Generatoare de joasă frecvență pe microcircuite. Generator de semnal sinusoidal. Schemă și descriere Scheme și software

Generatorul de diferite frecvențe stabile este un echipament de laborator necesar. Sunt multe pe internet circuite, dar sunt fie învechite, fie nu oferă o acoperire de frecvență suficient de largă. Dispozitivul descris aici se bazează pe performanța ridicată a unui ASIC XR2206. Gama de frecvențe acoperită de generator este impresionantă: 1 Hz - 1 MHz!XR2206capabil să genereze forme de undă sinusoidală, pătrată și triunghiulară 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 la alimentare 9V
- Distorsiune: mai puțin de 1% (1 kHz)
- Planeitate: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

Semnal pătrat:

Amplitudine: 8V la 9V alimentare
- 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 - 3 V la alimentare de 9 V
- Neliniaritate: mai puțin de 1% (până la 100 kHz)

Scheme și software

desene PCB

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

Acest circuit generator de semnal sinusoidal armonic de joasă frecvență este proiectat pentru reglarea și repararea amplificatoarelor de frecvență audio.

Generator de unde sinusoidaleÎmpreună cu un milivoltmetru, un osciloscop sau un contor de distorsiune, creează un complex valoros pentru reglarea și repararea tuturor etapelor unui amplificator de frecvență audio.

Principalele caracteristici:

• Frecvențele generate: 300Hz, 1kHz, 3kHz.
• Distorsiune armonică maximă (THD): 0,11% - 1kHz, 0,23% - 300Hz, 0,05% - 3kHz
• Consum de curent: 4,5 mA
• Selecția tensiunii de ieșire: 0 - 77,5 mV, 0 - 0,775 V.

Circuitul generator sinusoidal este destul de simplu și este construit pe două tranzistoare, care asigură stabilitate de înaltă frecvență și amplitudine. Designul oscilatorului nu necesită elemente de stabilizare, cum ar fi tuburi, termistori sau alte componente speciale de limitare a amplitudinii.

Fiecare dintre cele trei frecvențe (300 Hz, 1 kHz și 3 kHz) este setată de comutatorul S1. Amplitudinea semnalului de ieșire poate fi modificată fără probleme cu ajutorul unui rezistor variabil R15 în două domenii, care sunt setate de comutatorul S2. Domenii de amplitudine disponibile: 0 - 77,5 mV (219,7 mV p-p) și 0 - 0,775 V (2,191 V p-p).

Următoarele figuri arată aspectul plăcii de circuit imprimat și locația elementelor de pe aceasta.

Lista componentelor radio necesare:

• R1-12k
• R2-2k2
• R3, R4, R5, R15 - 1k variabilă
• R6, R7 - 1K5
• R8-1k
• R9-4k7
• R10-3k3
• R11-2k7
• R12-300
• R13-100k
• C1 - 22n
• C2 - 3u3
• C3 - 330n
• C4 - 56n
• C5 - 330n
• C6, C7 - 100n
• D1, D2 - 1N4148
• T1, T2, T3 - BC337
• IO1-78L05

Dacă toate piesele sunt instalate corect și nu există erori în instalare, generatorul de semnal sinusoidal ar trebui să funcționeze prima dată când este pornit.

Tensiunea de alimentare a circuitului poate fi în intervalul 8-15 volți. Pentru a menține o amplitudine stabilă a tensiunii semnalului de ieșire, linia de alimentare este stabilizată suplimentar de microcircuitul 78L05 și diodele D1, D2, ca urmare, ieșirea stabilizatorului este de aproximativ 6,2 volți.

