schopnosti riadenia záťaže generátora. Charakteristiky zaťaženia zase obmedzujú frekvenčný rozsah. Napríklad záťaž 10 ohmov s výstupným kondenzátorom 4,7 μF má za následok THD 7 % pri frekvenciách nad 8 kHz, zatiaľ čo pri 400 Hz je Kg len 0,1 % pre obvod na obr. 3. Generátor duálneho T-mostíka má rovnaký výkon lineárneho riadenia záťaže ako samotný LT3080. Okrem toho funguje v širokom rozsahu teplôt.

Pomocou automatického riadenia zisku je možné nahradiť potenciometer žiarovkou (obrázok 3) alebo napäťovo riadeným kanálom MOSFET (obrázok 4). Odpor žiarovky sa zvyšuje so zvyšujúcou sa amplitúdou výstupného signálu generátora, čo vedie k samozahrievaciemu efektu, čím sa sleduje zosilnenie, ktoré riadi generovanie výstupného signálu. Na obr. 4, detekciou špičkovej hodnoty výstupného napätia pomocou zenerovej diódy sa odpor kanála MOSFET znižuje so zvyšujúcou sa amplitúdou výstupného signálu generátora. Zosilnenie slučky je tiež znížené riadením generovania signálu.

Na obr. 5 je znázornený test tvaru vlny generátora na dvojitom T-mostíku s použitím žiarovky. Výstup je naladený na špičkový 4V špičkový signál pri 5V jednosmernej odchýlke (obrázok 6). Generátor na dvojitom T-mostíku má generačnú frekvenciu 400 Hz a harmonické skreslenie Kg 0,1%. najvýznamnejší príspevok pochádza z druhej harmonickej, ktorá má amplitúdu menšiu ako 4 mV medzi špičkami. Na obr. 6 je znázornený test tvaru vlny oscilátora s dvojitým T mostíkom pomocou MOSFET. Kg bolo 1 % pri druhej harmonickej amplitúde 40 mV od vrcholu k vrcholu.

Prechodové javy pri zapnutí sú rôzne dôležitý aspekt generátor. V oboch schémach nie sú žiadne ultranízkofrekvenčné oscilácie charakteristické pre iné typy generátorov. Tvary signálov na obr. 7 a obr. 8 označuje nízky prekmit zapnutia. Oscilátor využívajúci stabilizáciu MOSFET je rýchlejší ako oscilátor využívajúci stabilizáciu žiarovkou, pretože žiarovka má väčšiu zotrvačnosť pri zmenách teploty.

Tento obvod možno použiť ako zdroj riadený jednosmerným napätím striedavé napätie v aplikáciách vyžadujúcich nízke skreslenie a schopnosť regulovať výstupný výkon.

Sínusový oscilátor jednoduchá montáž na operačný zosilňovač. Obrázok ukazuje schému zapojenia takýto generátor produkuje signál s frekvenciou 400 Hz.

Balíky pravouhlých impulzov s daným počtom impulzov v pakete je vhodné použiť pri ladení digitálnych zariadení.

V rádioamatérskej praxi je to často nevyhnutné frekvenčné deliče s vysokým deliacim pomerom(1000 ... 10000 a vyššie). Zvyčajne sa na to používa buď 4-5 čítačov-deličov po 10, alebo mikroobvod K561IE15.

Generátor, ktorého schéma je znázornená na obr. 1, je možné použiť v rôznych prevodníky jednofázové napätie na trojfázové. Je to jednoduchšie ako tie, ktoré sú opísané v.

Nepochybnou výhodou navrhovanej schémy je jej jednoduchosť. Napriek svojej nezvyčajnosti vzhľad, schéma je celkom spoľahlivá, autor ju používa asi 2 roky.

Nastaviteľný generátor štvorcových vĺn

Toto zariadenie nájde uplatnenie v rôznych automatizačných zariadeniach na prerušované prerušovanie prúdu v záťažových obvodoch resp na generovanie impulzov so širokým rozsahom doby opakovania a trvania. Impulzný pracovný pomer môže dosiahnuť niekoľko tisíc, doba ich opakovania a trvanie - desiatky sekúnd.

