Функциональный генератор звукового диапазона

Функциональный генератор звукового диапазона частот

» Схемы » Аудио · Генераторы

02-05-2015

LM386

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июнь 2014

Petre Petrov

Electronic Design

На трех выводах этой полностью аналоговой схемы одновременно формируются три сигнала одинаковой частоты звукового диапазона. Схема может быть полезной для проверки аудио систем, трансформаторов, кабелей и других электрических устройств.

Этот простой, надежный и дешевый генератор, основанный на микросхеме усилителя мощности LM386, одновременно формирует три выходных сигнала одной частоты звукового диапазона: прямоугольный (SQW), треугольный (TRG) и синусоидальный (SS).

Каждый выход может работать на такую нагрузку, как длинный кабель, трансформатор, автотрансформатор, аудио разветвитель или активный динамик. Амплитуду сигналов на каждом выходе можно регулировать индивидуально. Выходы без повреждения выдерживают сколь угодно длительные замыкания на землю или шину питания.

Генератор будет полезен при проверке электрических или аудио устройств, звуковых или сетевых трансформаторов, и аналогичных компонентов. Максимальная рекомендованная нагрузка равна 8 Ом, однако можно подключать и более низкоомную нагрузку, немного потеряв при этом в амплитуде сигнала. Удобной окажется и возможность переключать триплет выходных сигналов между двумя частотами.

На упрощенной блок-схеме устройства показана микросхема IC1, работающая в режиме генератора прямоугольных импульсов с частотой, определяемой, в основном, элементами R1 и C1 (Рисунок 1). Сигнал в точке A близок к треугольному с амплитудой порядка 0.35 В пик-пик при напряжении на шине питания 9 В.

Рисунок 1. Блок схема генератора, формирующего сигналы прямоугольной, треугольной и синусоидальной формы на одной из двух выбираемых частот.

Треугольные импульсы через потенциометр P1 поступают на усилитель IC2. Кроме того, они подаются на фильтр нижних частот (ФНЧ) или на полосовой фильтр (ПФ). От качества этих фильтра зависит качество синусоидального сигнала, усиливаемого микросхемой IC3.

Частота среза ФНЧ по уровню 3 дБ должна быть равна или меньше частоты треугольного сигнала в точке A.

Центральная, или резонансная частота ПФ должна быть приблизительно равна частоте сигнала в этой же точке. В простейшем случае, как ФНЧ, так и ПЧ, могут быть RC- или LC-фильтрами второго порядка.

Микросхема IC3 усиливает синусоидальный сигнал из точки B, ослабленный потенциометром P2.

Усиление микросхем IC2 и IC3 установлено равным 200. При больших входных сигналах это может привести к насыщению усилителей и появлению искажений, вследствие которых форма сигналов на выходах TRG и SS станет напоминать трапецию. Если такая проблема возникнет, снизьте усиление IC2 и IC3 примерно до 50, руководствуясь описанием микросхемы LM386.

Практическая схема генератора сделана на трех микросхемах LM386. Схема может формировать сигналы одной из двух частот, выбираемых с помощью двухполюсного двухпозиционного переключателя S1 (Рисунок 2).

Если переключатель установлен в положение «1», частота равна 1 кГц, а в положение «2» – 500 Гц.

Подстроечный резистор P1 используется для точной установки номинальной частоты 1 кГц, в то время, как выход 500 Гц для простоты сделан нерегулируемым.

Рисунок 2. Частота этого генератора может устанавливаться равной 500 Гц или 1 кГц с помощью переключателя S1, коммутирующего конденсаторы резонансного LC-контура.

Микросхема IC2 усиливает треугольный сигнал, поступающий на ее вход из точки A через потенциометр P3. Этот же сигнал идет на полосовой LC-фильтр, образованный элементами C9 (или C10) и L1.

Резонансная частота фильтра L1-C9 равна примерно 500 Гц, а L1-C10 – 1 кГц, причем C10 состоит из двух включенных параллельно конденсаторов емкостью 0.47 мкФ и 68 нФ.

Резонансную частоту F LC-контура можно приблизительно определить, используя стандартную формулу

В зависимости от положения движка потенциометра P3, сигнал на выходе TRG будет иметь форму треугольника или трапеции с максимальной амплитудой, ограниченной напряжением источника питания.

Прямоугольные импульсы формируются на выходе SQW1 (постоянная амплитуда) и SQW2 (амплитуда, регулируемая потенциометром P2). Синусоидальный сигнал из точки B через потенциометр P4 поступает на вход усилителя IC3.

Усиленный сигнал доступен на выходе SS.

Собственный шумы микросхемы LM386 неизвестны, поэтому ее коэффициент усиления следует делать минимальным. Величины сопротивлений R1, R7, R8, R9, P3 и P4 также должны быть минимально возможными для минимизации шумов.

LM386 можно приобрести у нескольких поставщиков с некоторыми различиями в технических характеристиках. Например, диапазоны напряжений питания могут быть указаны равными 4 … 12 В или 5 … 18 В.

Номинальная и максимальная выходные мощности зависят от выбранного варианта микросхемы LM386, рабочего напряжения и сопротивления нагрузки.

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=159931

Генератор сигналов: функциональный генератор своими руками

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 1.

На этом занятии Школы начинающего радиолюбителя  мы с вами продолжим наполнять нашу радиолабораторию необходимым измерительным инструментом. Сегодня мы начнем собирать функциональный генератор.

Данный прибор необходим в практике радиолюбителя для настройки различных радиолюбительских схем – усилителей, цифровых устройств, различных фильтров и множества других устройств. К примеру, после того как мы соберем этот генератор, мы сделаем маленький перерыв в ходе которого изготовим простое светомузыкальное устройство.

Так вот, что бы правильно настроить частотные фильтры схемы, нам как раз очень пригодится этот прибор.

Почему данный прибор называется функциональный генератор, а не просто генератор (генератор низкой частоты, генератор высокой частоты).

Прибор, который мы изготовим,  генерирует на своих выходах сразу три различных сигнала: синусоидальный, прямоугольный и пилообразный. За основу конструкции мы возьмем схему С.

Андреева, которая опубликована на сайте в разделе: Схемы – Генераторы.

Для начала нам необходимо внимательно изучить схему, понять принцип ее работы и собрать необходимые детали. Благодаря применению в схеме специализированной микросхемы ICL8038 которая как раз предназначена для построения функционального генератора, конструкция получается довольно-таки простой.

Если у вас возникнут проблемы с покупкой данной микросхемы в обычных радиомагазинах, то придется воспользоваться интернет-магазинами.

Для поиска нужной радиодетали на страницах интернет-магазинов, я рекомендую вам воспользоваться специальным сайтом, предназначенным для поиска нужных радиокомпонентов – efind.ru.