Înainte de a porni pentru prima dată, trebuie să conectați ieșirea generatorului la un frecvențămetru sau un osciloscop și să utilizați rezistențele de reglare R3, R4 și R5 pentru a seta frecvența exactă de ieșire pentru fiecare dintre intervalele: 300 Hz, 1 kHz și 3 kHz. Dacă este necesar, dacă nu este în întregime posibilă ajustarea frecvențelor, atunci puteți selecta suplimentar rezistența rezistențelor constante R6-R8.

http://pandatron.cz/?1134&sinusovy_generator_s_nizkym_zkreslenim

Generatoarele de impulsuri sunt utilizate în multe dispozitive de inginerie radio (contoare electronice, relee de timp), sunt folosite la configurarea tehnologiei digitale. Gama de frecvență a unor astfel de generatoare poate fi de la câțiva herți la mulți megaherți. Iată circuite oscilatoare simple, inclusiv cele bazate pe elemente „logice” digitale, care sunt utilizate pe scară largă în circuite mai complexe ca noduri de setare a frecvenței, comutatoare, surse de semnale și sunete exemplare.

Pe fig. 1 prezintă o diagramă a unui oscilator care generează impulsuri dreptunghiulare simple atunci când este apăsat butonul S1 (adică nu este un autogenerator, ale cărui diagrame sunt prezentate mai jos). Un declanșator RS este asamblat pe elementele logice DD1.1 și DD1.2, care împiedică pătrunderea impulsurilor de respingere ale contactelor butonului în dispozitivul de numărare. În poziția contactelor butonului S1 prezentată în diagramă, ieșirea 1 va avea o tensiune de nivel înalt, ieșirea 2 va avea o tensiune de nivel scăzut; atunci când butonul este apăsat - invers. Acest generator este convenabil de utilizat atunci când se verifică performanța diferitelor contoare.

Pe fig. 2 prezintă o diagramă a celui mai simplu generator de impulsuri pe un releu electromagnetic. Când se aplică puterea, condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1 și releul este activat, oprind alimentarea cu contactele K 1.1. Dar releul nu se eliberează imediat, deoarece de ceva timp curentul va curge prin înfășurarea sa din cauza energiei acumulate de condensatorul C1. Când contactele K 1.1 se închid din nou, condensatorul începe să se încarce din nou - ciclul se repetă.

Frecvența de comutare a releului electromagnetic depinde de parametrii acestuia, precum și de valorile condensatorului C1 și ale rezistenței R1. Când se utilizează releul RES-15 (pașaport RS4.591.004), comutarea are loc aproximativ o dată pe secundă. Un astfel de generator poate fi folosit, de exemplu, pentru a comuta ghirlande pe un pom de Crăciun, pentru a obține alte efecte de iluminare. Dezavantajul său este necesitatea de a folosi un condensator mare.

Pe fig. 3 prezintă o diagramă a unui alt generator pe un releu electromagnetic, al cărui principiu de funcționare este similar cu generatorul anterior, dar oferă o frecvență a impulsului de 1 Hz cu o capacitate a condensatorului de 10 ori mai mică. Când este aplicată puterea, condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1. După ceva timp, dioda zener VD1 se va deschide și releul K1 va funcționa. Condensatorul va începe să se descarce prin rezistorul R2 și rezistența de intrare a tranzistorului compozit VT1VT2. În curând releul se va elibera și va începe un nou ciclu de generator. Includerea tranzistoarelor VT1 și VT2 conform circuitului unui tranzistor compozit crește impedanța de intrare a cascadei. Releul K 1 poate fi același ca la dispozitivul anterior. Dar puteți folosi RES-9 (pașaport RS4.524.201) sau orice alt releu care funcționează la o tensiune de 15 ... 17 V și un curent de 20 ... 50 mA.

În generatorul de impulsuri, al cărui circuit este prezentat în fig. 4, sunt utilizate elementele logice ale microcircuitului DD1 și tranzistorul cu efect de câmp VT1. La modificarea valorilor condensatorului C1 și ale rezistențelor R2 și R3, sunt generate impulsuri cu o frecvență de la 0,1 Hz la 1 MHz. O gamă atât de largă a fost obținută prin utilizarea unui tranzistor cu efect de câmp, care a făcut posibilă utilizarea rezistențelor R2 și R3 cu o rezistență de câțiva megaohmi. Folosind aceste rezistențe, puteți modifica ciclul de funcționare al impulsurilor: rezistența R2 setează durata tensiunii de nivel înalt la ieșirea generatorului, iar rezistența R3 stabilește durata tensiunii de nivel scăzut. Capacitatea maximă a condensatorului C1 depinde de propriul curent de scurgere. În acest caz, este de 1 ... 2 uF. Rezistența rezistențelor R2, R3 - 10 ... 15 MΩ. Tranzistorul VT1 poate fi oricare din seriile KP302, KP303. Microcircuitul este K155LA3, alimentarea sa este o tensiune stabilizată de 5V. Puteți utiliza microcircuite CMOS din seria K561, K564, K176, a căror sursă de alimentare se află în intervalul 3 ... 12 V, pinout-ul acestor microcircuite este diferit și este afișat la sfârșitul articolului.