Vytvorte nekomplikovane sínusový generátor pracovať na dostatočne vysokých frekvenciách nie je ľahká úloha. Známe generátory s Wienovým mostíkom umožňujú generovať oscilácie s frekvenciou maximálne 1 MHz, a to aj pri použití vysokorýchlostných operačných zosilňovačov radu K544, K574 a s výstupnou úrovňou maximálne 50 ... 100 mV.

Obrázok ukazuje obvod jednoduchého kryštálového oscilátora ktoré sa dajú zbierať na akomkoľvek logický prvok"A - NIE", ktorý je súčasťou akéhokoľvek mikroobvodu série K155.

Toto jednoduché zariadenie je napäťovo riadený generátor (VCO). Môže sa použiť na zvukovú indikáciu veľkosti konštantného napätia v tóne s rôznou frekvenciou. Základom VCO (pozri schému) je integrátor DA1 a spúšť Schmitt na prvkoch DD1.1, DD1.2.

Generátor (pozri obrázok) poskytuje pílovité napätie s dobrou linearitou.
Tranzistor T1 generátor s odporom R1 v obvode emitora je zdroj prúdu s výstupným odporom rovným niekoľkým megaohmom. Prúd tohto zdroja nabíja kondenzátor C2.

Funkčný generátor možno namontovať na špeciálny IC 8038. ICL8038 je integrovaný obvod schopný produkovať sínusové, pravouhlé, trojuholníkové, pílovité impulzy. Pre plne funkčnú prácu generátorové mikroobvody je potrebný minimálny počet externých komponentov.

Generátory signálu sú zariadenia primárne určené na testovanie vysielačov. Okrem toho ich odborníci používajú na meranie charakteristík analógových prevodníkov. Testovanie modelových vysielačov sa vykonáva simuláciou signálu. Je to potrebné na kontrolu, či zariadenie vyhovuje aktuálnym normám. Signál je možné poslať priamo do zariadenia čistej forme alebo so skreslením. Jeho rýchlosť naprieč kanálmi sa môže značne líšiť.

Ako vyzerá generátor?

Ak vezmeme do úvahy konvenčný model generátora signálu, na prednom paneli je možné vidieť obrazovku. Je to potrebné na sledovanie výkyvov a kontrolu. V hornej časti obrazovky je editor, ktorý ponúka výber rôzne funkcie... Ďalej nižšie je SevenSor, ktorý ukazuje frekvenciu oscilácií. Riadok režimu sa nachádza pod ním. Úroveň amplitúdy alebo posunu signálu je možné nastaviť pomocou dvoch tlačidiel. Na prácu so súbormi je samostatný minipanel. S jeho pomocou je možné výsledky testov uložiť alebo okamžite otvoriť.

Aby mohol užívateľ meniť vzorkovaciu frekvenciu, generátor má špeciálny regulátor. Pomocou číselných hodnôt môžete rýchlo synchronizovať. Výstupy signálu sú zvyčajne umiestnené v spodnej časti zariadenia, pod obrazovkou. Nechýba ani tlačidlo na spustenie generátora.

Domáce zariadenia

Vytvorenie generátora signálu vlastnými rukami je dosť problematické kvôli zložitosti zariadenia. Volič sa považuje za hlavnú časť zariadenia. V modeli je navrhnutý pre určitý počet kanálov. V zariadení sú spravidla dva mikroobvody. Oscilátor potrebuje na nastavenie frekvencie syntetizátor. Ak vezmeme do úvahy viackanálové zariadenia, potom sú mikrokontroléry pre ne vhodné pre sériu KN148. Prevodníky sa používajú len analógového typu.

Sínusové zariadenia

Sínusový generátor mikroobvodu používa pomerne jednoduchý. V tomto prípade je možné použiť zosilňovače iba operačného typu. To je potrebné pre normálny prenos signálu z rezistorov na dosku. Potenciometre sú súčasťou systému s nominálnou hodnotou najmenej 200 Ohm. Pracovný cyklus impulzov závisí od rýchlosti procesu generovania.

Pre flexibilnú konfiguráciu zariadenia sú nainštalované viackanálové jednotky. sínusový generátor sa mení pomocou otočného ovládača. Na testovanie prijímačov je vhodný len pre modulačný typ. To naznačuje, že generátor by mal mať aspoň päť kanálov.