При этом, прежде чем заказать деталь, надо внимательно изучить цены, порядок оплаты и доставки, срок доставки, почитать отзывы на данный магазин. Вот как например разнятся цены в разных интернет-магазинах:

Конечно, цена изделия зависит и от производителя, и от возможностей магазина, и от многих других факторов, но в данном случае мы преследуем одну цель: найти необходимую радиодеталь, которая была бы приемлемого качества и главное – по карману.

Вы наверное заметили, что цена микросхемы сильно зависит от ее маркировки (АС, ВС и СС). Чем дешевле микросхема, тем хуже ее характеристики. Я бы порекомендовал остановить свой выбор на микросхеме “ВС”. У нее характеристики не очень сильно отличаются от “АС”, но намного лучше чем у “СС”.

Но в принципе, конечно, пойдет и эта микросхема.

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго вам дня уважаемые радиолюбители! Сегодня мы продолжим собирать наш функциональный генератор. Чтобы вам не скакать по страницам сайта, еще раз выкладываю принципиальную схему функционального генератора, сборкой которого мы и занимаемся:

А так же выкладываю даташит (техническое описание) микросхем ICL8038 и КР140УД806:

  Даташит ICL8038 (151.5 KiB, 5,334 hits)

  Даташит КР140УД608 (130.7 KiB, 3,075 hits)

Я уже собрал необходимые детали для сборки генератора (часть у меня была – постоянные сопротивления и полярные конденсаторы, остальные куплены в магазине радиодеталей):

Самыми дорогими деталями оказались микросхема ICL8038 – 145 рублей и переключатели на 5 и 3 положения – 150 рублей. В общей сложности на эту схему придется потратить около 500 рублей.

Как видно на фотографии, переключатель на пять положений – двухсекционный (односекционного не было), но это не страшно, лучше больше, чем меньше, тем более, что вторая секция нам возможно пригодится.

Кстати, эти переключатели абсолютно одинаковые, а количество положений определяется специальным стопором, который можно установить на нужное число положений самому. На фотографии у меня два выходных разъема, хотя по идее их должно быть три: общий, 1:1 и 1:10.

Но можно поставить небольшой переключатель (один выход, два входа) и коммутировать нужный выход на один разъем. Кроме того хочу обратить внимание на постоянный резистор R6. Номинала в 7,72 МОм в линейке мегаомных сопротивлений нет, ближайший номинал – 7,5 МОм. Для того, чтобы получить нужный номинал придется использовать второй резистор на 220 кОм, соединив их последовательно.

Хочу обратить ваше внимание также на то, что сборкой и наладкой этой схемы собирать функциональный генератор мы не закончим.

Для комфортной работы с генератором мы должны знать какая частота генерируется в данный момент работы, или нам бывает необходимо установить определенную частоту.

Чтобы не использовать для этих целей дополнительные приборы, мы оснастим наш генератор простым частотомером.

Во второй части занятия мы с вами изучим очередной способ изготовления печатных плат – методом ЛУТ  (лазерно-утюжный). Саму плату мы будем создавать в популярной радиолюбительской программе для создания печатных платSPRINT LAYOUT.

Скачать программу вы можете на сайте.

Как работать с этой программой, я вам пока объяснять не буду. На следующем занятии, в видео файле, покажу как создать нашу печатную плату в этой программе, а также весь процесс изготовления платы методом  ЛУТ.

Источник: http://radio-stv.ru/nachinayushhim-radiolyubitelyam/generator-signalov

Генератор на транзисторе

Главная > Подключение и установка > Генератор на транзисторе

Генератор – это автоколебательная система, формирующая импульсы электрического тока, в которой транзистор играет роль коммутирующего элемента. Изначально, с момента изобретения, транзистор позиционировался как усилительный элемент.  Презентация первого транзистора произошла в 1947 году.

Презентация полевого транзистора произошла несколько позже – в 1953 г.

В генераторах импульсов он играет роль переключателя и только в генераторах переменного тока он реализует свои усилительные свойства, одновременно участвуя в создании положительной обратной связи для поддержки колебательного процесса.

Наглядная иллюстрация деления частотного диапазона

Классификация

Транзисторные генераторы имеют несколько классификаций:

  • по диапазону частот выходного сигнала;
  • по типу выходного сигнала;
  • по принципу действия.

Диапазон частот – величина субъективная, но для стандартизации принято такое деление частотного диапазона:

  • от 30 Гц до 300 кГц – низкая частота (НЧ);
  • от 300 кГц до 3 МГц – средняя частота (СЧ);
  • от 3 МГц до 300 МГц – высокая частота (ВЧ);
  • выше 300 МГц – сверхвысокая частота (СВЧ).

Таково деление частотного диапазона в области радиоволн. Существует звуковой диапазон частот (ЗЧ) – от 16 Гц до 22 кГц. Таким образом, желая подчеркнуть диапазон частот генератора, его называют, например ВЧ или НЧ генератором. Частоты звукового диапазона в свою очередь также подразделяются на ВЧ, СЧ и НЧ.

По типу выходного сигнала генераторы могут быть:

  • синусоидальные – для генерации синусоидальных сигналов;
  • функциональные – для автоколебания сигналов специальной формы. Частный случай – генератор прямоугольных импульсов;
  • генераторы шума – генераторы широкого спектра частот, у которых в заданном диапазоне частот спектр сигнала равномерный от нижнего до верхнего участка частотной характеристики.

По принципу действия генераторов:

  • RC-генераторы;
  • LC-генераторы;
  • Блокинг-генераторы – формирователь коротких импульсов.

Ввиду принципиальных ограничений обычно RC-генераторы используются в НЧ и звуковом диапазоне, а LC-генераторы в ВЧ диапазоне частот.

Схемотехника генераторов

RC и LC генераторы синусоидальные

Наиболее просто реализуется генератор на транзисторе в схеме емкостной трехточки – генератор Колпитца (рис. ниже).

Схема генератора на транзисторе (генератор Колпитца)

В схеме Колпитца элементы (C1), (C2), (L) являются частотозадающими. Остальные элементы представляют собой стандартную обвязку транзистора для обеспечения необходимого режима работы по постоянному току. Такой же простой схемотехникой обладает генератор, собранный по схеме индуктивной трехточки – генератор Хартли (рис. ниже).

Схема трехточечного генератора с индуктивной связью (генератор Хартли)

В этой схеме частота генератора определяется параллельным контуром, в который входят элементы (C), (La), (Lb). Конденсатор (С) необходим для образования положительной обратной связи по переменному току.

Практическая реализация такого генератора более затруднительна, поскольку требует наличия индуктивности с отводом.

И тот и другой генераторы автоколебания находят преимущественно применение в СЧ и ВЧ диапазонах в качестве генераторов несущих частот, в частотозадающих цепях гетеродинов и так далее. Регенераторы радиоприемников также основаны на генераторах колебаний. Указанное применение требует высокой стабильности частоты, поэтому практически всегда схема дополняется кварцевым резонатором колебаний.