Dacă aveți un cip CMOS (seria K176, K561), puteți asambla un generator de impulsuri cu gamă largă fără a utiliza un tranzistor cu efect de câmp. Schema este prezentată în fig. 5. Pentru confortul setării frecvenței, capacitatea condensatorului circuitului de temporizare este modificată de comutatorul S1. Gama de frecvență generată de generator este 1...10.000 Hz. Microcircuit - K561LN2.

Dacă aveți nevoie de o stabilitate ridicată a frecvenței generate, atunci un astfel de generator poate fi făcut „cuart” - porniți rezonatorul de cuarț la frecvența dorită. Mai jos este un exemplu de oscilator cu cristal de 4,3 MHz:

Pe fig. 6 prezintă o diagramă a unui generator de impulsuri cu un ciclu de lucru reglabil.

Ciclu de funcționare - raportul dintre perioada de repetare a impulsului (T) și durata lor (t):

Ciclul de lucru al impulsurilor de nivel înalt la ieșirea elementului logic DD1.3, rezistența R1 poate varia de la 1 la câteva mii. În acest caz, frecvența pulsului se modifică ușor. Tranzistorul VT1, care funcționează în modul cheie, amplifică impulsurile de putere.

Generatorul, al cărui circuit este prezentat în figura de mai jos, generează atât impulsuri dreptunghiulare, cât și impulsuri dinți de ferăstrău. Oscilatorul principal este realizat pe elementele logice DD 1.1-DD1.3. Un circuit de diferențiere este asamblat pe condensatorul C2 și rezistența R2, datorită cărora se formează impulsuri pozitive scurte (de aproximativ 1 μs lungime) la ieșirea elementului logic DD1.5. Un stabilizator de curent reglabil este realizat pe tranzistorul cu efect de câmp VT2 și un rezistor variabil R4. Acest curent încarcă condensatorul C3, iar tensiunea pe ea crește liniar. În momentul în care un impuls scurt pozitiv ajunge la baza tranzistorului VT1, tranzistorul VT1 se deschide, descarcând condensatorul C3. Se formează astfel o tensiune dinți de ferăstrău pe plăcile sale. Rezistorul R4 reglează curentul de încărcare al condensatorului și, în consecință, abruptul creșterii tensiunii din dinte de ferăstrău și amplitudinea acesteia. Condensatorii C1 și C3 sunt selectați în funcție de frecvența impulsului necesară. Microcircuit - K561LN2.

Microcircuitele digitale din generatoare sunt interschimbabile în majoritatea cazurilor și pot fi utilizate în același circuit ca și microcircuitele cu elemente NAND și NOR, sau pur și simplu invertoare. O variantă a unor astfel de înlocuiri este prezentată în exemplul din Figura 5, unde a fost utilizat un microcircuit cu invertoare K561LN2. Exact același circuit cu păstrarea tuturor parametrilor poate fi asamblat atât pe K561LA7, cât și pe K561LE5 (sau seriile K176, K564, K164), așa cum se arată mai jos. Este necesar doar să se observe pinout-ul microcircuitelor, care în multe cazuri chiar coincide.

Generator de funcții analogice simplu (0.1Hz - 8MHz). Articol retipărit de pe site.