Obvod nízkofrekvenčného generátora

Nízkofrekvenčný generátor signálu (schéma znázornená nižšie) obsahuje analógové odpory. Potenciometre by mali byť nastavené iba na 150 ohmov. Na zmenu hodnoty impulzu sa používajú modulátory série KK202. Generácia v tento prípad prechádza cez kondenzátory. Medzi odpormi v obvode musí byť prepojka. Prítomnosť dvoch svoriek umožňuje inštaláciu (nízkofrekvenčného) spínača v generátore signálu.

Ako funguje Beep Model

Pri pripájaní frekvenčného generátora sa najprv na volič privedie napätie. Ďalej striedavý prúd prechádza cez množstvo tranzistorov. Po konverzii sa zapnú kondenzátory. Vibrácie sa odrážajú na obrazovke pomocou mikrokontroléra. Na nastavenie medznej frekvencie sú potrebné špeciálne kolíky na mikroobvode.

Maximálny výstupný výkon je v tomto prípade generátor zvukový signál môže dosiahnuť 3 GHz, ale chyba by mala byť minimálna. Na tento účel je v blízkosti odporu nainštalovaný obmedzovač. Fázový šum zachytí systém cez konektor. Index fázovej modulácie závisí výlučne od aktuálneho konverzného pomeru.

Schéma zariadenia so zmiešaným signálom

Štandardná schéma Tento typ generátora sa vyznačuje viackanálovým voličom. V tomto prípade je na paneli viac ako päť výstupov. V tomto prípade môže byť maximálna frekvencia nastavená na 70 Hz. Kondenzátory v mnohých modeloch sú dostupné s maximom 20 pF. Rezistory sa najčastejšie zapínajú s nominálnou hodnotou 4 ohmy. Čas nastavenia pre prvý režim je v priemere 2,5 s.

Vďaka prítomnosti obmedzovača šírky pásma môže spätný výkon jednotky dosiahnuť 2 MHz. Frekvencia spektra sa v tomto prípade dá upraviť pomocou modulátora. Pre výstupnú impedanciu sú k dispozícii samostatné výstupy. hladina v obvode je menšia ako 2 dB. Konvertory na štandardné systémy existuje séria PP201.

Nástroj Arbitrary Waveform Tool

Tieto zariadenia sú určené na malé chyby. Poskytuje sa v nich flexibilný sekvenčný režim. Štandardná schéma výberu má šesť kanálov. Minimálne nastavenie frekvencie je 70 Hz. Pozitívne impulzy generátora tohto typu sú vnímané. Kondenzátory v obvode majú kapacitu najmenej 20 pF. Zariadenie zvládne výstupnú impedanciu až 5 ohmov.

Z hľadiska parametrov synchronizácie sú tieto generátory signálov značne odlišné. Spravidla je to spôsobené typom konektora. V dôsledku toho sa doba nábehu pohybuje od 15 ns do 40 ns. V modeloch sú dva režimy (lineárny a logaritmický). S ich pomocou je možné meniť amplitúdu. Chyba frekvencie je v tomto prípade menšia ako 3 %.

Úpravy komplexných signálov

Na úpravu komplexných signálov používajú špecialisti v generátoroch iba viackanálové selektory. Sú bez problémov vybavené zosilňovačmi. Regulátory sa používajú na zmenu prevádzkových režimov. Vďaka meniču sa prúd stáva konštantným od 60 Hz. Čas nábehu by nemal byť v priemere dlhší ako 40 ns. Na tento účel je minimálna kapacita kondenzátora 15 pF. Odpor systému pre signál musí byť vnímaný v oblasti 50 ohmov. Skreslenie pri 40 kHz je zvyčajne 1 %. Na testovanie prijímačov teda možno použiť generátory.

Generátory so vstavanými editormi

Generátory signálu tohto typu sa veľmi ľahko nastavujú. Regulátory v nich sú určené pre štyri polohy. Úroveň medznej frekvencie je teda možné nastaviť. Ak hovoríme o čase inštalácie, potom v mnohých modeloch je to 3 ms. To sa dosahuje pomocou mikrokontrolérov. Sú pripojené k doske pomocou prepojok. V tomto type generátora nie sú nainštalované obmedzovače šírky pásma. Za voličmi sú umiestnené meniče podľa schémy zariadenia. Syntetizátory sa v modeloch používajú len zriedka. Maximálny výstupný výkon zariadenia je 2 MHz. Chyba je v tomto prípade povolená len 2%.