Читайте также:  Бортовой тахометр на pic16c84

Задающий генератор тока на основе кварцевого резонатора имеет автоколебания с очень высокой точностью установки значения частоты ВЧ генератора. Миллиардные доли процента далеко не предел. Регенераторы радиостанций используют только кварцевую стабилизацию частоты.

Работа генераторов  в области низкочастотного тока и звуковой частоты связана с трудностями реализации высоких значений индуктивности. Если быть точнее, то в габаритах необходимой катушки индуктивности.

Схема генератора Пирса является модификацией схемы Колпитца, реализованной без применения индуктивности (рис. ниже).

Схема генератора Пирса без применения индуктивности

В схеме Пирса индуктивность заменена кварцевым резонатором, что позволило избавиться от трудоемкой и громоздкой катушки индуктивности и, в то же время, ограничило верхний диапазон колебаний.

Конденсатор (С3) не пропускает постоянную составляющую базового смещения транзистора на кварцевый резонатор. Такой генератор может формировать колебания до 25 МГц, в том числе и звуковой частоты.

Работа всех вышеперечисленных генераторов основана на резонансных свойствах колебательной системы, составленной из емкости и индуктивности. Соответственно, частота колебаний определяется номиналами этих элементов.

RC генераторы тока используют принцип фазового сдвига в резистивно-емкостной цепи. Наиболее часто применяется схема с фазосдвигающей цепочкой (рис. ниже).

Схема RC генератора с фазосдвигающей цепочкой

Элементы (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) выполняют сдвиг фазы для получения положительной обратной связи, необходимой для возникновения автоколебаний.

Генерация возникает на частотах, для которых фазовый сдвиг оптимален (180 гр). Фазосдвигающая цепь вносит сильное ослабление сигнала, поэтому такая схема имеет повышенные требования к коэффициенту усиления транзистора.

Менее требовательна к параметрам транзистора схема с мостом Вина (рис. ниже).

Схема RC генератора с мостом Вина

Двойной Т-образный мост Вина состоит из элементов (C1), (C2), (R3) и (R1), (R2), (C3)  и представляет собой узкополосный заграждающий фильтр, настроенный на частоту генерации. Для всех остальных частот транзистор охвачен глубокой отрицательной связью.

Здесь уже требуется тщательный подбор времязадающих элементов по параметрам. Основные требования заключаются в равенстве номиналов (С1) и (С2), (R1) и (R2).

Функциональные генераторы тока

Функциональные генераторы предназначены для формирования последовательности импульсов определенной формы (форму описывает некая функция – отсюда и название).

Наиболее часто встречаются генераторы прямоугольных (если отношение длительности импульса к периоду колебаний составляет ½, то такая последовательность называется «меандр»), треугольных и пилообразных импульсов.

Самый простой генератор прямоугольных импульсов – мультивибратор, подается как первая схема начинающих радиолюбителей для сборки своими руками (рис. ниже).

Схема мультивибратора – генератора прямоугольных импульсов

Особенностью мультивибратора является то, что в нем можно использовать практически любые транзисторы. Длительность импульсов и пауз между ними определяется номиналами конденсаторов и резисторов в базовых цепях транзисторов (Rb1), Cb1) и (Rb2), (Cb2).

Частота автоколебания тока может изменяться от единиц герц до десятков килогерц. ВЧ автоколебания на мультивибраторе реализовать невозможно.

Генераторы треугольных (пилообразных) импульсов, как правило, строятся на основе генераторов прямоугольных импульсов (задающий генератор) путем добавления корректирующей цепочки (рис. ниже).

Схема генератора треугольных импульсов

Форма импульсов, близкая к треугольной, определяется напряжением заряда-разряда на обкладках конденсатора С.

Блокинг-генератор

Предназначение блокинг-генераторов состоит в формировании мощных импульсов тока, имеющих крутые фронты и малую скважность. Длительность пауз между импульсами намного больше длительности самих импульсов.

Блокинг-генераторы находят применение в формирователях импульсов, сравнивающих устройствах, но основная область применения – задающий генератор строчной развертки в устройствах отображения информации на основе электронно-лучевых трубок.

Также блокинг-генераторы с успехом применяются в устройствах преобразования электроэнергии.

Генераторы на полевых транзисторах

Особенностью полевых транзисторов является очень высокое входное сопротивление, порядок которого соизмерим с сопротивлением электронных ламп.

Перечисленные выше схемотехнические решения универсальны, просто они адаптированы под использование различных типов активных элементов.

Генераторы Колпитца, Хартли и другие, выполненные на полевом транзисторе, отличаются только номиналами элементов.

Частотозадающие цепи имеют те же соотношения. Для генерирования ВЧ колебаний несколько предпочтительнее простой генератор, выполненный на полевом транзисторе по схеме индуктивной трехточки.

Дело в том, что полевой транзистор, имея высокое входное сопротивление, практически не оказывает шунтирующее действие на индуктивность, а, следовательно, работать высокочастотный генератор будет стабильнее.

Генераторы шума

Особенностью генераторов шума является равномерность частотной характеристики в определенном диапазоне, то есть амплитуда колебаний всех частот, входящих в заданный диапазон, является одинаковой.

Генераторы шума находят применение в измерительной аппаратуре для оценки частотных характеристик проверяемого тракта.

Генераторы шума звукового диапазона часто дополняются корректором частотной характеристики с целью адаптации под субъективную громкость для человеческого слуха. Такой шум называется «серым».

Видео

До сих пор существует несколько областей, в которых применение транзисторов затруднено. Это мощные генераторы СВЧ диапазона в радиолокации, и там, где требуется получение особо мощных импульсов высокой частоты. Пока еще не разработаны мощные транзисторы СВЧ диапазона.

Во всех других областях подавляющее большинство генераторов выполняется исключительно на транзисторах. Причин этому несколько. Во-первых, габариты. Во-вторых, потребляемая мощность. В-третьих, надежность.

Вдобавок ко всему, транзисторы из-за особенностей своей структуры очень просто поддаются миниатюризации.

Источник: https://elquanta.ru/ustanovka_podklychenie/generator-na-tranzistore.html

Цифровой генератор от 1Hz до 40 МНz, это просто

DDS синтезатор на AD9850, привлекает радиолюбителей своей простотой и возможностями.

Обычно цифровые генераторы частоты, в которых требуемое значение частоты устанавливают с помощью клавиатуры, как правило,  выполнены на микроконтроллере, диапазон генерируемых частот ограничен несколькими мегагерцами, а получение точного значения частоты в широких пределах затруднительно.

Описываемый в статье генератор тоже содержит микроконтроллер, но использован он только для управления специализированной микросхемой — синтезатором частоты AD9850 .