Printre radioamatorii, cipul MAX038 este popular pe merit, pe baza căruia este posibil să se monteze un generator de funcții simplu care acoperă banda de frecvență de 0,1 Hz - 20 MHz. Cumpărarea unui cip MAX038 a devenit la fel de ușoară precum decojirea perelor, așa cum este indicat. Clonele MAX038 care au apărut au parametri foarte modesti în comparație cu acesta. Deci, ICL8038 are o frecvență maximă de operare de 300 kHz, iar XR2206 are o frecvență maximă de operare de 1 MHz. Circuitele generatoarelor de funcții analogice simple găsite în literatura de radioamatori au, de asemenea, o frecvență maximă de câteva zeci și foarte rar, sute de kHz.

Vă este propus un circuit generator de funcții analogice, care își formează semnalele de formă sinusoidală, dreptunghiulară, triunghiulară și funcționează în intervalul de frecvență de la 0,1 Hz la 8 MHz.

Vedere din față:

Vedere din spate:

Generatorul are următorii parametri:

amplitudinea semnalului de ieșire:

sinusoidal……………………………1,4 V;

dreptunghiular……………………………..2,0 V;

triunghiular………………………………...2,0 V;

intervale de frecventa:

0,1…1 Hz;

1…10 Hz;

10…100 Hz;

100…1000 Hz;

1…10 kHz;

10…100 kHz;

100…1000 kHz;

1…10 MHz;

tensiune de alimentare………………………….220 V, 50 Hz.

Circuitul dezvoltat al generatorului de funcții de mai jos s-a bazat pe circuitul de la:

Generatorul este realizat dupa schema clasica: integrator + comparator, asamblat doar pe componente de inalta frecventa.

Integratorul se bazează pe amplificatorul operațional DA1 AD8038AR cu o lățime de bandă de 350 MHz și o rată de variație de 425 V/µs. Comparatorul se face pe DD1.1, DD1.2. Impulsurile dreptunghiulare de la ieșirea comparatorului (pin 6 DD1.2) sunt alimentate la intrarea inversoare a integratorului. Pe VT1 se realizează un emițător de urmărire, din care se iau impulsuri de formă triunghiulară care controlează comparatorul. Comutatorul SA1 selectează intervalul de frecvență necesar, potențiometrul R1 servește pentru reglarea lină a frecvenței. Rezistorul trimmer R15 stabilește modul de funcționare al generatorului și reglează amplitudinea tensiunii triunghiulare. Rezistorul trimmer R17 reglează componenta constantă a tensiunii triunghiulare. De la emițătorul VT1 se furnizează o tensiune triunghiulară comutatorului SA2 și driverului de tensiune sinusoidal, realizat pe VT2, VD1, VD2. Rezistorul trimmer R6 stabilește distorsiunea minimă a sinusoidei, iar rezistorul trimmer R12 reglează simetria tensiunii sinusoidale. Pentru a reduce coeficientul armonic, vârfurile semnalului triunghiular sunt limitate la circuitele VD3, R9, C14, C16 și VD4, R10, C15, C17. Din tamponul DD1.4 se iau impulsuri dreptunghiulare. Semnalul selectat de comutatorul SA2 este alimentat la potențiometrul R19 (amplitudine), iar din acesta la amplificatorul de ieșire DA5, realizat pe AD8038AR. Pe elementele R24, R25, SA3 se realizeaza un atenuator de tensiune de iesire 1:1 / 1:10.

Generatorul este alimentat de o sursă de transformator clasică cu stabilizatori liniari care generează tensiuni de +5V, ±6V și ±3V.

Pentru a indica frecvența generatorului, a fost folosită o parte a circuitului de la un frecvențămetru deja terminat, luată din:

Pe tranzistorul VT3, se realizează o formă de amplificator de impulsuri dreptunghiulare, de la ieșirea căruia semnalul este alimentat la intrarea microcontrolerului DD2 PIC16F84A. MK este tactat de la un rezonator de cuarț ZQ1 la 4 MHz. Butonul SB1 selectează prețul cifrei celei mai puțin semnificative 10, 1 sau 0,1 Hz și timpul de măsurare corespunzător 0,1, 1 și 10 sec. Ca indicator a fost folosit WH1602D-TMI-CT cu caractere albe pe fundal albastru. Adevărat, unghiul de vizualizare al acestui indicator s-a dovedit a fi 6:00, ceea ce nu corespundea instalării sale într-o carcasă cu un unghi de vizualizare de 12:00. Dar această problemă a fost eliminată, așa cum va fi descris mai jos. Rezistorul R31 setează curentul de iluminare de fundal, iar rezistorul R28 reglează contrastul optim. Trebuie remarcat faptul că programul pentru MK a fost scris de autor pentru indicatori de tip DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 de la DataVision, în care procedura inițială de inițializare aparent nu se potrivesc indicatoarele WH1602 de la WinStar . Ca urmare, după asamblarea frecvențeimetrului, nu a fost afișat nimic pe indicator. Nu existau alți indicatori de dimensiuni mici în vânzare la acel moment, așa că a trebuit să facem modificări la codul sursă al programului frecvențămetru. Pe parcurs, în timpul experimentelor, o astfel de combinație a fost dezvăluită în procedura de inițializare, în care un afișaj cu două linii cu un unghi de vizualizare de 6:00 a devenit un afișaj cu o singură linie, în plus, era destul de confortabil de citit la un unghi de vizualizare de 12:00. Inscripțiile afișate pe linia de jos, indicii despre modul de funcționare al frecvențeimetrului, nu mai sunt vizibile, dar nu sunt deosebit de necesare, deoarece. funcțiile suplimentare ale acestui contor de frecvență nu sunt utilizate.

Din punct de vedere structural, generatorul functional este realizat pe o placa de circuit imprimat din folie de fibra de sticla unilaterala cu dimensiunile de 110x133 mm, proiectata pentru o carcasa standard din plastic Z4. Indicatorul este montat vertical pe cameră pe două colțuri. Se conectează la placa principală folosind un cablu cu conector pentru IDC-16. Un cablu subțire ecranat este utilizat pentru a conecta circuite de înaltă frecvență în circuit. Iată o fotografie a generatorului cu capacul superior scos:

După ce generatorul este pornit pentru prima dată, este necesar să controlați tensiunile de alimentare și, de asemenea, să setați tensiunea de -3V la ieșirea DA7 LM337L cu un rezistor de reglare R29. Rezistorul R28 stabilește contrastul optim al indicatorului. Pentru a configura generatorul, trebuie să conectați un osciloscop la ieșirea acestuia, setați comutatorul SA3 în poziția 1:1, SA2 în poziția corespunzătoare tensiunii triunghiulare, SA1 în poziția 100 ... 1000 Hz. Rezistorul R15 realizează o generare stabilă a semnalului. Prin deplasarea cursorului rezistorului R1 în poziția inferioară conform diagramei, rezistența de reglare R17 realizează simetria semnalului triunghiular față de zero. Apoi, comutatorul SA2 trebuie mutat în poziția corespunzătoare formei sinusoidale a semnalului de ieșire, iar rezistențele de reglare R12 și, respectiv, R6, realizează simetria și distorsiunea minimă a sinusoidei.

Iată ce s-a întâmplat până la urmă:

Undă pătrată 1 MHz: Undă pătrată 4 MHz: Triunghi 1 MHz:

Triunghi 1 MHz: Sinus 8 MHz:

Trebuie remarcat faptul că la frecvențe de peste 4 MHz încep să se observă distorsiuni pe semnalele triunghiulare și dreptunghiulare asociate cu o lățime de bandă insuficientă a amplificatorului de ieșire. Dacă se dorește, acest dezavantaj poate fi eliminat cu ușurință prin transferul amplificatorului treptei de ieșire DA5 la circuitul de la sursa VT2 la SA2, adică. utilizați-l ca amplificator de semnal sinusoidal și, în loc de amplificator de ieșire, utilizați un repetor pe un alt amplificator operațional AD8038AR, recalculând rezistența divizoarelor de semnal triunghiulare (R18, R36) și dreptunghiulare (R21, R35) la un factor de diviziune mai mic, respectiv.

Fișiere:

Literatură:

1) Generator de funcții cu gamă largă. A.Ishutinov. Radio Nr 1/1987

2) Contor de frecvență multifuncțional economic. A. Sharypov. Radio Nr 10-2002.