Zariadenia s digitálnymi výstupmi

Signálové generátory s digitálnymi výstupmi a konektormi sú vybavené sériou KR300. Rezistory sú zase zapnuté s nominálnou hodnotou najmenej 4 ohmy. Vnútorný odpor rezistora je tak udržiavaný vysoký. Testovať tieto zariadenia sú schopné prijímače s výkonom maximálne 15 V. Pripojenie k meniču sa vykonáva iba pomocou prepojok.

Prepínače v generátoroch nájdeme v troj- a štvorkanálovom prevedení. Mikroobvod v štandardnom obvode je spravidla typu KA345. Prepínače meradiel používajú iba otočné spínače. K pulznej modulácii v generátoroch dochádza pomerne rýchlo a to sa dosahuje vďaka vysokému koeficientu prenosu. Zvážte aj nízku hladinu širokopásmového hluku 10 dB.

Modely s vysokými hodinami

Generátor vysokofrekvenčného signálu je výkonný. Vnútorný odpor je schopný vydržať v priemere 50 ohmov. Šírka pásma pre takéto modely je zvyčajne 2 GHz. Okrem toho je potrebné mať na pamäti, že kondenzátory sa používajú s kapacitou najmenej 7 pF. Maximálny prúd sa teda udržiava na hodnote 3 A. Skreslenie v systéme môže byť maximálne 1 %.

Zosilňovače sa spravidla nachádzajú iba v generátoroch prevádzkového typu. Obmedzovače v reťazci sú inštalované na začiatku aj na konci. Prítomný je konektor na výber typu signálov. Mikrokontroléry nájdete najčastejšie zo série RRK211. Volič je navrhnutý pre najmenej šesť kanálov. V takýchto zariadeniach sú k dispozícii rotačné regulátory. Maximálna medzná frekvencia môže byť nastavená na 90 Hz.

Prevádzka generátorov logických signálov

Odpory tohto generátora signálu nie sú dimenzované na viac ako 4 ohmy. Zároveň je vnútorný odpor udržiavaný dosť vysoký. Na zníženie prenosovej rýchlosti signálu sa nastavia typy. Na paneli sú spravidla tri kolíky. Pripojenie k obmedzovačom šírky pásma sa vykonáva iba pomocou prepojok.

Prepínače v prístrojoch sú otočné. Na výber sú dva režimy. Signálové generátory tohto typu môžu byť použité na fázovú moduláciu. Ich širokopásmový šumový parameter nepresahuje 5 dB. Frekvenčná odchýlka je zvyčajne okolo 16 MHz. Nevýhody zahŕňajú dlhé časy vzostupu a pádu. Je to spôsobené nízkym priepustnosť mikrokontrolér.

Obvod generátora s modulátorom MX101

Štandardný obvod generátora s takýmto modulátorom poskytuje volič pre päť kanálov. To umožňuje pracovať v lineárnom režime. Maximálna amplitúda pri nízkom zaťažení sa udržiava na hodnote 10 peak. DC offset je zriedkavý. Parameter výstupného prúdu je okolo 4 A. Chyba frekvencie môže dosiahnuť maximálne 3 %. Priemerná doba nábehu pre oscilátory s takýmito modulátormi je 50 ns.

Systém vníma priebeh meandrovej vlny. Pomocou tohto modelu môžete testovať prijímače s výkonom nie väčším ako 5 V. Logaritmický režim rozmietania vám umožňuje celkom úspešne pracovať s rôznymi meracími prístrojmi. Rýchlosť ladenia na paneli sa dá plynulo meniť. Vďaka vysokému výstupnému odporu je zaťaženie z meničov odstránené.