Применение этой микросхемы позволило расширить диапазон генерируемых частот от 0Hz  до 40 МНz, в пределах которого можно получить любое значение частоты с точностью 1Hz.

Данный генератор выполнен на базе микросхемы AD9850 фирмы Analog Devices, представляющей собой полный DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатор частоты с встроенным компаратором. Такие синтезаторы уникальны своей точностью, практически не подвержены температурному дрейфу и старению . Благодаря высоким техническим характеристикам DDS синтезаторы в последнее время вытесняют обычные аналоговые синтезаторы частоты. Их основное преимущество — очень высокое разрешение по частоте и фазе, управление которыми осуществляется в цифровом виде. Цифровой интерфейс позволяет легко реализовать микро­контроллерное управление.

Рис.1

Структурная схема синтезатора AD9850 изображена на рис. 1. Его основа — аккумулятор фазы, формирующий код мгновенной фазы выходного сигнала.

Этот код преобразуется в цифровое значение синусоидального сигнала, который с помощью ЦАП превращается в аналоговый и подвергается фильтрации. Компаратор позволяет получить выходной сигнал прямоугольной формы.

Его частота fout (в герцах) определяется формулой

Для загрузки данных в микросхеме AD9850 предусмотрены параллельный и последовательный интерфейсы.

 В последнем случае данные (слово длиной 40 бит) вводят через ее вход DАТА.

 Каждый бит данных сопровождают импульсом положительной полярности на входе синхронизации W_CLK.

После загрузки управляющего слова по импульсу положительной полярности на входе FU_UD происходит замена параметров генерации новыми..

Принципиальная схема управления  генератором  изображена на рис. 2.

 Управляет синтезатором DD2 микроконтроллер DD1.

Управление происходит с помощью энкодера Sk1 с кнопкой Кн0, и дополнительных кнопок Кн1Кн6.

Вращая ручку энкодера вправо или влево, производим изменение частоты на экране ЖКИ прибора, и одновременно получаем это же значение частоты в виде прямоугольника и синуса на выходе схемы.

Кн0* задает шаг установки частоты с помощью энкодера Sk1 (1Hz, 10Hz, 100Hz, 1kHz, 10kHz, 100kHz, 1MHz, выбор значений по «кольцу» , данный режим работы кнопки Кн0* актуален только в версии программы 1.0).

Значение выходной частоты выставляется с точностью порядка 1Hz, что достаточно для большинства случаев.

Кнопки Кн1Кн6, это кнопки быстрого доступа, с их помощью можно устанавливать определенную частоту  генератора одним нажатием кнопки.

Каждая кнопка Кн1Кн6, это есть ячейка с памятью.

 В них прописывается значение частоты следующим образом: сначала устанавливаем нужную нам частоту на экране ЖКИ  с помощью энкодера Sk1,

 нажимаем и длительно удерживаем Кн0 , на экране появится надпись «record» , не отпуская Кн0,  нажимаем любую кнопку Кн1 – Кн6 нужной нам ячейки, на экране это будет отражено надписью «is made», запись в ячейку произведена.

Введенные в ячейки значения частоты сохраняются в энергонезависимой памяти микроконтроллера.

А так же еще следует знать, что при старте МК всегда считывается установка частоты с ячейки Кн1.

А значение, записанное в ячейке кнопки   Кн6, управляет выходом РD7(13 ножка МК), которое в свою очередь по цепочке D1 R1 отключает генерацию прямоугольного сигнала генератора  AD9850.

К сожалению, DDS выдаёт побочные сигналы, уровень которых зависит от тактовой и выходной частот (при частоте более 5MHz (или любое значение частоты, внесенное в ячейку Кн6) по цепочке D1 R1 можно с МК подать лог . 1 ,  при этом не будут,  вносится искажения в синусоидальный сигнал генератора, это в случае если это требуется пользователю прибора, в противном случае цепочку из деталей D1 R1 не устанавливать).

FUSE:

Программа написана для работы МК на тактовой частоте 8 МГц. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора.

Примеры работы генератора, в фотографиях.

Небольшое видео, работы программы управления и генератора, в разных режимах управления частотой.

Источник: http://sxem.org/2-vse-stati/24-izmereniya/11-ts

Политика cookie

Простой аналоговый функциональный генератор (0,1 Гц – 8 МГц). Статья перепечатана с сайта.

    У радиолюбителей заслуженной популярностью пользуется микросхема MAX038, на основе которой можно собрать несложный функциональный генератор, перекрывающий полосу частот 0,1 Гц – 20 МГц. Преобрести микросхему MAX038 стало проще простого, как это сделать указано здесь.

Появившиеся клоны MAX038 имеют по сравнению с ней весьма скромные параметры. Так, у ICL8038 максимальная рабочая частота составляет 300 кГц, а у XR2206 – 1 МГц.

Встречающиеся в радиолюбительской литературе схемы простых аналоговых функциональных генераторов также имеют максимальную частоту в несколько десятков, и очень редко, сотен кГц.

Для вашего внимания предложена схема аналогового функционального генератора, формируюего сигналы синусоидальной, прямоугольной, треугольной формы и работающий в диапазоне частот от 0,1 Гц до 8 МГц.

Вид спереди:

Вид сзади:

Генератор имеет следующие параметры:

 амплитуда выходных сигналов:

 синусоидальный……………………………1,4 В;

 прямоугольный……………………………..2,0 В;

 треугольный…………………………………2,0 В;

 диапазоны частот:

 0,1…1 Гц;

 1…10 Гц;

 10…100 Гц;

 100…1000 Гц;

 1…10 кГц;

 10…100 кГц;

 100…1000 кГц;

 1…10 МГц;

 напряжение питание………………………….220 В, 50 Гц.

 За основу разработанной схемы функционального генератора, приведенной ниже, была взята схема из [1]:

Генератор выполнен по классической схеме: интегратор + компаратор, только собран на высокочастотных компонентах.

Интегратор собран на ОУ DA1 AD8038AR, имеющем полосу пропускания 350 МГц и скорость нарастания выходного напряжения 425 В/мкс. На DD1.1, DD1.2 выполнен компаратор. Прямоугольные импульсы с выхода компаратора (выв. 6 DD1.2) поступают на инвертирующий вход интегратора.

На VT1 выполнен эмиттерный повторитель, с которого снимаются импульсы треугольной формы, управляющие компаратором. Переключателем SA1 выбирают требуемый диапазон частот, потенциометр R1 служит для плавной регулировки частоты. Подстроечным резистором R15 устанавливается режим работы генератора и регулируется амплитуда треугольного напряжения.

Подстроечным резистором R17 регулируется постоянная составляющая треугольного напряжения. С эмиттера VT1 напряжение треугольной формы поступает на переключатель SA2 и на формирователь синусоидального напряжения, выполненный на VT2, VD1, VD2.