Mai jos sunt câteva circuite de oscilatoare de joasă frecvență care utilizează cuarț de joasă frecvență, pentru frecvențe precum 100 kHz, 36 kHz, 32,768 kHz. Cuarțul se poate folosi pentru alte frecvențe.Este prezentat și un circuit al unui generator de microputere la 135 kHz. Toate circuitele au fost asamblate ca rezultat al experimentelor cu un repetor de semnal 500 kHz - 144 MHz.

generator de 135 kHz

O caracteristică a sintetizatorului este utilizarea unui rezonator cu cuarț ceramic la 455 kHz, a unui divizor digital cu 10 și a unui multiplicator analogic cu 3. Acest generator este un dispozitiv de microputere cu un consum de curent de 1,5 mA la o tensiune de alimentare de 5 Volți. Nivelul tensiunii de ieșire poate fi semnificativ, ieșirea este de înaltă rezistență. Oscilatorul principal este reglat pe o gamă largă - de la 448 la 457 kHz sau mai mult, cu o ușoară deteriorare a stabilității frecvenței, dar este încă mai mult decât cel al unui oscilator LC. Frecvența rezultată va fi de la 134,4 la 137,1 kHz, ceea ce este convenabil pentru utilizare ca oscilator principal într-un transmițător LW. Pe tranzistorul VT1 oscilatorul principal a fost asamblat conform schemei capacitive în trei puncte. Chip IC1 - inclus conform circuitului divizor cu 10. Pornit VT2 se montează un multiplicator cu 3. Circuitul colector este folosit ca sarcină pe L1 reglat la frecvența nominală. Circuitul este înfășurat într-un miez blindat de la generatorul de ștergere de polarizare al unui magnetofon vechi și conține 50 de spire de sârmă torsionată (numărul de spire este selectat pe baza miezului existent). Creșterea valorii C5 în scădere R4 poate crește semnificativ tensiunea pe circuitul L1C7C8C9. Vezi mai mult legătură . Sursa - Revista Radio Nr. 6 1990 (Sintetizator de frecventa pe banda de 144 MHz).

generator de 100 kHz

Circuitul clasic al unui oscilator cu cuarț cu trei puncte capacitive. Atunci când utilizați un rezonator de cuarț de înaltă calitate într-un bec de sticlă, acesta este operabil în variații mari ale tensiunii de alimentare. de la 1,5 volți sau mai puțin la 12 volți. Valoarea rezistorului R2 este de la 1 kOhm la 30 kOhm. Cu o valoare nominală de 30 kOhm, consumul de curent de la un element de 1,5 V este de 40 μA. C1, C2 - modificări ale frecvenței de generare. C1 poate lipsi. Cu quartz de ceas în carcase cilindrice de dimensiuni mici, circuitul nu funcționează

Generator de 36 kHz (1 opțiune)

Acest oscilator folosește amplificatorul de putere de joasă frecvență LM386. Acesta nu este un circuit de comutare tipic pentru acest microcircuit, cu toate acestea, circuitul funcționează stabil cu rezonatoare de cuarț de joasă frecvență. Operabil la schimbarea tensiunilor de alimentare de la 5 la 12 volți. C1 - reglarea frecventei. La tensiuni joase, circuitul nu este operațional.

generator de 36 kHz (opțiunea 2)

Circuitul se bazează pe utilizarea unui amplificator de joasă frecvență cu feedback pe C2 și a unui rezonator de cuarț între bază și colector de 2 tranzistoare. Circuitul este operabil în variații mari ale tensiunii de alimentare. de la 1,5 volți sau mai puțin la 12 volți. În circuit, puteți modifica valorile oricăror elemente dintr-o gamă largă fără a încălca performanța circuitului. C2 - reglarea frecventei de generare. Frecvența, curenții de consum și puterea de ieșire se modifică. Tranzistoarele sunt interschimbabile cu KT342.

PS:
Poate că schemele descrise aici în creativitatea radioamator vă vor fi utile!