Nevyhnutným laboratórnym vybavením je generátor rôznych stabilných frekvencií. Na internete je ich veľa obvody, ale tie sú buď morálne zastarané, alebo neposkytujú dostatočne široké frekvenčné pokrytie. Tu opísané zariadenie je založené na vysokokvalitnom výkone ASIC XR2206... Rozsah frekvencií, ktoré generátor prekrýva, je pôsobivý: 1 Hz - 1 MHz!XR2206schopné generovať vysokokvalitné sínusové, pravouhlé a trojuholníkové priebehy s vysokou presnosťou a stabilitou. Výstupné signály môžu mať amplitúdovú aj frekvenčnú moduláciu.

Parametre generátora

Sínusový signál:

Amplitúda: 0 - 3V s napájaním 9V
- Skreslenie: menej ako 1 % (1 kHz)
- Plochosť: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

Štvorcová vlna:

Amplitúda: 8V s napájaním 9V
- Doba nábehu: menej ako 50 ns (pri 1 kHz)
- Doba pádu: menej ako 30 ns (pri 1 kHz)
- Nevyváženosť: menej ako 5 % (1 kHz)

Trojuholníkový signál:

Amplitúda: 0 - 3V s napájaním 9V
- Nelinearita: menej ako 1 % (do 100 kHz)

Schémy a PP

Výkresy dosiek plošných spojov

Hrubá regulácia frekvencie sa vykonáva pomocou 4-polohového prepínača pre frekvenčné rozsahy; (1) 1 Hz-100 Hz, (2) 100 Hz-20 kHz, (3) 20 kHz-1 MHz (4) 150 kHz-1 MHz. Napriek tomu, že je v obvode uvedená horná hranica 3 megahertz, garantovaná limitná frekvencia je presne 1 MHz, potom môže byť generovaný signál menej stabilný.

V rádioamatérskej praxi je často potrebné použiť sínusový oscilátor. Dá sa použiť rôznymi spôsobmi. Uvažujme, ako vytvoriť generátor sínusového signálu na moste Wien so stabilnou amplitúdou a frekvenciou.

Tento článok popisuje návrh obvodu generátora sínusových vĺn. Požadovanú frekvenciu môžete vygenerovať aj programovo:

Z hľadiska montáže a uvedenia do prevádzky je najpohodlnejším variantom generátora sínusového signálu generátor postavený na viedenskom moste, na modernom operačnom zosilňovači (OA).

Most vína

Samotný Wien most je pásmový filter pozostávajúci z dvoch. Zvýrazňuje strednú frekvenciu a potláča ostatné frekvencie.

Most vynašiel Max Wien už v roku 1891. Na schematickom diagrame je samotný Wien Bridge zvyčajne znázornený takto:

Obrázok požičaný z Wikipédie

Wien most má pomer výstupného napätia k vstupnému napätiu b = 1/3 ... to dôležitý bod, pretože tento koeficient určuje podmienky pre stabilnú tvorbu. Ale o tom neskôr

Ako vypočítať frekvenciu

Na Viedenskom moste sú často postavené oscilátory a merače indukčnosti. Aby si nekomplikovali život, bežne používajú R1 = R2 = R a C1 = C2 = C ... To vám umožní zjednodušiť vzorec. Základná frekvencia mostíka sa vypočíta z pomeru:

f = 1/2πRC

Takmer každý filter možno považovať za frekvenčne závislý delič napätia. Preto je pri výbere menovitých hodnôt odporu a kondenzátora žiaduce, aby pri rezonančnej frekvencii bol komplexný odpor kondenzátora (Z) rovnaký alebo aspoň rádovo rovnakej veľkosti ako odpor rezistora.

Zc = 1/ωC ​​= 1/2πνC

kde ω (omega) - cyklická frekvencia, ν (nu) - frekvencia linky, ω = 2πν

Wine Bridge a operačný zosilňovač

Samotný Wien Bridge nie je generátor signálu. Aby došlo ku generovaniu, mal by byť umiestnený v kladnom obvode. spätná väzba operačný zosilňovač. Takýto autogenerátor môže byť postavený aj na tranzistore. Ale použitie operačného zosilňovača jednoznačne uľahčí život a poskytne lepší výkon.

Zisk stupňa C

Vínny most má priepustnosť b = 1/3 ... Podmienkou generovania preto je, že operačný zosilňovač musí poskytnúť zisk tri. V tomto prípade bude súčin prenosových koeficientov Wienského mostíka a zosilnenia operačného zosilňovača 1. A dôjde k stabilnej tvorbe špecifikovanej frekvencie.