Подстроечным резистором R6 выставляются минимальные искажения синусоиды, а подстроечным резистором R12 регулируется симметрия синусоидального напряжения. С целью уменьшения коэффициента гармоник верхушки треугольного сигнала ограничиваются цепями VD3, R9, C14, C16 и VD4, R10, C15, C17. С буфера DD1.4 снимаются импульсы прямоугольной формы.

Сигнал, выбранный переключателем SA2, подаётся на потенциометр R19 (амплитуда), а с него – на выходной усилитель DA5, выполненный на AD8038AR. На элементах R24, R25, SA3 выполнен выходной аттенюатор напряжения 1:1 / 1:10.

Для питания генератора использован классический трансформаторный источник с линейными стабилизаторами, формирующими напряжения +5В, ±6В и ±3 В.

Читайте также:  Программирование мк avr в ос ubuntu

Для индикации частоты генератора была использована часть схемы от уже готового частотомера, взятая из [2]:

На транзисторе VT3 выполнен усилитель-формирователь прямоугольных импульсов, с выхода которого сигнал поступает на вход микроконтроллера DD2 PIC16F84A. МК тактируется от кварцевого резонатора ZQ1 на 4 МГц. Кнопкой SB1 выбирается по кольцу цена младшего разряда 10, 1 или 0.1 Гц и соответствующее время измерения 0.1, 1 и 10 сек.

В качестве индикатора использован WH1602D-TMI-CT с белыми символами на синем фоне. Правда угол обзора у этого индикатора оказался 6:00, что не соответствовало его установке в корпус с углом обзора 12:00. Но эта неприятность была устранена, как будет описано ниже. Резистор R31 задаёт ток подсветки, а резистором R28 регулируется оптимальная контрастность.

Следует отметить, что программа для МК была написана автором [2] для индикаторов типа DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 фирмы DataVision, у которых процедура начальной инициализации по-видимому не подходит к индикаторам WH1602 фирмы WinStar. В результате после сборки частотомера на индикатор ничего не выводилось.

Других малогабаритных индикаторов в продаже на тот момент не было, поэтому пришлось вносить изменения в исходник программы частотомера. Попутно в ходе экспериментов была выявлена такая комбинация в процедуре инициализации, при которой двухстрочный дисплей с углом обзора 6:00 становился однострочным, причём достаточно комфортно читаемым при угле обзора 12:00.

Выводимые в нижней строке надписи-подсказки о режиме работы частотомера стали не видны, но они особо и не нужны, т.к. дополнительные функции этого частотомера не использованы.

Конструктивно функциональный генератор выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 110х133 мм, разработанной под стандартный пластиковый корпус Z4.

Индикатор установлен на палате вертикально на двух уголках. С основной платой он соединён при помощи шлейфа с разъёмом под IDC-16. Для соединения высокочастотных цепей в схеме использован тонкий экранированный кабель.

Вот фото генератора со снятой верхней крышкой корпуса:

После первого включения генератора необходимо проконтролировать питающие напряжения, а также установить подстроечным резистором R29 напряжение -3В на выходе DA7 LM337L. Резистором R28 устанавливается оптимальная контрастность индикатора.

Для настройки генератора необходимо подключить осциллограф к его выходу, переключатель SA3 установить в положение 1:1, SA2 – в положение, соответствующее напряжению треугольной формы, SA1 – в положение 100…1000 Гц. Резистором R15 добиваются устойчивой генерации сигнала.

Переместив движок резистора R1 в нижнее по схеме положение, подстроечным резистором R17 добиваются симметричности треугольного сигнала относительно нуля.

Далее переключатель SA2 необходимо перевести в положение, соответствующее синусоидальной форме выходного сигнала, и подстроечными резисторами R12 и R6 добиться соответственно симметричности и минимальных искажений синусоиды.

Вот что получилось в итоге:

                   Меандр 1 Мгц:                                                     Меандр 4 Мгц:                                                    Треугольник 1 Мгц: 

             Треугольник 1 Мгц:                                                Синус 8 Мгц:

Следует отметить, что на частотах свыше 4 Мгц на треугольном и прямоугольном сигналах начинают наблюдаться искажения, связанные с недостаточной полосой пропускания выходного усилителя.

При желании этот недостаток можно легко устранить, если перенести усилитель выходного каскада DA5 в цепь от истока VT2 к SA2, т.е.

использовать его как усилитель синусоидального сигнала, а вместо выходного усилителя применить повторитель на ещё одном ОУ AD8038AR, пересчитав соответственно сопротивления делителей треугольного (R18, R36) и прямоугольного (R21, R35) сигналов на меньший коэффициент деления.

Файлы:
Плата в Layout, перечень элементов, прошивка, исходник, наклейки.

Литература:

1) Широкодиапазонный функциональный генератор. А.Ишутинов. Радио №1/1987г.

2) Экономичный многофункциональный частотомер. А.Шарыпов. Радио №10-2002.

Источник: https://www.radiolodka.ru/shemy/generatory-na-max038/novaya-stranica/

Функциональный DDS rенератор на ПЛИС

Недавно я увидел проект генератора сигналов на микроконтроллере AVR. Принцип генерации — DDS, на базе библиотеки Jesper максимальная частота — 65534 Гц (и до 8 МГц HS выход с меандром).

И тут я подумал, что генератор — отличная задача, где ПЛИС сможет показать себя в лучшем виде.

В качестве спортивного интереса я решил повторить проект на ПЛИС, при этом по срокам уложиться в два выходных дня, а параметры получить не строго определенные, а максимально возможные. Что из этого получилось, можно узнать под катом

День нулевой

До того, как наступят выходные, у меня было немного времени подумать над реализацией. Чтобы упростить себе задачу, решил сделать генератор не в виде отдельного устройства с кнопками и LCD экраном, а в виде устройства, которое подключается к ПК через USB. Для этого у меня есть плата USB2RS232.

Плата драйверов не требует (CDC), поэтому, я думаю, что и под Linux будет работать (для кого-то это важно). Так же, не буду скрывать, что с приемом сообщений по RS232 я уже работал. Модули для работы с RS232 буду брать готовые c opencores.com.

Для генерации синусоидального сигнала потребуется ЦАП. Тип ЦАП я выбрал, как и в исходном проекте — R2R на 8 бит.

Он позволит работать на высоких частотах, порядка мегагерц. Убежден, что ПЛИС с этим должна справиться

По поводу того, на чем написать программу для передачи данных через COM порт я задумался. С одной стороны, можно написать на Delphi7, опыт написания такой программы уже есть, к тому же размер исполняемого файла будет не большим.