Ak by bol svet ideálny, nastavením potrebného zosilnenia odpormi v obvode negatívnej spätnej väzby by sme dostali hotový generátor.

Je to neinvertujúci zosilňovač a jeho zosilnenie je určené pomerom:K = 1 + R2/R1

Ale žiaľ, svet nie je dokonalý. ... V praxi sa ukazuje, že na spustenie generácie je potrebné, aby v samom počiatočnom momente koef. zisk bol o niečo vyšší ako 3 a potom pre stabilnú generáciu bol udržiavaný na hodnote 3.

Ak je zosilnenie menšie ako 3, generátor sa zastaví, ak viac, signál po dosiahnutí napájacieho napätia sa začne skresľovať a dôjde k saturácii.

Pri saturácii bude výstup udržiavať napätie blízke jednému z napájacích napätí. A dôjde k náhodnému chaotickému prepínaniu medzi napájacími napätiami.

Preto sa pri stavbe oscilátora na Wienovom moste uchyľujú k použitiu nelineárneho prvku v obvode negatívnej spätnej väzby, ktorý reguluje zisk. V tomto prípade sa generátor sám vyrovná a bude udržiavať generáciu na rovnakej úrovni.

Stabilizácia amplitúdy na žiarovke

V najklasickejšej verzii generátora na viedenskom moste na operačnom zosilňovači sa používa miniatúrna nízkonapäťová žiarovka, ktorá je inštalovaná namiesto odporu.

Keď je takýto generátor zapnutý, v prvom momente je špirála lampy studená a jej odpor je nízky. To pomáha spustiť generátor (K> 3). Potom, ako sa zahrieva, odpor cievky sa zvyšuje a zosilnenie klesá, až kým nedosiahne rovnováhu (K = 3).

Pozitívna spätná väzba, do ktorej bol viedenský most umiestnený, zostáva nezmenená. Všeobecný schematický diagram generátora je nasledujúci:

Prvky pozitívnej spätnej väzby operačného zosilňovača určujú frekvenciu oscilácií. A prvky negatívnej spätnej väzby sú zosilnenie.

Myšlienka použitia žiarovky ako ovládacieho prvku je veľmi zaujímavá a používa sa dodnes. Žiaľ, žiarovka má niekoľko nevýhod:

• je potrebný výber žiarovky a odporu obmedzujúceho prúd R *.
• pri pravidelnom používaní generátora je životnosť žiarovky zvyčajne obmedzená na niekoľko mesiacov
• regulačné vlastnosti žiarovky závisia od teploty v miestnosti.

Ďalšou zaujímavou možnosťou je použitie priamo vyhrievaného termistora. V skutočnosti je myšlienka rovnaká, len namiesto žiarovkovej špirály je použitý termistor. Problém je v tom, že ho musíte najskôr nájsť a potom znova vybrať a odpory obmedzujúce prúd.

Stabilizácia amplitúdy na LED diódach

Účinnou metódou stabilizácie amplitúdy výstupného napätia generátora sínusového signálu je použitie LED op-amp ( VD1 a VD2 ).

Hlavný zisk je nastavený odpormi R3 a R4 ... Zvyšok prvkov ( R5 , R6 a LED) upravujú zosilnenie v malom rozsahu, čím sa generácia udržiava stabilná. Rezistor R5 môžete nastaviť hodnotu výstupného napätia v rozsahu približne 5-10 voltov.

V prídavnom obvode OS je vhodné použiť odpory s nízkym odporom ( R5 a R6 ). To umožní, aby cez LED prešiel významný prúd (až 5 mA) a budú v optimálnom režime. Budú sa aj trochu lesknúť :-)

Vo vyššie uvedenom diagrame sú prvky Wienského mostíka navrhnuté tak, aby generovali pri frekvencii 400 Hz, možno ich však ľahko prepočítať na akúkoľvek inú frekvenciu pomocou vzorcov uvedených na začiatku článku.

Kvalita generovania a aplikovaných prvkov

Je dôležité, aby bol operačný zosilňovač schopný poskytnúť prúd potrebný na generovanie a mal dostatočnú šírku frekvenčného pásma. Použitie populárnych TL062 a TL072 ako operačného zosilňovača prinieslo veľmi smutné výsledky pri generačnej frekvencii 100 kHz. Bolo ťažké nazvať priebeh sínusovým, skôr to bol trojuholníkový priebeh. Použitie TDA 2320 poskytlo ešte horší výsledok.

Ale NE5532 sa ukazuje z vynikajúcej stránky a vytvára na výstupe signál, ktorý je veľmi podobný sínusovému. LM833 sa tiež dokonale vyrovnal s úlohou. Takže sú to NE5532 a LM833, ktoré sa odporúčajú na použitie ako cenovo dostupné a rozšírené vysokokvalitné operačné zosilňovače. Hoci s klesajúcou frekvenciou, zvyšok operačných zosilňovačov sa bude cítiť oveľa lepšie.

Presnosť frekvencie generovania priamo závisí od presnosti prvkov frekvenčne závislého obvodu. A v tomto prípade nie je dôležitá len zhoda označenia prvku nápisu na ňom. Presnejšie diely majú lepšiu stabilitu hodnoty pri zmenách teploty.

V autorskej verzii bol použitý rezistor C2-13 ± 0,5 % a sľudové kondenzátory s presnosťou ± 2 %. Použitie rezistorov tohto typu je spôsobené malou závislosťou ich odporu od teploty. Sľudové kondenzátory tiež málo závisia od teploty a majú nízku TKE.

Nevýhody LED diód

Stojí za to prebývať na LED samostatne. Ich použitie v obvode sínusového generátora je spôsobené veľkosťou poklesu napätia, ktorý zvyčajne leží v rozmedzí 1,2-1,5 voltov. To umožňuje získať dostatočne vysokú hodnotu výstupného napätia.

Po implementácii obvodu na doske sa ukázalo, že v dôsledku rozptylu parametrov LED nie sú okraje sínusoidy na výstupe generátora symetrické. Je to trochu viditeľné aj na vyššie uvedenej fotografii. Okrem toho sa vyskytli mierne skreslenia tvaru generovaného sínusu spôsobené nedostatočnou rýchlosťou LED diód pre frekvenciu generovania 100 kHz.

Diódy 4148 namiesto LED

LED diódy boli nahradené všetkými obľúbenými diódami 4148. Ide o cenovo dostupné vysokorýchlostné signálne diódy s rýchlosťou spínania menej ako 4 ns. Súčasne zostal obvod plne funkčný, po vyššie opísaných problémoch nebolo ani stopy a sínusoida nadobudla ideálnu formu.

V nasledujúcom diagrame sú prvky vínneho mostíka navrhnuté pre frekvenciu kmitov 100 kHz. Variabilný odpor R5 bol tiež nahradený konštantnými, ale o tom neskôr.

Na rozdiel od LED, pokles napätia naprieč p-n križovatka konvenčných diód je 0,6 ÷ 0,7 V, takže výstupné napätie generátora bolo asi 2,5 V. Pre zvýšenie výstupného napätia je možné zapojiť niekoľko diód do série, namiesto jednej, napríklad takto:

Zvýšenie počtu nelineárnych prvkov však spôsobí, že generátor bude závislejší od vonkajšej teploty. Z tohto dôvodu bolo rozhodnuté opustiť tento prístup a použiť každú jednu diódu.

Výmena premenlivého odporu za konštanty

Teraz o zastrihávači. Spočiatku bol ako odpor R5 použitý viacotáčkový trimr 470 ohmov. Umožňoval presne regulovať veľkosť výstupného napätia.

Pri stavbe akéhokoľvek generátora je veľmi žiaduce mať osciloskop. Variabilný odpor R5 priamo ovplyvňuje generovanie - amplitúdu aj stabilitu.

Pre prezentovaný obvod je generovanie stabilné len v malom rozsahu odporov tohto odporu. Ak je pomer odporu vyšší ako požadovaný, spustí sa orezávanie, t.j. sínusová vlna bude orezaná v hornej a dolnej časti. Ak je menej, tvar sínusoidy sa začína deformovať a s ďalším poklesom sa generácia zastavuje.

Závisí to aj od použitého napájacieho napätia. Opísaný obvod bol pôvodne zostavený na operačnom zosilňovači LM833 s napájaním ± 9V. Potom, bez zmeny obvodu, boli operačné zosilňovače nahradené AD8616 a napájacie napätie bolo ± 2,5 V (maximum pre tieto operačné zosilňovače). V dôsledku takejto výmeny bola sínusoida na výstupe odrezaná. Výber odporov dal hodnoty 210 a 165 ohmov namiesto 150 a 330.

Ako si vybrať odpory "podľa oka"

V zásade môžete ponechať aj rezistor trimra. Všetko závisí od požadovanej presnosti a frekvencie generovaného sínusového signálu.

Pre vlastný výber by ste mali v prvom rade nainštalovať rezistor trimra s nominálnou hodnotou 200-500 Ohm. Privedením výstupného signálu generátora do osciloskopu a otáčaním rezistora trimra dosiahnete moment, kedy začína obmedzenie.

Potom znižovaním amplitúdy nájdite polohu, v ktorej bude tvar sínusoidy najlepší. Teraz môžete orezávač spájkovať, zmerať výsledné hodnoty odporu a prispájkovať čo najbližšie.

Ak potrebujete zvukový generátor sínusových vĺn, vystačíte si s osciloskopom. Aby ste to dosiahli, je opäť lepšie dosiahnuť okamih, keď sa signál podľa ucha začne skresľovať v dôsledku orezania, a potom znížiť amplitúdu. Malo by sa znižovať, kým nezmizne skreslenie, a potom trochu viac. Je to potrebné, pretože sluchom nie je vždy možné zachytiť skreslenia ani v 10%.

Dodatočné vystuženie

Sínusový generátor bol namontovaný na duálnom operačnom zosilňovači a polovica mikroobvodu zostala visieť vo vzduchu. Preto je logické použiť ho pod nastaviteľným zosilňovačom napätia. To umožnilo preniesť premenlivý odpor z prídavného obvodu generátora OS do stupňa zosilňovača napätia, aby sa upravilo výstupné napätie.

Aplikácia prídavných stupeň zosilňovača zaručuje lepšie prispôsobenie výkonu generátora záťaži. Bol postavený podľa klasického neinvertujúceho zosilňovacieho obvodu.

Uvedené hodnotenia vám umožňujú zmeniť zosilnenie z 2 na 5. V prípade potreby je možné hodnotenia pre požadovanú úlohu prepočítať. Zisk stupňa je nastavený pomerom:

K = 1 + R2/R1

Rezistor R1 je súčet sériovo zapojených premenných a konštantných rezistorov. Konštantný odpor je potrebný, aby zisk nešiel do nekonečna pri minimálnej polohe gombíka s premenlivým odporom.

Ako posilniť výstup

Generátor mal pracovať pri nízkoimpedančnej záťaži niekoľkých ohmov. Samozrejme, žiadny nízkovýkonový operačný zosilňovač nebude schopný dodať požadovaný prúd.

Pre zapnutie je na TDA2030 umiestnený opakovač na výstupe generátora. Všetky výhody tejto aplikácie tohto mikroobvodu sú popísané v článku.

A takto vlastne vyzerá obvod celého sínusového generátora so zosilňovačom napätia a sledovačom na výstupe:

Sínusový generátor na viedenskom moste môže byť tiež zostavený na samotnom TDA2030 ako operačný zosilňovač. Všetko závisí od požadovanej presnosti a zvolenej frekvencie generovania.

Ak nie sú žiadne špeciálne požiadavky na kvalitu generovania a požadovaná frekvencia nepresahuje 80-100 kHz, ale má pracovať na nízkoimpedančnej záťaži, potom je táto možnosť pre vás ideálna.

Záver

Generátor Wienského mostíka nie je jediný spôsob, ako vygenerovať sínusoidu. Ak potrebujete vysoko presnú stabilizáciu frekvencie, je lepšie sa pozrieť na oscilátory s kremenným rezonátorom.

Opísaný obvod je však vhodný pre veľkú väčšinu prípadov, kedy je potrebné získať stabilný, frekvenčne aj amplitúdovo, sínusový signál.

Generácia je dobrá, ale ako presne zmerať veľkosť vysokofrekvenčného striedavého napätia? Na to slúži obvod tzv.

Materiál pripravený výhradne pre danú lokalitu