Еще попробовал набросать что-то для работы с Serial в виде java скрипта в html страничке, но более менее заработало только через Chrome serial API, но для этого надо устанавливать плагин… в общем тоже отпадает. В качестве новшества для себя попробовал PyQt5, но при распространении такого проекта, нужно тащить кучу библиотек.

Попробовав собрать PyQt проект в exe файл, получилось больше 10 мб. То есть, будет ничем не лучше приложения, написанного на c++Qt5. Стоит еще учесть, что опыта разработки на python у меня нет, а вот на Qt5 — есть. Поэтому выбор пал на Qt5. С пятой версии там появился модуль для работы с serial и я с ним уже работал.

А еще приложение на Qt5 может быть перенесено на Linux и Mac (для кого-то это важно), а с 5.2 версии, приложения на QWidgets может быть перенесено даже на смартфон!

Что еще нужно? Естественно плата с ПЛИС. У меня их две (Cyclone iv EP4CE10E22C8N на 10 тыс. ячеек, и Cyclone ii EP2C5 на 5 тыс. ячеек). Я выберу ту, что слева, исключительно по причине более удобного разъема.

В плане объема проект не предполагает быть большим, поэтому уместится в любую из двух. По скорости работы они не отличаются.

Обе платы имеют «на борту» генераторы 50 МГц, а внутри ПЛИС есть PLL, с помощью которого я смогу увеличить частоту до запланированных 200 МГц.

День первый

В связи с тем, что модуль DDS я уже делал в своем синтезаторном проекте, то я сразу взялся за паяльник и начал паять ЦАП на резисторах. Плату взял макетную. Монтаж делал с применением накрутки. Единственное изменение, которое коснулось технологии — я отказался от кислоты Ф38Н для лужения стоек в пользу индикаторного флюс-геля ТТ.

Суть технологии проста: в печатную плату впаиваю стойки, на них со стороны печатного монтажа припаиваю резисторы. Недостающие соединения выполняю накруткой. Еще, стойки удобны тем, что я их могу вставить прямо в плату ПЛИС. К сожалению, дома в наличии не оказалось резисторов 1 и 2 килоома. Ехать в магазин было некогда.

Пришлось поступиться одним из своих правил, и выпаять резисторы из старой не нужной платы. Там применялись резисторы 15К и 30К.

Получился вот такой франкенштейн:
Дальше я запустил Quartus, создал проектПосле создания проекта нужно задать целевое устройство: Меню Assigments -> DeviceДалее там же нажимаю кнопочку «Device and Pin options» потому что некоторые пины настроены так, что работать не будут.

Настраиваю все, как «Use as regular I/O»В проекте я «нахадркодил» неуправляемый главный модуль DDS на фиксированную частоту.

Модуль генератора на 1000 Гцmodule signal_generator(clk50M, signal_out); input wire clk50M;
output wire [7:0] signal_out; wire clk200M;
osc osc_200M reg [31:0] accumulator; assign signal_out = accumulator[31:31-7]; //пробуем генерировать 1000 Гц
//50 000 000 Hz – тактовая частота внешнего генератора
//2^32 = 4 294 967 296 – разрядность DDS – 32 бита
//делим 1000Hz / 50 000 000 Hz / 2 * 4294967296 => 42949,67296
always @(posedge clk50M) begin accumulator Pin PlannerНа линии HS_OUT, key0 и key1 прошу пока не обращать внимание, они появляются в проекте потом, но скрин в самом начале я сделать не успел.В принципе, достаточно «прописать» только PIN_nn в столбце Location, а остальные параметры (I/O standart, Current Strench и Slew Rate) можно оставить по умолчанию, либо выбрать такие же, что предлагаются по умолчанию (default), чтобы не было warning'ов.Как узнать какому PIN соответствует номер разъема на плате?Номера контактов разъема подписаны на платеА пины ПЛИС, к которым подключены контакты разъема, описаны в документации, которая идет в комплекте с платой ПЛИС.

После того, как пины назначены, компилирую проект еще раз и прошиваю с помощью USB программатора. Если у вас не установлены драйверы для программатора USB Byte blaster, то укажите Windows, что они находятся в папке, куда у вас установлен Quartus. Дальше она сама найдет. Подключать программатор нужно к разъему JTAG. А пункт меню для программирования «Tools -> Programmer» (либо нажать значек на панели инструментов). Кнопка «Start», радостное «Success» и прошивка уже внутри ПЛИС и уже работает. Только не выключайте ПЛИС, а то она все забудет.Tools -> ProgrammerЦАП подключен к разъему платы ПЛИС. К выходу ЦАП подключаю осциллограф С1-112А. В результате должна получиться «пила» потому что на выход 8 бит выводится старшая часть слова DDS аккумулятора фазы. А оно всегда увеличивается, пока не переполнится. Каких-то 1.5 часа и для частоты в 1000 Гц я вижу следующую осциллограмму:Хочу заметить, что «пила» по середине имеет небольшой перелом. Он связан с тем, что резисторы имеют разброс значений. Еще один важный момент, который нужно было выяснить — это максимально возможная частота, с которой будет работать DDS генератор. При правильно настроенных параметрах TimeQuest, после компиляции в «Compilation Report» можно увидеть, что скорость работы схемы выше 200 МГц с запасом. А это значит, что частоту генератора 50 МГц я буду умножать с помощью PLL на 4. Увеличивать значение аккумулятора фазы DDS буду с частотой 200 МГц. Итоговый диапазон частот, который можно получить в наших условиях 0 — 100 МГц. Точность установки частоты: 200 000 000 Гц (clk) / 2^32 (DDS) = 0,047 ГцТо есть, это лучше, чем ~0.05 Гц. Точность в доли герца для генератора с таким диапазоном рабочих частот (0…100 МГц) считаю достаточной. Если кому-то потребуется повысить точность, то для этого можно увеличить разрядность DDS (при этом не забыть проверить TimeQuest Timing Analyzer, что скорость работы логической схемы укладывалась в CLK=200 МГц, ведь это сумматор), либо просто снизить тактовую частоту, если такой широкий диапазон частот не требуется.TimeQuest Timing AnalyzerПосле того, как я увидел на экране «пилу», семейные дела заставили меня ехать на дачу (выходной же). Там я косил, варил, жарил шашлык и не подозревал о том сюрпризе, что ждал меня вечером. Уже ближе к ночи, перед сном, я решил посмотреть форму сигнала для других частот.Для частоты 100 КГцДля частоты 250 КГцДля частоты 500 КГцДля частоты 1 МГцНе буду скрывать, что форма сигналов меня расстроила, особенно на 1МГц (жалкий, никчемный мегагерц!). Я планировал получить частоты несколько других порядков. Почитав про R2R ЦАП стала ясна причина проблемы — паразитные емкости. Поэтому в планах на следующий день было решено сделать ЦАП на резисторах 100 и 200 Ом, которые у меня есть в наличии, а этот ЦАП оставить для будущих разработок, не требующих работы на таких высоких частотах, ведь в гладкости пилы тоже есть свой плюс.

Читайте также:  Autocad electrical

День второй

В связи с тем, что было интересно, как будет работать ЦАП на резисторах 100 и 200 Ом, я сразу взялся за паяльник. На этот раз ЦАП получился более аккуратным, а времени на его монтаж ушло меньше.

Ставим ЦАП на плату ПЛИС и подключаем к осциллографуПроверяем 1 МГц — ВО! Совсем другое дело!Пила 10 МГцПила 25 МГцФорма пилы на 10 МГц еще похожа на правильную. Но на 25 МГц она уже совсем «не красивая». Однако, у С1-112а полоса пропускания — 10 МГц, так что в данном случае причина может быть уже в осциллографе.

В принципе, на этом вопрос с ЦАП можно считать закрытым. Теперь снимем осциллограммы высокоскоростного выхода. Для этого, выведем старший бит на отдельный PIN ПЛИС. Данные для этой линии будем брать со старшего бита аккумулятора DDS.

assign hs_out = accumulator[31];
Меандр 1 МГцМеандр 5 МГцМеандр 25 МГцМеандр 50 МГц уже практически не виденНо считаю, что выход ПЛИС стоило бы нагрузить на сопротивление. Возможно, фронты были бы круче. Синус делается по таблице. Размер таблицы 256 значений по 8 бит.

Можно было бы взять и больше, но у меня уже был готовый mif файл. С помощью мастера создаем элемент ROM с данными таблицы синуса из mif-файла.

Создание ROM – Tools -> Mega Wizard Plugin managerВыбираем 1 портовую ROM и задаем название модулюСоглашаемсяТут тоже соглашаемсяС помощью browse находим наш mif файл с таблицей синусаТут тоже ничего не меняемСнимаем галочку с модуля sine_rom_bb.v — он не нужен. Дальше finish. Квартус спросит добавить модуль в проект — соглашаемся.

После этого, модуль можно использовать так же, как любой другой модуль в Verilog.Старшие 8 бит слова аккумулятора DDS будут использоваться в качестве адреса ROM, а выход данных — значение синуса.Код//sine rom
wire [7:0] sine_out;
sine_rom sine1(.clock(clk200M), .address(accumulator[31:31-7]), .q(sine_out));Осциллограмма синуса на разных частотах выглядит… одинаково.При желании, можно рассмотреть проблемы ЦАП, связанные с разбросом резисторов:Чтож, на этом выходные кончились. А ведь еще не написано ПО для управления с ПК. Вынужден констатировать факт, что в запланированные сроки я не уложился.

День третий

Времени совсем мало, поэтому программу пишем на скорую руку (в лучших традициях). Местами, чтобы сократить количество букв и удобство ввода информации с клавиатуры, применяется фильтр событий по имени виджета. Прошу понять и простить. Интерфейс

Исходный код на GitHub. Там же есть уже собранное под windows приложение.

Код прост, как 5 копеек. В файл проекта .pro кроме всего прочего нужно добавить модуль serialport:QT += core gui serialport
Открытие COM порта QSerialPort serial; … serial.setPortName(ui->lbSerialPortInfo->currentText()); serial.setBaudRate(QSerialPort::Baud115200); serial.setDataBits(QSerialPort::Data8); serial.setParity(QSerialPort::NoParity); serial.setStopBits(QSerialPort::OneStop); serial.setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl); serial.open(QIODevice::ReadWrite);Формирование и отправка сообщения QByteArray source; QDataStream stream(&source, QIODevice::ReadWrite); stream

Источник: https://habr.com/post/260999/

Функциональный генератор на К561ЛА7

Генераторы

Функциональными генераторами принято называть генераторы способными выдавать сразу несколько видов сигналов, например, прямоугольных, треугольных и синусоидальных.Разнообразие форм сигналов таких генераторов позволяют использовать их для тестирования, отладки и исследования самой разнообразной электронной аппаратуры.

Структурная схема функционального генератора изображена на рис. 161. Работает он следующим образом: постоянное напряжение с выхода триггера Шмитта поступает на интегратор, на выходе которого формируется линейно-изменяющееся напряжение (в зависимости от того, в каком состоянии находится триггер, напряжение возрастает или уменьшается).

Триггер имеет два порога срабатывания — верхний и нижний. При достижении одного из них триггер Шмитта срабатывает, напряжение на его выходе (а значит, и на входе интегратора) изменяется, начинается формирование второй ветви треугольного напряжения.

Амплитуда треугольного напряжения определяется разностью пороговых напряжений триггера, а частота — постоянной времени интегратора и значениями пороговых напряжений триггера (чем меньше разница пороговых напряжений, тем быстрее будет переключаться триггер).

Если требуется сформировать пилообразное (несимметричное треугольное) напряжение, то необходимо автоматически изменять постоянную времени интегрирования при смене знака производной треугольного напряжения.

Схема функционального генератора существенно упрощается, если интегратор, триггер и формирователь синусоидального напряжения выполнить на операционных усилителях. При этом уменьшается количество радиоэлементов, повы-

Рис. 161. Структурная схема функционального генератора

шается повторяемость, уменьшается объем регулировок. В простых генераторах вместо ОУ обычного типа можно использовать инверторы КМОП-микросхем. Известно, что если .инвертор с помощью внешних элементов перевести в активный режим, он превращается в инвертирующий усилитель с коэффициентом передачи от нескольких десятков до нескольких сотен.

Для построения функционального генератора оказывается достаточно одной микросхемы K176ЛA7 или аналогичной. На одном элементе 2И-НЕ (входы объединены и он превращен в инвертор) выполняется интегратор, на двух, соединенных последовательно, — триггер Шмитта, и еще один четвертый элемент используется в блоке формирования синусоидального сигнала.

Принципиальная схема одного из вариантов простого функционального генератора приведена на рис. 162. Триггер Шмитта выполнен по традиционной схеме на инверторах DD1.2 и DD1.3. Инвертор DD1.1 используется в интеграторе, a DD1.4 — в формирователе синусоидального напряжения.

Частота функционального генератора регулируется переменным резистором R4. Для изменения коэффициента заполнения (скважности) прямоугольного сигнала и симметрии треугольного и синусоидального сигналов служит цепь VD2, VD3, R5.

Перемещая движок переменного резистора R5, можно изменять постоянные времени заряда и разряда хронирующего конденсатора С2 интегратора, изменяя тем самым постоянные времени интегратора для каждой ветви треугольного напряжения, а значит, и скважность прямоугольных импульсов и симметрию синусоидального сигнала. Конденсатор СЗ — антипаразитный, его величина подбирается по отсутствию на треугольном напряжении выбросов и нелинейности. Элемент DD1.4 формирует из треугольных импульсов трапецеидальные. В силу особенностей вольт-амперных характеристик полевых транзисторов, входящих в состав КМОП-инвертора, углы трапецеидальных импульсов слажены, и их форма близка к синусоиде.

Для получения наилучшей формы синусоиды треугольное напряжение должно быть строго симметрично, поэтому при работе с синусоидальным сигналом не-

Рис. 162, Принципиальная схема простого функционального генератора

обходимо корректировать его форму не только переменным резистором R6 «Форма», которым регулируется коэффициент усиления ОУ на элементе DD1.4, но и потенциометром R5 «Симметрия».

Коэффициент гармоник синусоидального напряжения на выходе элемента DD1.4 велик — до 10% и даже более, поэтому для окончательного формирования синусоиды вслед за DD1.

4 включен однозвенный фильтр нижних частот R12C4 с частотой среза примерно 1,4 кГц.

На каждом из трех выходов функционального генератора установлены делители напряжения, с помощью которых выравниваются амплитуды прямоугольного, треугольного и синусоидального сигналов. Чтобы выходное сопротивление генератора было одинаково по всем трем выходам, сопротивление нижнего по схеме плеча делителей выбрано одинаковым, равным 12 кОм.

Выходное сопротивление генератора довольно велико — около 10 кОм, поэтому желательно, чтобы входное сопротивление проверяемых устройств было не менее 100 кОм, в противном случае амплитуда выходного сигнала будет зависеть от значения входного сопротивления.

Если это нежелательно — выходное сопротивление генератора можно понизить, уменьшив пропорционально сопротивление резисторов делителей. На выходах генератора отсутствуют разделительные конденсаторы, поэтому выходные сигналы однополярны.

При работе с устройствами, на входе которых нет разделительных конденсаторов и постоянная составляющая выходного сигнала генератора нарушает их нормальную работу, конденсаторы можно включить в разрыв сигнального провода.

Следует отметить, что несмотря на то, что частоту функционального генератора можно изменять в довольно широких пределах, делать это нецелесообразно.

Во-первых, для проверки основных характеристик большинства радиоэлектронных узлов достаточно изучить прохождение прямоугольных и треугольных импульсов фиксированной частоты, во-вторых, в простейших функциональных генераторах, а именно к ним и относится рассматриваемый генератор, при изменении частоты одновременно изменяется и скважность (симметрия) сигнала, а при корректировке симметрии несколько изменяется частота. В результате перестройки частоты требует манипуляций двумя ручками, что неудобно уже само по себе и, кроме того, сужается диапазон перестройки, в пределах которого остается неизменной скважность (симметрия) выходного сигнала. Наиболее приемлемым представляется работа с функциональным генератором, настроенным «а одну фиксированную частоту.

Для проверки устройства звукового диапазона частот в качестве опорной удобно взять частоту 1 кГц или, например, для проверки магнитофонов 400 Гц..

Известно, что для удовлетворительной передачи прямоугольных импульсов со скважностью 2 (меандр) полоса пропускания тракта должна по крайней мере на порядок превышать частоту следования импульсов. При большей скважности требуется еще большая полоса пропускания тракта.

Таким образом, по искажению формы прямоугольных импульсов можно судить о полосе пропускания проверяемого тракта и при необходимости вносить коррективы.

Малые габаритные размеры, экономичность и простота функционального генератора позволяют встраивать его непосредственно в аппаратуру —в магнитофон, усилитель звуковой частоты, измерительный прибор и т. д. — и использовать при контрольных проверках.

Функциональный генератор, схема которого приведена на рис. 162, имеет следующие параметры:

Количество выходных сигналов…….3 (прямоуголь

ный, 'треугольный, синусоидальный

Рабочая частота, Гц………… 1000±350

Амплитуда прямоугольного, треугольного и синусоидального

сигналов, В…………. 0,28

Эффективное значение синусоидального сигнала, В    0,2

Коэффициент гармоник синусоидального сигнала, % . . 2

Длительность фронтов прямоугольного сигнала, мкс. … 5

Нелинейность треугольного сигнала, % …… 3

Ток, потребления от источника питания напряжением 12 В, мА…………….12

При необходимости функциональный генератор можно сделать многодиапазонным, для этого достаточно установить переключатель диапазонов, коммутирующий конденсаторы С2, С4 и СЗ, емкость которых нужно подобрать для каждого диапазона.

Функциональный генератор смонтирован на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5… 2 мм. Плата для однодиапазонного варианта генератора имеет размеры 40X100 мм, ее чертеж изо-

Рис. 163. Чертеж платы для однодиапазонного варианта генератора: а — расположение проводников; б — расположение деталей

бражен на рис. 163,а, а расположение деталей —на рис. 163,6. Печатная плата рассчитана на применение резисторов МЛТ мощностью 0,25 Вт, конденсаторов КМ-6 (С2—С4) и К50-6 (С1), переменных резисторов СП4-1, диодов КД503Б (VD2, VD3), стабилитрона КС156А (VD1), интегральной микросхемы К176ЛА7 (DD1).

Схема некритична к параметрам и типам применяемых радиодеталей. Резисторы и конденсаторы могут быть любых типов, желательно только, чтобы конденсатор С2 имел минимально возможный ТКЕ. Вместе К176ЛА7 можно использовать без изменения рисунка печатной платы микросхему К176ЛЕ5.

Допустимо применение К176ПУ1, К176ПУ2, а также других КМОП-микросхем, содержащих не менее четырех инверторов, в частности микросхем серии К561. При этом, естественно, придется изменить рисунок печатной платы. Необходимо также учитывать специфику некоторых серий. Так, например, микросхемы серии К561 можно питать стабилизированным напряжением от 3 до 15 В.

Следует отметить, что •несмотря на то, что номинальное напряжение питания микросхем серии К176 равно 9 В, большинство из них устойчиво работает и при пониженном напряжении питания, что позволило питать функциональный генератор напряжением 5,6 В.

Это напряжение некритично и при необходимости (например, с целью увеличения амплитуды выходного сигнала) напряжение питания можно увеличить, заменив стабилитрон КС156А (VD1) на более высоковольтный.

Работать с генератором несложно.

Различные виды сигналов треугольной формы удобны при проверке линейности амплитудной характеристики и динамического диапазона устройства — на прямых, с четкими перегибами ветвях треугольного сигнала гораздо лучше, чем на синусоиде, заметны искажения типа «ограничение», «ступенька» и т. п. На фронтах прямоугольного сигнала и на треугольном сигнале хорошо заметны микровозбуждения проверяемого устройства, проявляющиеся в виде выбросов.

Синусоидальный сигнал полезен при измерении коэффициентов усиления каскадов, калибровке индикаторов и т. п.

Источник: http://radiopolyus.ru/generatory/31-generatory/120-funkczionalnyj-generator-na-k561la7

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector