Obvod audiofrekvenčního generátoru využívající tranzistory

Dva tranzistory - field-effect VT1 a bipolar VT2 - jsou zapojeny podle složeného obvodu opakovače, který má malé zesílení a na výstupu opakuje fázi vstupního signálu. Hluboká negativní zpětná vazba (NFE) přes odpory R7, R8 stabilizuje jak zesílení, tak režim tranzistorů.

Aby však došlo ke generování, je také zapotřebí pozitivní zpětná vazba z výstupu zesilovače na jeho vstup. Provádí se přes tzv. Wienův můstek - řetězec rezistorů a kondenzátorů R1...R4, C1...C6. Wienův můstek zeslabuje jak nízké (kvůli zvyšující se kapacitě kondenzátorů C4...C6), tak vysoké (vlivem bočníkového efektu kondenzátorů C1...S3). Při centrální nastavovací frekvenci, přibližně rovné 1/271 RC, je jeho přenosový koeficient maximální a fázový posun je nulový. Při této frekvenci dochází ke generování.

Změnou odporu rezistorů a kapacity můstkových kondenzátorů lze měnit generační frekvenci v širokém rozsahu. Pro snadné použití byl zvolen desetinásobný rozsah změn frekvence pomocí duálních proměnných rezistorů R2, R4 a frekvenční rozsahy jsou přepínány (Sla, Sib) kondenzátory C1...C6.

Pro pokrytí všech zvukových frekvencí z 25 Hz až 25 kHz Tři rozsahy stačí, ale na přání můžete přidat čtvrtý, až 250 kHz (toto udělal autor). Volbou o něco větších kondenzátorů nebo hodnot rezistorů můžete frekvenční rozsah posunout dolů, čímž se např. 20 Hz až 200 kHz.

Dalším důležitým bodem při navrhování zvukového generátoru je stabilizace amplitudy výstupního napětí. Pro jednoduchost je zde použit nejstarší a nejspolehlivější způsob stabilizace - pomocí žárovky. Faktem je, že při změně teploty ze studeného stavu na plné teplo se odpor vlákna žárovky zvýší téměř 10krát! V obvodu OOS je zařazena malá kontrolka VL1 se studeným odporem cca 100 Ohmů. Odpojuje rezistor R6, zatímco OOS je malý, převažuje POS a dochází ke generování. Jak se amplituda kmitů zvyšuje, vlákno žárovky se zahřívá, zvyšuje se jeho odpor a zvyšuje se OOS, což kompenzuje POS a tím omezuje nárůst amplitudy.

Na výstupu generátoru je zapnutý krokový dělič napětí na rezistorech R10...R15, což umožňuje získat kalibrovaný signál s amplitudou od 1 mV až 1 V. Dělicí odpory jsou připájeny přímo na piny standardního pětipinového konektoru z audio zařízení. Generátor přijímá energii z jakéhokoli zdroje (usměrňovač, baterie, baterie), často ze stejného, ​​který napájí testované zařízení. Napájecí napětí na tranzistorech generátoru je stabilizováno řetězcem R11, VD1. Má smysl nahradit rezistor R11 stejnou žárovkou jako VL1 (telefonní indikátor, ve verzi „tužka“) - rozšíří se tím limity možných napájecích napětí. Aktuální spotřeba – už ne 15...20 mA.

V generátoru lze použít části téměř jakéhokoli typu, ale zvláštní pozornost by měla být věnována kvalitě duálního proměnného odporu R2, R4. Autor použil poměrně velký přesný rezistor z některých zastaralých zařízení, ale poslouží i duální rezistory z ovládání hlasitosti nebo tónu na stereo zesilovačích. Zenerova dioda VD1 - jakákoliv nízkopříkonová, pro stabilizaci napětí 6,8...9 V.

Při nastavování je třeba dbát na plynulost generování přibližně ve střední poloze jezdce trimru rezistoru R8. Pokud je jeho odpor příliš nízký, může se v některých polohách knoflíku nastavení frekvence zastavit generování a pokud je jeho odpor příliš vysoký, může být pozorováno zkreslení sinusového tvaru signálu - omezení. Měli byste také změřit napětí na kolektoru tranzistoru VT2, mělo by se rovnat přibližně polovině napětí stabilizovaného zdroje. V případě potřeby zvolte rezistor R6 a jako poslední možnost typ a typ tranzistoru YT1. V některých případech pomáhá zapojit do série s žárovkou VL1 elektrolytický kondenzátor o kapacitě min. 100 uF(„plus“ ke zdroji tranzistoru). Nakonec odpor R10 nastaví amplitudu signálu na výstupu 1 V a zkalibrujte frekvenční stupnici pomocí digitálního měřiče frekvence. Je společný pro všechny rozsahy.

Zvláštností tohoto obvodu zvukového generátoru je, že vše je postaveno na mikrokontroléru ATtiny861 a paměťové kartě SD. Mikrokontrolér Tiny861 se skládá ze dvou PWM generátorů a díky tomu je schopen generovat kvalitní zvuk a navíc je schopen generátor ovládat externími signály. Tento generátor zvukové frekvence lze použít k testování zvuku vysoce kvalitních reproduktorů nebo v jednoduchých amatérských rádiových projektech, jako je elektronický zvonek.

Obvod generátoru audio frekvence na časovači

Audiofrekvenční generátor je postaven na populárním mikroobvodu s časovačem KP1006VI1 (téměř podle standardního schématu. Frekvence výstupního signálu je asi 1000 Hz. Lze ji nastavit v širokém rozsahu úpravou jmenovitých hodnot rádiových komponent C2 a R2. výstupní frekvence v tomto návrhu se vypočítá podle vzorce:

F = 1,44/(R1+2xR2)xC2

Výstup mikroobvodu není schopen poskytovat vysoký výkon, takže výkonový zesilovač je vyroben pomocí tranzistoru s efektem pole.

Audiofrekvenční generátor na mikroobvodu a přepínači pole

Oxidový kondenzátor C1 je určen k vyhlazení vlnění napájení. Kapacita SZ připojená k pátému výstupu časovače slouží k ochraně výstupu řídicího napětí před rušením.

Postačí jakýkoli stabilizovaný s výstupním napětím od 9 do 15 voltů a proudem 10 A.

Generátor je samooscilační systém, který generuje impulsy elektrického proudu, ve kterém tranzistor hraje roli spínacího prvku. Zpočátku, od okamžiku svého vynálezu, byl tranzistor umístěn jako zesilovací prvek. Prezentace prvního tranzistoru se konala v roce 1947. K představení tranzistoru s efektem pole došlo o něco později - v roce 1953. V pulzních generátorech plní roli spínače a teprve u generátorů střídavého proudu realizuje své zesilovací vlastnosti, přičemž se současně podílí na vytváření kladné zpětné vazby pro podporu oscilační proces.

Vizuální ilustrace rozdělení frekvenčního rozsahu

Klasifikace

Tranzistorové generátory mají několik klasifikací:

• podle frekvenčního rozsahu výstupního signálu;
• podle typu výstupního signálu;
• podle provozního principu.

Frekvenční rozsah je subjektivní hodnota, ale pro standardizaci je akceptováno následující rozdělení frekvenčního rozsahu:

• od 30 Hz do 300 kHz – nízkofrekvenční (LF);
• od 300 kHz do 3 MHz – střední frekvence (MF);
• od 3 MHz do 300 MHz – vysokofrekvenční (HF);
• nad 300 MHz – ultravysoká frekvence (mikrovlnná).

Jedná se o rozdělení frekvenčního rozsahu v oblasti rádiových vln. K dispozici je zvukový frekvenční rozsah (AF) - od 16 Hz do 22 kHz. Chceme-li tedy zdůraznit frekvenční rozsah generátoru, nazývá se například HF nebo LF generátor. Frekvence zvukového rozsahu se zase dělí na HF, MF a LF.

Podle typu výstupního signálu mohou být generátory:

• sinusový – pro generování sinusových signálů;
• funkční – pro vlastní kmitání signálů speciálního tvaru. Speciálním případem je obdélníkový pulzní generátor;
• šumové generátory jsou generátory širokého frekvenčního rozsahu, ve kterých je v daném frekvenčním rozsahu spektrum signálu rovnoměrné od spodní k horní části frekvenční charakteristiky.

Podle principu činnosti generátorů:

• RC generátory;
• LC generátory;
• Blokovací generátory jsou generátory krátkých impulsů.

Kvůli zásadním omezením se RC oscilátory obvykle používají v oblasti nízkých frekvencí a zvuku a oscilátory LC ve vysokofrekvenční oblasti.

Obvody generátoru

RC a LC sinusové generátory

Nejjednodušší způsob realizace tranzistorového generátoru je v kapacitním tříbodovém obvodu – Colpittsův generátor (obr. níže).

Obvod tranzistorového oscilátoru (Colpittsův oscilátor)

V Colpittsově obvodu prvky (C1), (C2), (L) nastavují frekvenci. Zbývající prvky jsou standardní tranzistorové zapojení pro zajištění požadovaného stejnosměrného pracovního režimu. Generátor sestavený podle indukčního tříbodového obvodu – Hartleyův generátor – má stejně jednoduchý obvod (obr. níže).

Tříbodový indukčně vázaný generátorový obvod (Hartleyův generátor)

V tomto obvodu je frekvence generátoru určena paralelním obvodem, který obsahuje prvky (C), (La), (Lb). Kondenzátor (C) je nezbytný pro vytvoření kladné zpětné vazby AC.

Praktická realizace takového generátoru je obtížnější, protože vyžaduje přítomnost indukčnosti s odbočkou.

Oba generátory vlastní oscilace se primárně používají ve středních a vysokých frekvencích jako generátory nosné frekvence, v obvodech lokálních oscilátorů s nastavováním frekvence a tak dále. Regenerátory rádiových přijímačů jsou také založeny na generátorech oscilátorů. Tato aplikace vyžaduje vysokou frekvenční stabilitu, proto je obvod téměř vždy doplněn quartzovým oscilačním rezonátorem.

Hlavní generátor proudu na bázi křemenného rezonátoru má vlastní oscilace s velmi vysokou přesností nastavení hodnoty frekvence RF generátoru. Miliardy procent jsou daleko od limitu. Rádiové regenerátory používají pouze křemennou frekvenční stabilizaci.

Provoz generátorů v oblasti nízkofrekvenčního proudu a zvukové frekvence je spojen s obtížemi při realizaci vysokých hodnot indukčnosti. Přesněji řečeno v rozměrech potřebné tlumivky.

Obvod generátoru Pierce je modifikací Colpittsova obvodu, realizovaný bez použití indukčnosti (obr. níže).

Propíchněte obvod generátoru bez použití indukčnosti

V zapojení Pierce je indukčnost nahrazena křemenným rezonátorem, čímž odpadá zdlouhavá a objemná indukčnost a zároveň se omezuje horní rozsah kmitů.

Kondenzátor (C3) nedovolí, aby stejnosměrná složka základního předpětí tranzistoru prošla do křemenného rezonátoru. Takový generátor může generovat oscilace až do 25 MHz, včetně audio frekvence.

Činnost všech výše uvedených generátorů je založena na rezonančních vlastnostech oscilačního systému složeného z kapacity a indukčnosti. V souladu s tím je frekvence oscilací určena hodnocením těchto prvků.

RC proudové generátory využívají principu fázového posunu v odporově-kapacitním obvodu. Nejčastěji používaným obvodem je řetězec s fázovým posunem (obr. níže).

Obvod RC generátoru s řetězem fázového posunu

Prvky (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) provádějí fázový posun, aby získaly kladnou zpětnou vazbu nezbytnou pro vznik vlastních oscilací. Ke generování dochází při frekvencích, pro které je fázový posun optimální (180 stupňů). Obvod s fázovým posunem zavádí silný útlum signálu, takže takový obvod má zvýšené požadavky na zesílení tranzistoru. Obvod s Wienovým můstkem je méně náročný na parametry tranzistoru (obr. níže).

Obvod RC generátoru s Wien můstkem

Wienův můstek ve tvaru dvojitého T se skládá z prvků (C1), (C2), (R3) a (R1), (R2), (C3) a jedná se o úzkopásmový vrubový filtr naladěný na kmitočet oscilací. Pro všechny ostatní frekvence je tranzistor pokryt hlubokým záporným spojením.

Funkční generátory proudu

Funkční generátory jsou navrženy tak, aby generovaly sekvenci impulsů určitého tvaru (tvar je popsán určitou funkcí – odtud název). Nejběžnější generátory jsou obdélníkové (pokud je poměr trvání pulsu k periodě oscilace ½, pak se tato sekvence nazývá „meandr“), trojúhelníkové a pilové pulsy. Nejjednodušším pravoúhlým generátorem pulsů je multivibrátor, který je pro začínající radioamatéry prezentován jako první obvod k sestavení vlastníma rukama (obr. níže).

Multivibrátorový obvod - obdélníkový pulzní generátor

Zvláštností multivibrátoru je, že může používat téměř jakékoli tranzistory. Doba trvání impulsů a pauz mezi nimi je určena hodnotami kondenzátorů a rezistorů v základních obvodech tranzistorů (Rb1), Cb1) a (Rb2), (Cb2).

Frekvence vlastního kmitání proudu se může lišit od jednotek hertzů až po desítky kilohertzů. VF vlastní oscilace nelze na multivibrátoru realizovat.

Generátory trojúhelníkových (pilových) pulsů jsou zpravidla postaveny na bázi generátorů pravoúhlých pulsů (hlavní oscilátor) přidáním korekčního řetězce (obr. níže).

Obvod generátoru trojúhelníkových impulzů

Tvar pulsů, blízký trojúhelníku, je určen nabíjecím a vybíjecím napětím na deskách kondenzátoru C.

Blokovací generátor

Účelem blokovacích generátorů je generovat silné proudové impulsy se strmými hranami a nízkým pracovním cyklem. Doba pauz mezi pulzy je mnohem delší než doba trvání samotných pulzů. Blokovací generátory se používají v pulzních tvarovačích a porovnávacích zařízeních, ale hlavní oblastí použití je hlavní horizontální skenovací oscilátor v informačních zobrazovacích zařízeních založených na katodových trubicích. Blokovací generátory se také úspěšně používají v zařízeních pro konverzi energie.

Generátory založené na tranzistorech s efektem pole

Charakteristickým znakem tranzistorů s efektem pole je velmi vysoký vstupní odpor, řádově srovnatelný s odporem elektronek. Výše uvedená obvodová řešení jsou univerzální, jsou jednoduše uzpůsobena pro použití různých typů aktivních prvků. Generátory Colpitts, Hartley a další, vyrobené na tranzistoru s efektem pole, se liší pouze jmenovitými hodnotami prvků.

Obvody pro nastavení frekvence mají stejné vztahy. Pro generování vysokofrekvenčních oscilací je poněkud výhodnější jednoduchý generátor vyrobený na tranzistoru s efektem pole pomocí indukčního tříbodového obvodu. Faktem je, že tranzistor s efektem pole, který má vysoký vstupní odpor, nemá prakticky žádný bočníkový účinek na indukčnost, a proto bude vysokofrekvenční generátor pracovat stabilněji.

Generátory hluku

Charakteristickým rysem generátorů šumu je rovnoměrnost frekvenční odezvy v určitém rozsahu, to znamená, že amplituda oscilací všech frekvencí zahrnutých v daném rozsahu je stejná. Generátory šumu se používají v měřicích zařízeních k vyhodnocení frekvenčních charakteristik testované cesty. Zvukové generátory jsou často doplněny korektorem frekvenční odezvy, aby se přizpůsobily subjektivní hlasitosti pro lidský sluch. Tento hluk se nazývá „šedý“.

Video

Stále existuje několik oblastí, ve kterých je použití tranzistorů obtížné. Jedná se o výkonné mikrovlnné generátory v radarových aplikacích a tam, kde jsou vyžadovány zvláště výkonné vysokofrekvenční impulsy. Výkonné mikrovlnné tranzistory ještě nebyly vyvinuty. Ve všech ostatních oblastech je naprostá většina oscilátorů vyrobena výhradně s tranzistory. Důvodů je několik. Za prvé, rozměry. Za druhé, spotřeba energie. Za třetí, spolehlivost. Kromě toho lze tranzistory vzhledem k povaze jejich struktury velmi snadno miniaturizovat.

Jednoznačnou výhodu v jednoduchosti a stabilitě provozu vykazoval generátor podle navrženého zapojení (je zjednodušeno na obr. 1). Tam je žárovka, fungující jako výměnný obchod, připojena k výstupu tranzistorového proudového zesilovače, aby se snížilo zatížení obvodu generátoru. V obvodu je k dispozici stejný zesilovač. Ukázalo se však, že s výstupním napětím 1 V, s výjimkou zesilovače, neovlivňuje parametry generátoru: vlákno lampy se téměř nezahřívá a amplituda výstupního signálu se při ladění frekvence prakticky nemění. . Možná, že s výstupním napětím 4 V je zesilovač užitečný, ale pro hlavní oscilátor (MO) to není potřeba. Kromě zesilovačů na bázi tranzistorů jsme při testování na prkénku namísto konvenčních operačních zesilovačů testovali také mikroobvody SSM2135 a SSM2275, které poskytují výrazně vyšší výstupní proud. V tomto případě se lampa může zahřát bez dalšího zesilovače, ale také nebyl zaznamenán žádný rozdíl ve stabilitě amplitudy a úrovni zkreslení. V obvodu generátoru je dosaženo nejmenšího zkreslení signálu při určitém optimálním výstupním napětí, zvoleném pomocí trimovacího rezistoru. V generátoru podle obvodu znázorněného na Obr. 1 in, nejsou k dispozici žádné regulátory a amplitudu výstupního signálu lze změnit volbou odporu R3. Pro získání napětí 1 V byl zapotřebí rezistor R3 s odporem asi 13 kOhm.

Současné zvýšení amplitudy umožňuje zvýšit horní mezní frekvenci generování se stejnými prvky. Potřeba používat frekvence nad 100 kHz v praxi audiotechniky podle mého názoru vzniká extrémně zřídka. Během experimentů bylo zjištěno, že při výměně stabilizační lampy se mírně mění koeficient harmonického zkreslení a výstupní napětí. Pro měření v prototypu SG byly použity mikrolampy optočlenů. Při frekvenci 1 kHz byly získány následující výsledky: pro OEP-2 kg je 0,11 a 0,068 %; pro OEP, 23 a 0,095 %; pro OEP 1 a 0,12 % (každá dvě kopie). U několika výbojek jiných typů se ukázalo kg 0,17, 0,081, 0,2 a 0,077 %. Měření ukázala, že ohřev vlákna je extrémně malý (odpor optočlenového fotorezistoru se prakticky nemění), i když stabilizace amplitudy GB je velmi účinná. Tranzistory s efektem pole stabilizují amplitudu výstupního signálu o nic hůře, ale zkreslení je větší.

Je třeba poznamenat, že ne všechny operační zesilovače mohou pracovat na nejvyšší frekvenci (100 kHz) ve studované verzi generátoru. Duální operační zesilovače OP275 nebo NE5532 snadno poskytují generování na této frekvenci a mikroobvod SSM2135 může generovat na frekvencích ne vyšších než 92 kHz.

Informace o zde uvedených obvodech jsou pro výrobu měřicího generátoru zcela dostačující, ale podrobnější informace a metody výpočtu naleznete v článcích.

Pro získání maximálního výstupního napětí asi 10 V rms. Je vyžadován výstupní zesilovač, který zvýší napětí hlavního oscilátoru 10krát. V plnohodnotném zařízení musíte ovládat frekvenci a napětí výstupního signálu. Nejjednodušší způsob je vybavit generátor jednoduchým měřičem frekvence a voltmetrem. Tato zcela nezávislá zařízení jsou umístěna na samostatných deskách, což usnadnilo experimentální testování všech uzlů a eliminovalo jejich vzájemné ovlivňování.

Kompletní zapojení měřicího generátoru s frekvenčním měřičem a voltmetrem je na Obr. 2.

Na jedné desce je namontován hlavní oscilátor (DA1), na druhé měřič frekvence (DA3) a na třetí výstupní zesilovač a voltmetr (DA2). Ukazuje se, že celé zařízení, kromě napájecího zdroje, je sestaveno pouze na třech mikroobvodech, takže instalaci lze snadno provést na části prototypové desky s plošnými spoji.

Hlavní technické parametry

Frekvenční intervaly generátoru a měřiče frekvence, Hz, v podrozsahu
I.......7...110
II......89...1220
III................828...11370
IV......8340...114500
Výstupní napětí generátoru, V................0...10
Útlum atenuátoru, dB. 0.10/20/30/40
Výstupní impedance
Ohm..........................100/160
GB harmonický koeficient, %, v dílčím rozsahu
I (nad 30 Hz) .............0,16
II.................................0,105
III..........................0,065
IV.......................0.09

Pro každý z podrozsahů je uvedena průměrná hodnota harmonického koeficientu, která byla získána bez jakékoli volby prvků (kromě volby žárovky) při měření signálu na výstupu hlavního oscilátoru. Při ladění frekvence se amplituda signálu měnila velmi málo.

Hlavní oscilátor na čipu DA2 pracuje ve čtyřech dílčích rozsazích s mírným přesahem na okrajích. Nastavení frekvence se provádí pomocí duálního proměnného odporu R17. Pro ladění lze použít jeden rezistor, ale překrytí v dílčím rozsahu bude výrazně menší. Pokud je vestavěn měřič frekvence, není potřeba přesně upravovat hranice rozsahu nebo zajišťovat lineární změnu frekvence pomocí proměnných rezistorů skupiny B s nelineární regulační charakteristikou. Pomocí frekvenčního měřítka lze snadno nastavit požadovanou frekvenci signálu generátoru.

Jednoduché analogové frekvenční měřiče jsou obvykle sestaveny na TTL čipech, protože je snazší měřit vysoké frekvence. Při připojení takového frekvenčního měřiče proto došlo k určitému překvapení, které přineslo znatelné rušení: při frekvenci 100 kHz vykazoval INI nárůst harmonického koeficientu na 0,7 %. Toto zařízení používá čip CMOS K561LA7 (DD1). Spotřeba proudu a rušení z frekvenčního měřiče jsou výrazně menší. Pro snížení tohoto rušení na minimum je třeba zvolit odpor izolačního odporu R1 minimálně 100 kOhm, při 100 kHz pak hodnota Kg nepřesáhne 0,3 %. Na ostatní rozsahy nemá připojení frekvenčního měniče prakticky žádný vliv. Pro další snížení úrovně rušení z měřiče kmitočtu je na jeho vstupu instalován sledovač zdroje VT1 (KPZZB).

Princip činnosti analogových měřičů frekvence je znám a popis činnosti monostabilního zařízení lze nalézt v. Přepínání dílčích rozsahů frekvenčního měřiče se provádí stejným přepínačem SA1, který spíná frekvenci generátoru. Pokud je možné zvolit kondenzátory C2, SZ, C4 a C5 tak, aby se jejich kapacity lišily přesně 10x, pak není potřeba instalovat trimovací odpory R6-R9.

Ale můžete použít kondenzátory bez výběru a upravit hodnoty v každém podrozsahu pomocí externího frekvenčního měřiče (například v INI S6-11).

Dalším překvapením byla znatelná nelinearita stupnice mikroampérmetrů použitých v zařízení. Na základě dostupnosti a estetických hledisek používá měřič frekvence M4247 100 µA mikroampérmetr a voltmetr používá M4387 300 µA mikroampérmetr. Oba typy zařízení byly instalovány do magnetofonu pro ovládání úrovně záznamu signálu, obvykle mají jednu stupnici, odstupňovanou v decibelech. Je jasné, že zvláštní přesnost zde nebyla vyžadována. Ale s aplikovaným skutečným měřítkem čtení měřící nástroje stejného typu(!) byly výrazně odlišné buď na začátku, nebo na konci škály. S počítačem a tiskárnou však lze novou váhu vyrobit velmi rychle. Obtíž spočívá v pečlivém otevření pouzdra mikroampérmetru pro instalaci stupnice, ale to bude muset být provedeno, protože ve voltmetru kromě obvyklého 10 V stupnice musíte mít stupnici 3,16 V a pro každého v oblasti audiotechniky je důležité umět číst v decibelech. Přirozeně nic nebrání použití jiných mikroampérmetrů vyšší třídy s již hotovými stupnicemi.

Koncový stupeň založený na operačním zesilovači DA5.2 (TL082 nebo TL072), který zvyšuje amplitudu signálu na 10 V, také mírně zvyšuje nelineární zkreslení. Tato kaskáda se od popsané v liší pouze tím, že je navíc zaveden přepínač SA2 „xO,316“ pro změnu úrovně výstupního signálu o 10 dB (nastaveno trimovacím rezistorem R30) a paralelně k němu připojené tlačítko SB1. S otevřenými kontakty spínače může toto tlačítko rychle vytvářet skokové změny úrovně o 10 dB, což je velmi výhodné při nastavování automatických regulátorů úrovně a měřičů úrovně. Použití maximálního napájecího napětí (+/-17,5 V) pro zesilovač umožnilo získat maximální amplitudu výstupního signálu bez omezení minimálně 10 V. Zdroj je vybaven stabilizátory s nastavitelným napětím.

Asymetrické omezení amplitudy lze korigovat úpravou vhodného napájecího napětí. Maximální napětí 10 V na výstupním konektoru X1 se nastavuje rezistorem R31. Poté se otevře spínač SA2 a nastaví se napětí trimovacím rezistorem R30 přesně o 10 dB níže, tedy 3,16 V. K tomu má výstupní voltmetr druhou stupnici. V napěťovém děliči je nutné volit odpory pro zajištění přesné změny amplitudy výstupního signálu v krocích po 20 dB. Někdy stačí jednoduše prohodit dva odpory stejné hodnoty v děliči. Výhodou takového atenuátoru je konstantní výstupní impedance generátoru při libovolném výstupním napětí (zde 160 Ohmů).

Měření ukázala, že při výstupním napětí 7,75 V při frekvenci 20 Hz má generátor Kg = 0,27 %; a při napětí 77 mV (-40 dB) - K = 0,14 %. V rozsahu II při Uout = 7,75 V Kg<0,16%, в диапазоне III Kr = 0,08...0,09 %. В полосе частот 10...20 кГц при 11ВЫХ = 7,75 В Кг= 0,06 %, а на более высоких частотах возрастал до 0,32 % на частоте 100 кГц. Для обычной эксплуатации прибора это вряд ли имеет значение, хотя возможно подобрать для выходного усилителя другой ОУ. Увы, популярный в звукотех-нической аппаратуре ОУ NE5532 на высокой частоте превращает синусоиду амплитудой 10 В в "пилу".

Celý generátor nespotřebovává více než 14 mA ze zdroje přes obvod +17,5 V a ne více než 18 mA přes obvod -17,5 V, takže jako T1 lze použít jakékoli zařízení s nízkou spotřebou transformátor, poskytující požadovaná napětí (2x18 V).

Vzhled zařízení je znázorněn na obrázku Obr. 3. Generátor je umístěn v plastové skříni o rozměrech 200x60x170 mm; Podobných pouzder je v prodeji poměrně hodně. Zařízení využívá přepínače PG2-15-4P9NV a páčkové přepínače P1T-1-1V a také tlačítko KM1-1. Všechny oxidové kondenzátory kromě C8 jsou pro napětí 25 V. Výstupní konektor X1 - JACK6.3. Provozní zkušenosti ukazují, jak oprávněné je použití takového konektoru. První dojmy potvrzují, že někdy je toto zařízení pohodlnější než GZ-102 a při nízkých frekvencích je stabilizace amplitudy stabilnější a není vyžadován žádný výběr dílů. Po sestavení potřebujete nějakou dobu přístup k INI, například C6-11, pro konfiguraci. Pomocí rezistorů trimru můžete rychle nastavit hodnoty přístroje a zkontrolovat parametry generátoru. Pokud se ukáže, že zkreslení je velké ve všech dílčích rozsazích, měli byste zvolit jinou lampu (můžeme doporučit SMN6.3-20 nebo podobnou). Pro nastavení můžete použít další zařízení - voltmetry, měřiče frekvence.

Chcete-li vytvořit stupnici nástroje, musíte nakreslit lineární stupnici a zaznamenat hodnoty napětí v celém rozsahu ladění. Poté je třeba pomocí PC vyrobit nové měřítko zohledňující naměřené chyby a vytisknout jej pomocí tiskárny na fotopapír. Nemá smysl zde mluvit o přesnosti, protože závisí na správnosti odečtů přístrojů použitých pro kalibraci. Nyní byly opravárenské a inspekční služby z velké části zrušeny; nyní se navrhuje používat certifikovaná zařízení. Ale certifikace, i když zvyšuje cenu zařízení, nijak neovlivňuje přesnost jejich odečtů. Při experimentech s generátory byly tedy použity tři INI S6-11 a jejich hodnoty byly mírně odlišné.

LITERATURA

1. Generátor 34 s nízkým nelineárním zkreslením. - Rozhlas, 1984, č. 7, s. 61.

2. Nevstruev E. Generátor signálu 34. - Rádio, 1989, č. 5, s. 67-69.

3. Petin G. Aplikace gyrátoru v rezonančních zesilovačích a generátorech. - Rozhlas, 1996, č. 11, s. 33, 34.

4. Biryukovova zařízení založená na integrovaných obvodech MOS. - M.: Rozhlas a komunikace, 1990.

5. Šité digitální čipy. - M.: Rozhlas a komunikace, 1987.

6. Generátor sinusových vln. - Rozhlas, 1995, č. 1, s.45.

Nízkofrekvenční generátor na tranzistorech, ladění jedním rezistorem.

http://nowradio. *****/generátor%20NCH%20na%20tranzistorax%20s%20perestroykoy%20odnim%20rezistorom. htm

Nízkofrekvenční generátor od 18 Hz do 30 KHz. Rozsah je rozdělen do čtyř podrozsahů. Pro stabilizaci výstupního napětí se používá systém AGC. Úroveň výstupního napětí při zátěži 15 kOhm je minimálně 0,5 V. Pro další použití generátoru je potřeba použít koncový stupeň s nízkým výstupním odporem. Například sledovač emitoru s nízkoimpedanční zátěží. Hlavní částí generátoru je třístupňový zesilovač na tranzistorech T4, T5 a T1 s přenosovým koeficientem cca 1. Zesilovač je krytý zápornou zpětnou vazbou, jejíž obvod zahrnuje dva fázově posuvné stupně sestavené na tranzistorech T2, na kterých jsou umístěny tranzistory T2. T3. Každý z nich zavádí fázový posun, který se mění od nuly do 180°, jak se frekvence mění od nuly do nekonečna. Modul součinitele prostupu těchto kaskád nezávisí na frekvenci a zavedeném fázovém posunu a blíží se 1. Na jedné z frekvencí, což je kvazirezonanční frekvence generátoru, je tedy zavedený celkový fázový posun. fázovým posuvníkem se rovná 180° a zpětná vazba se stává kladnou. Pokud je koeficient přenosu dostatečný, pak zařízení začne generovat na této frekvenci. Konstrukce tohoto generátoru umožňuje získat poměrně vysoký koeficient frekvenčního překrytí na dílčích pásmech (více než 10), avšak jeho zvýšení nad 6-8 je nepraktické kvůli kompresi kmitočtového rozsahu na konci dílčího pásma. Při vysokých frekvencích fázový posun zavedený tranzistory mírně zvyšuje překrytí frekvencí. Pro stabilizaci amplitudy výstupního signálu je použit systém AGC se zpožděním. AGC detektor je vyroben na diodách D1 a D2, připojených k výstupu generátoru přes emitorový sledovač na tranzistoru T6. To umožnilo vyhnout se nelineárnímu zkreslení AGC detektorem. Jak se výstupní signál zvyšuje, jeho amplituda se ukazuje být větší než otevírací napětí diod D1 a D2. Ten se otevře a konstantní napětí na kondenzátoru C9 se zvýší. V důsledku toho se kolektorový proud tranzistoru T5 zvyšuje a následně kolektorový proud tranzistoru T4 klesá. V důsledku toho se ekvivalentní odpor kladné zpětné vazby snižuje a v souladu s tím se snižuje zisk a následně výstupní signál. Snížení nelineárních zkreslení zaváděných systémem AGC je dosaženo negativní zpětnou vazbou, která pokrývá kaskády na tranzistorech T4 a T5. Ke zpoždění AGC dochází v důsledku použití křemíkových diod D1, D2 a tranzistoru T5, jejichž napětí báze-emitor diodu D1 uzavírá. Při nastavování generátoru byste měli použít trimovací rezistor R1 pro nastavení výstupního napětí v rozmezí 0,5-0,55 V a pomocí rezistorů R4 a R9 dosáhnout minimálního nelineárního zkreslení.

Nízkofrekvenční generátor s Winnovým můstkem

http://*****/NCH%20generator%20s%20mostom%20Vinna%Kgc. htm

Použitím Wynnova můstku ve zpětnovazebním obvodu lze z konvenčního zesilovače získat generátor harmonických kmitů. Generátor je napájen 9voltovou baterií (odběr proudu 10 mA) a vytváří sinusový signál s amplitudou 1 V ve frekvenčním rozsahu od 10 Hz do 140 kHz. Generující část je tvořena operačním zesilovačem OP1 s kladnou zpětnovazební smyčkou tvořenou obvodem RC Winn z rezistorů R3, R4, potenciometrů 100k a kondenzátorů C1-C8. Dílčí rozsah se volí dvojitým přepínačem a plynulé nastavení v rámci dílčího rozsahu se provádí dvousekčním potenciometrem 100k. Pro udržení stabilní amplitudy výstupního signálu jsou v obvodu záporné zpětné vazby zahrnuty omezovací diody VD1, VD2 a rezistor R7. Druhý operační zesilovač funguje jako vyrovnávací zesilovač, izolující obvod Wynne od vlivu vnější zátěže. Pomocí potenciometru VR2 se nastavuje úroveň výstupního signálu. Polohy přepínačů odpovídají následujícím frekvenčním dílčím rozsahům: "1" - 10Hz; "2" - 100 Hz; "3" -1...14 kHz; "4" - 10 kHz. Zařízení se snadno montuje na univerzální montážní desku a vejde se do kompaktního pouzdra.

Rozhlasový průvod č. 3 2004 str. 24

Generátor vyrábí střídavé napětí symetrického obdélníkového, trojúhelníkového a sinusového tvaru a je určen pro testování a ladění různých nízkofrekvenčních zařízení. Jednoduchost obvodu a funkčnost zpřístupňují generátor pro opakování. Schéma elektrického obvodu je znázorněno na obrázku.

Generátor sinusových vln

http://nowradio. *****/sinusový%20generátor%20NCH. htm

Diagram ukazuje jednoduchý sinusový generátor vyrobený z dostupných prvků. Svými parametry plně vyhovuje požadavkům na měřicí generátory z hlediska stability generovaných kmitů, nelinearity, plynulosti a stupňovité regulace úrovně výstupního napětí, nízké proudové spotřeby energie. Tento generátor lze použít jako zdroj nízkofrekvenčních kmitů při nastavování a testování prvků rozhlasových přijímačů, reproduktorů a pro testování dalších měřicích přístrojů.

Hlavní technické vlastnosti.

Rozsah generovaných kmitů, Hz

Coeff. nelineární zkreslení ne více než, %,

v podrozsahech: 10...40 a 85000Hz 0,8

40...85000 Hz 0,3

Maximální kolísání výstupního napětí, V 18

Změna amplitudy výstupního napětí v celém rozsahu

frekvence již ne, dB 0,2

Už žádná spotřeba energie. W 2

Nízkofrekvenční sinusový generátor na čipu DA1 je vyroben pomocí můstkového obvodu Robinson-Wine. Volba dílčího rozsahu (10Hz, 0,1 ..1 kHz, 1 10 kHz, 1 kHz) se provádí přepínačem SA1 a plynulé nastavení frekvence se provádí duálním proměnným rezistorem R2. Pro získání úměrnosti mezi úhlem natočení a změnou frekvence je nutné, aby proměnný rezistor měl exponenciální charakteristiku změny odporu (skupina B). Požadavky na shodný odpor každého ze dvou proměnných rezistorů nejsou tak vysoké, protože malé rozdíly lze kompenzovat trimovacím rezistorem R7. Obvod záporné zpětné vazby operačního zesilovače obsahuje dynamickou vazbu skládající se z rezistoru R4 a tranzistoru VT1. Činností tohoto spoje bylo dosaženo stabilizace amplitudy generovaných kmitů v celém rozsahu. Linka je řízena změnou napětí na hradle tranzistoru s efektem pole, který je napájen z výstupu operačního zesilovače. Jakákoli změna na výstupu mikroobvodu DA1 způsobí změnu odporu kanálu zdroje odtoku, což zase vede ke změně zesílení kaskády. Nízkofrekvenční napětí z výstupu prvního stupně je přivedeno přes napěťový dělič na R10R11 na neinvertující vstup zesilovače na čipu DA2. Koeficient prostupu této kaskády je 10. Stejnosměrný provoz kaskády je vyvážen trimovacím rezistorem R12. Na výstup stupně je připojen atenuátor s dB útlumem. Zařízení je napájeno ze střídavé sítě přes snižovací transformátor se střídavým napětím na sekundárním vinutí 21+21 V. Při návrhu generátoru by měly být kondenzátory C1 - C8 voleny s tolerancí jmenovité odchylky nejvýše 1 %, jejich umístěním přímo mezi lamely sušenkového spínače SA1. Zařízení je osazeno na desce plošných spojů z fólie getinax. Generátor se konfiguruje v následujícím pořadí. Na společný bod rezistorů R10, R11 je připojen osciloskop. Přepínač SA1 je nastaven do polohy druhého dílčího pásma. Trimrové rezistory R6 a R7 slouží k buzení generátoru a otáčením proměnného rezistoru R2 se kontroluje přítomnost generování v celém rozsahu pohybu jeho motoru. Poté se nastaví první dílčí rozsah a proměnný odpor R2 se nastaví do polohy 2/3 maximální hodnoty odporu. Úpravou upravených rezistorů R6 a R7 je zvolena jejich poloha, kde je sinusové zkreslení minimální. K získání hodnoty koeficientu nelineárního zkreslení specifikované v technických specifikacích je třeba provést úpravy pomocí měřiče nelineárního zkreslení. Na výstup čipu DA2 by měl být připojen voltmetr s mezí měření 0,5...1 V a pro vyvážení činnosti zesilovače na čipu DA2 by měl být použit trimrový rezistor R12. Regulátor pro plynulou změnu výstupního signálu (R11) je kalibrován měřením napětí přímo na výstupním konektoru XS1 v poloze atenuátoru 0 dB. Postupným nastavením hodnot 1, 2,3 V atd. se na stupnici regulátoru zaznamenávají značky.

Radioamatér č. 5 2001 str. 22

Funkční generátor 15Hz – 15KHz

http://nowradio. *****/funkcionalnuy%20generator%2015Gc-15Kgc. htm

Při nastavování zařízení pro reprodukci zvuku s nízkou frekvencí můžete potřebovat signál nejen sinusového tvaru, ale také obdélníkového nebo trojúhelníkového tvaru.

Obrázek ukazuje schéma funkčního generátoru, který produkuje sinusové, obdélníkové a trojúhelníkové oscilace v rozsahu od 15 Hz do 15 kHz. Celý rozsah je pokryt bez spínání jedním proměnným rezistorem R2. Na operačních zesilovačích A1.1 a A1.2 je vyroben multivibrátor. Obdélníkové impulsy jsou odstraněny z výstupu A1.1. Trojúhelníkové jsou odstraněny z výstupu A1.2 (přes vyrovnávací paměť na A1.4) a pro získání signálu tvaru blízkého sinusovému (parabolickému tvaru) je použit budič na diodách VD3-VD6, ze kterého je výsledný signál je odeslán do přídavného zesilovače na A1.4. Zdroj energie je na nízkopříkonovém transformátoru T1, se sekundárním vinutím 5-7V AC. Půlvlnný usměrňovač na VD7 a VD8 vytváří bipolární napětí, které je stabilizováno zenerovými diodami VD1 a VD2. Při nastavování je třeba nastavit symetrii signálu blízkou sinusovému tvaru volbou odporů R8 nebo R9. Je vhodné vzít diody VD3-VD6 ze stejné šarže.

Radioconstructor č. 9 2008 str. 17

Převzato z http://. ru/forum/-info-80795.html

Důležité.Tato FG je z časopisu Radio No. 6 1992 str. 44.

Viz také „GKCH Lukin 300KHz“ a jeho trojúhelník-sinusový převodník.

20. Trojúhelníkový na sinusový měnič napětí. http://*****/u2.htm

17. Trojúhelníkový na sinusový měnič napětí se sekvenční aproximací.

http://*****/u2.htm

48. Nelineární převodník napětí pily na sinusový průběh.

49. Sinusový utvářeč napětí.

52. Převodník pilového napětí na sinusový.

Nízkofrekvenční generátor je jedním z nezbytných zařízení v radioamatérské laboratoři. Široká škála zařízení, pro jejichž instalaci je toto zařízení potřeba, určuje vysoké požadavky kladené na jeho parametry. „V poslední době“ se spolu s klasickými generátorovými obvody využívajícími laditelné rezonanční jednotky jRC jako prvek pro nastavení frekvence stále více rozšiřují takzvané funkční generátory (FG). Mezi jejich výhody patří: vysoká stabilita amplitudy výstupního napětí; schopnost generovat infra-nízké frekvence; prakticky nulový čas pro nastavení výstupního napětí a frekvence; absence vzácných dílů v konstrukci (například dvojité přesné proměnné rezistory a termistory). Funkční generátory navíc umožňují získat napětí nejen sinusového, ale i obdélníkového a trojúhelníkového tvaru. Známé obvody takových generátorů však mají i řadu nevýhod, z nichž mezi hlavní patří relativně vysoká úroveň nelineárních zkreslení sinusového

signál a omezený frekvenční rozsah v ultrazvukovém frekvenčním rozsahu.

Rýže. 1. Schéma zapojení generátoru

Popsaný generátor funkcí, ve kterém jsou tyto nevýhody co nejvíce sníženy, má tyto hlavní parametry:

Tvar výstupního napětí. ……. Sinusový, trojúhelníkový, obdélníkový

Rozsah generovaných frekvencí, Hz……0,

Počet dílčích pásem ………… b

Harmonický koeficient, %:

až 50 kHz…………o.5

až 300 kHz……………… 1,0

Nerovnoměrnost amplitudově-frekvenčních charakteristik: %;

až 50 kHz ……………… 1

až 300 kHz ……………… 3

Doba trvání pravoúhlých napěťových front, nikoli …………… 250

Maximální dvojnásobná amplituda napětí -

všechny formy, B…-…………. 10

Maximální zatěžovací proud, mA……. třicet

Dělicí poměry děliče výstupního napětí, časy... .. . …….. 1, 10, 100, 1000

Plynulé nastavení amplitudy výstupního napětí. ………….. Alespoň 1:20

V obvodu generátoru funkcí je kromě hlavního výstupu přídavný diferenciální, jehož amplituda a tvar napětí se nastavují synchronně s hlavním výstupem a fázový posun je 180°. Zpoždění čela signálu na diferenciálním výstupu vůči hlavnímu není větší než 40 ns. K dispozici je také obdélníkový pulzní výstup s úrovní odpovídající logickým úrovním TTL a nastavitelným pracovním cyklem v rozsahu od 11 do 10.

Základem FG je uzavřený relaxační systém, sestávající z integrátoru a komparátoru a určený k vytváření kmitů pravoúhlých a trojúhelníkových tvarů. Časová konstanta integrátoru založeného na operačním zesilovači (op-amp) A1(obr. 1), a proto frekvence generovaných kmitů závisí na kapacitě jednoho z kondenzátorů C2...C7, který je připojen k obvodu záporné zpětné vazby pomocí spínačů S1…S4. Napětí z výstupu integrátoru je přiváděno na vstup bipolárního komparátoru na operačním zesilovači A2 a po dosažení jeho spouštěcího prahu polaritu výstupního napětí A2, a následně se na vstupu integrátoru změní na opačný a cyklus se opakuje. Plynulé nastavení frekvence se provádí rezistorem R7.

K převodu trojúhelníkového napětí na sinusové napětí se používá osvědčený funkční obvod měniče na tranzistoru s efektem pole, podrobně popsaný v. Pro usnadnění ustavení PG a zlepšení ukazatelů kvality je napětí do převodníku napájeno z (výstup samostatného zesilovače stupnice A3. Nastavení jeho zesílení a nulového offsetu pomocí odporů R22 A R23 umožňují optimalizovat tvar trojúhelníkového napětí přiváděného do funkčního měniče na tranzistoru V8, a výrazně zlepšit tvar sinusovky. Nutnost zavedení izolačního kondenzátoru C8 je určeno tím, že se vychází z frekvencí několika kilohertzů na výstupu integrátoru A1 K posunu průměrné úrovně signálu dochází v důsledku asymetrie prahů odezvy komparátoru, která se objevuje při vysokých frekvencích. Bez kondenzátoru C8 trojúhelníkové napětí na výstupu PG se stane asymetrickým vzhledem k nule a tvar sinusového signálu je ostře zkreslený.

Trojúhelníkový napěťový výstup PLYN Kromě funkčního měniče se přivádí na vstup Schmittovy spouště vyrobené na tranzistoru V10 a mikroobvod D.L. Pracovní cyklus pravoúhlých impulsů na výstupu 8 D1 lze změnit úpravou prahové hodnoty spouštění pomocí odporu R24.

Napětí sinusových, trojúhelníkových nebo obdélníkových tvarů přes přepínače výstupních průběhů 55, S6.2 přiváděny do zesilovače koncové stupnice A4 a poté do výkonového zesilovače pomocí tranzistorů V15, V16. Napájení operačního zesilovače A4 napájeno přes RC filtry R43C11 A R47C13, zabránění možnému vybuzení zesilovače. V obvodu záporné zpětné vazby zesilovače je zahrnut proměnný odpor R40,. které plynule regulují amplitudu výstupního napětí. Tento způsob regulace, na rozdíl od zapnutí potenciometru na vstupu operačního zesilovače, činí stupnici regulátoru amplitudy jednotnou pro všechny formy výstupního napětí a zlepšuje poměr signálu k šumu při nízkých úrovních výstupního napětí.

Na výstupu zesilovače je zařazen krokový dělič, který umožňuje zeslabit výstupní signál 10, 100 nebo 1000krát. Čtyři stupně dělení lze získat pouze pomocí dvou klíčových přepínačů - současným stisknutím S7 a S8 Dělicí koeficient je 1000. Výhodou této metody je, že při stisku kláves (dělicí koeficient je 1) se odpojí dělicí odpory od výstupu zesilovače, což v tomto režimu mírně zvyšuje jeho zatížitelnost.

Diferenciální výstup přijímá napětí z invertujícího zesilovače podobného obvodu jako Operační zesilovač A5 a tranzistory V17, V18. Jeho vstup je připojen k výstupu prvního zesilovače a napěťové zesílení je 1. Diferenční výstupní dělič napětí spíná synchronně s hlavním děličem. Je snadné vidět, že rozdíl napětí mezi hlavním a diferenciálním výstupem je roven dvojnásobku amplitudy napětí na každém z nich. Kromě možnosti získat dvojnásobnou amplitudu signálu je přítomnost diferenciálního výstupu nezbytná při nastavování řady zařízení s diferenciálním vstupem, například záznamníků nebo diferenciálních měřicích zesilovačů.

O Zvláštní zmínku si zaslouží role štafety K1. Faktem je, že okraje pravoúhlých impulsů z výstupu komparátoru, pokud jsou přímo připojeny ke spínači S6.2, snadno pronikne přes svou pro-kódovou kapacitu na vstup koncového zesilovače a způsobí výrazné zkreslení tvaru trojúhelníkových a sinusových signálů. Reléové kontakty K1, spínací obvody mající značnou relativní vstupní kapacitu A4, jsou spojeny při generování napětí - uvedeného tvaru se společným vodičem, což zcela eliminuje tento typ zkreslení.

Generátor je napájen z libovolného bipolárního stabilizovaného zdroje s napětím ±15 V, s nízkým zvlněním výstupního napětí a přípustným zatěžovacím proudem minimálně 0,15 A. Lze použít např. napájecí zdroj generátoru popsaný v. Při výběru a nastavení napájecího zdroje byste měli věnovat zvláštní pozornost eliminaci samobuzení stabilizátoru napětí, které je velmi pravděpodobné při napájení obvodů generátoru.

Mikroobvody K574UD1A lze nahradit K574UD1B. Pokud omezíte pracovní frekvenci generátoru na 30 kHz, je možné je nahradit K140UD8B, bez změny schématu zapojení. Místo 153UD1 můžete použít K153UD1 nebo K553UD1 (s libovolným písmenem), ale pro získání maximální generovací frekvence 300 kHz může být vyžadován jejich výběr. Při frekvencích do 100 kHz pracují tyto typy operačních zesilovačů bez volby. Při použití jako A2 Pro jiné typy operačních zesilovačů není možné získat generační frekvenci vyšší než 50...70 kHz s uspokojivou linearitou frekvenční charakteristiky.

Tak jako D1 Můžete použít libovolné měniče řady K133, K155. Tranzistory KT315 a KT361 lze nahradit libovolnými nízkovýkonovými křemíkovými tranzistory s odpovídající vodivostí a podobnými parametry. Pokud jsou ve výkonových zesilovačích použity tranzistory řady KT814, KT815 (s libovolným písmenem), lze výrazně zvýšit zatížitelnost generátoru. S takovou výměnou jsou hodnoty odporu R53…R56 A R57…R64 by měla být snížena asi 5krát. Diody D223 lze nahradit libovolnými vysokofrekvenčními křemíkovými diodami, diodami D311 - D18, GD507 a místo tranzistoru KP303E - KP303G nebo KP303F. Kondenzátory C2, CS - K53-7 nebo jiné nepolární. Zbývající kondenzátory jsou keramické typy KM, KLS, KTK atd. Můžete použít i papírové kondenzátory. Pokud se očekává, že FG bude pracovat ve významném teplotním rozsahu, je nutné zvolit typy kondenzátorů C2…C7 s malým TKE. Předběžný výběr nominálních hodnot C2…C6 s přesností 1% výrazně zjednodušuje nastavení.

Co je to generátor zvuku a k čemu se používá? Pojďme si tedy nejprve definovat význam slova „generátor“. Generátor – z lat. generátor- výrobce. To znamená, abych vysvětlil v běžné řeči, generátor je zařízení, které něco vyrábí. No, co je to zvuk? Zvuk- to jsou vibrace, které naše ucho dokáže rozeznat. Někdo si prdnul, někdo škytl, někdo někoho poslal - to všechno jsou zvukové vlny, které slyší naše uši. Normální člověk může slyšet vibrace ve frekvenčním rozsahu od 16 Hz do 20 kilohertzů. Volá se zvuk do 16 Hz infrazvuk a zvuk je více než 20 000 Hz - ultrazvuk.

Ze všeho výše uvedeného můžeme usoudit, že generátor zvuku je zařízení, které vydává nějaký druh zvuku. Všechno je elementární a jednoduché ;-) Proč to nesestavíme? Schéma do studia!

Jak vidíme, můj obvod se skládá z:

– kondenzátor s kapacitou 47 nanoFaradů

– odpor 20 kilohm

– tranzistory KT315G a KT361G, možná s jinými písmeny nebo dokonce nějakými jinými nízkopříkonovými

– malá dynamická hlava

- tlačítko, ale jde to i bez něj.

Na prkénku to všechno vypadá nějak takto:

A tady jsou tranzistory:

Vlevo je KT361G, vpravo KT315G. U KT361 je písmeno umístěno uprostřed pouzdra au 315 je vlevo.

Tyto tranzistory jsou vzájemně komplementární páry.

A tady je video:

Frekvenci zvuku lze změnit změnou hodnoty odporu nebo kondenzátoru. Také frekvence se zvyšuje, pokud se zvyšuje napájecí napětí. Při 1,5 V bude frekvence nižší než při 5 V. V mém videu je napětí nastaveno na 5 voltů.

Víte, co je ještě vtipné? Dívky mají mnohem větší rozsah vnímání zvukových vln než chlapci. Například kluci slyší až 20 kilohertzů a dívky dokonce až 22 kilohertzů. Tento zvuk je tak skřípavý, že vám opravdu leze na nervy. Co tím chci říct?)) Ano, ano, proč nezvolíme hodnoty odporu nebo kondenzátoru tak, aby dívky slyšely tento zvuk, ale chlapci ne? Jen si to představte, sedíte ve třídě, zapínáte varhany a díváte se do nespokojených tváří svých spolužáků. Abychom mohli zařízení nastavit, budeme samozřejmě potřebovat dívku, která nám pomůže tento zvuk slyšet. Ne všechny dívky také vnímají tento vysokofrekvenční zvuk. Ale opravdu legrační je, že není možné zjistit, odkud zvuk přichází))). Jen kdyby něco, to jsem vám neřekl).

Radioamatéři potřebují přijímat různé rádiové signály. To vyžaduje přítomnost nízkofrekvenčního a vysokofrekvenčního generátoru. Tento typ zařízení se často nazývá tranzistorový generátor kvůli jeho konstrukční vlastnosti.

Dodatečné informace. Proudový generátor je samooscilační zařízení vytvořené a používané k výrobě elektrické energie v síti nebo přeměně jednoho typu energie na jiný s danou účinností.

Samooscilační tranzistorová zařízení

Tranzistorový generátor je rozdělen do několika typů:

• podle frekvenčního rozsahu výstupního signálu;
• podle typu generovaného signálu;
• podle akčního algoritmu.

Frekvenční rozsah je obvykle rozdělen do následujících skupin:

• 30 Hz-300 kHz – nízký rozsah, označený jako nízký;
• 300 kHz-3 MHz – střední rozsah, označení střední;
• 3-300 MHz – vysoký rozsah, označení HF;
• více než 300 MHz – ultravysoký rozsah, označený jako mikrovlnka.

Takto si radioamatéři rozdělují dosahy. Pro audio frekvence využívají rozsah 16 Hz-22 kHz a také jej rozdělují na nízké, střední a vysoké skupiny. Tyto frekvence jsou přítomny v každém domácím zvukovém přijímači.

Následující rozdělení je založeno na typu výstupu signálu:

• sinusový – signál je vydáván sinusově;
• funkční – výstupní signály mají speciálně specifikovaný tvar, např. obdélníkový nebo trojúhelníkový;
• generátor šumu – na výstupu je dodržen jednotný frekvenční rozsah; rozsahy se mohou lišit v závislosti na potřebách spotřebitelů.

Tranzistorové zesilovače se liší svým operačním algoritmem:

• RC – hlavní oblast použití – nízký rozsah a zvukové frekvence;
• LC – hlavní oblast použití – vysoké frekvence;
• Blokovací oscilátor - používá se k vytváření pulzních signálů s vysokým pracovním cyklem.

Obrázek na elektrických schématech

Nejprve uvažujme získání sinusového typu signálu. Nejznámějším oscilátorem založeným na tranzistoru tohoto typu je Colpittsův oscilátor. Jedná se o hlavní oscilátor s jednou indukčností a dvěma sériově zapojenými kondenzátory. Slouží ke generování požadovaných frekvencí. Zbývající prvky zajišťují požadovaný provozní režim tranzistoru při stejnosměrném proudu.

Dodatečné informace. Edwin Henry Colpitz byl na začátku minulého století šéfem inovací ve společnosti Western Electric. Byl průkopníkem ve vývoji zesilovačů signálu. Poprvé vyrobil radiotelefon, který umožňoval rozhovory přes Atlantik.

Hartley master oscilátor je také široce známý. Jeho montáž, stejně jako Colpittsův obvod, je poměrně jednoduchá, ale vyžaduje závitovou indukčnost. V Hartleyově obvodu jeden kondenzátor a dvě induktory zapojené do série vytvářejí generaci. Obvod také obsahuje přídavnou kapacitu pro získání kladné zpětné vazby.

Hlavní oblastí použití výše popsaných zařízení jsou střední a vysoké frekvence. Používají se k získání nosných frekvencí a také ke generování elektrických oscilací s nízkým výkonem. Přijímací zařízení domácích rozhlasových stanic také používají oscilační generátory.

Všechny uvedené aplikace netolerují nestabilní příjem. K tomu je do obvodu zaveden další prvek - křemenný rezonátor vlastních oscilací. V tomto případě se přesnost vysokofrekvenčního generátoru stává téměř standardní. Dosahuje miliontin procenta. V přijímacích zařízeních rádiových přijímačů se křemen používá výhradně ke stabilizaci příjmu.

Co se týče nízkofrekvenčních a zvukových generátorů, je zde velmi vážný problém. Pro zvýšení přesnosti ladění je zapotřebí zvýšení indukčnosti. Ale zvýšení indukčnosti vede ke zvětšení velikosti cívky, což značně ovlivňuje rozměry přijímače. Proto byl vyvinut alternativní obvod Colpittsova oscilátoru - nízkofrekvenční oscilátor Pierce. Není v něm indukčnost a místo něj je použit křemenný samokmitací rezonátor. Křemenný rezonátor navíc umožňuje odříznout horní hranici oscilací.

V takovém obvodu kapacita brání konstantní složce předpětí báze tranzistoru dosáhnout rezonátoru. Zde lze generovat signály až do 20-25 MHz včetně zvuku.

Výkon všech uvažovaných zařízení závisí na rezonančních vlastnostech systému skládajícího se z kapacit a indukčností. Z toho vyplývá, že frekvence bude určena továrními charakteristikami kondenzátorů a cívek.

Důležité! Tranzistor je prvek vyrobený z polovodiče. Má tři výstupy a je schopen řídit velký proud na výstupu z malého vstupního signálu. Síla živlů se liší. Používá se k zesílení a spínání elektrických signálů.

Dodatečné informace. Prezentace prvního tranzistoru se konala v roce 1947. Jeho derivát, tranzistor s efektem pole, se objevil v roce 1953. V roce 1956 Za vynález bipolárního tranzistoru byla udělena Nobelova cena za fyziku. V 80. letech minulého století byly elektronky zcela vytlačeny z rádiové elektroniky.

Funkční tranzistorový generátor

Funkční generátory založené na samooscilačních tranzistorech jsou vynalezeny tak, aby produkovaly metodicky se opakující pulzní signály daného tvaru. Jejich forma je určena funkcí (v důsledku toho se objevil název celé skupiny podobných generátorů).

Existují tři hlavní typy impulsů:

• obdélníkový;
• trojúhelníkový;
• pilový zub.

Multivibrátor je často uváděn jako příklad nejjednoduššího nízkofrekvenčního producenta obdélníkových signálů. Má nejjednodušší obvod pro vlastní montáž. Inženýři radioelektroniky často začínají s jeho implementací. Hlavním rysem je absence přísných požadavků na hodnocení a tvar tranzistorů. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že pracovní cyklus v multivibrátoru je určen kapacitami a odpory v elektrickém obvodu tranzistorů. Frekvence na multivibrátoru se pohybuje od 1 Hz do několika desítek kHz. Zde není možné uspořádat vysokofrekvenční oscilace.

Pilové a trojúhelníkové signály se získávají přidáním přídavného obvodu ke standardnímu obvodu s pravoúhlými impulsy na výstupu. V závislosti na vlastnostech tohoto přídavného řetězu jsou obdélníkové impulsy převedeny na trojúhelníkové nebo pilové impulsy.

Blokovací generátor

V jádru se jedná o zesilovač sestavený na bázi tranzistorů uspořádaných do jedné kaskády. Oblast použití je úzká - zdroj působivých, ale v čase přechodných (trvání od tisícin do několika desítek mikrosekund) pulzních signálů s velkou indukční kladnou zpětnou vazbou. Pracovní cyklus je více než 10 a může dosáhnout několika desítek tisíc relativních hodnot. Je zde patrná vážná ostrost čel, prakticky se tvarem neliší od geometricky pravidelných obdélníků. Používají se v obrazovkách katodových zařízení (kinoskop, osciloskop).

Pulzní generátory založené na tranzistorech s efektem pole

Hlavní rozdíl mezi tranzistory s efektem pole je ten, že vstupní odpor je srovnatelný s odporem elektronek. Obvody Colpitts a Hartley mohou být také sestaveny pomocí tranzistorů s efektem pole, pouze cívky a kondenzátory musí být vybrány s odpovídajícími technickými vlastnostmi. Jinak tranzistorové generátory s efektem pole nebudou fungovat.

Obvody, které nastavují frekvenci, podléhají stejným zákonům. Pro výrobu vysokofrekvenčních impulsů se lépe hodí konvenční zařízení sestavené pomocí tranzistorů s efektem pole. Tranzistor s efektem pole neobchází indukčnost v obvodech, takže generátory RF signálu pracují stabilněji.

Regenerátory

LC obvod generátoru lze nahradit přidáním aktivního a negativního odporu. Jedná se o regenerativní způsob získání zesilovače. Tento obvod má pozitivní zpětnou vazbu. Díky tomu jsou kompenzovány ztráty v oscilačním obvodu. Popsaný obvod se nazývá regenerovaný.

Generátor hluku

Hlavním rozdílem jsou jednotné charakteristiky nízkých a vysokých frekvencí v požadovaném rozsahu. To znamená, že amplitudová odezva všech frekvencí v tomto rozsahu se nebude lišit. Používají se především v měřicích zařízeních a ve vojenském průmyslu (zejména v leteckém a raketovém průmyslu). Kromě toho se k vnímání zvuku lidským uchem používá takzvaný „šedý“ šum.

Jednoduchý DIY zvukový generátor

Vezměme si nejjednodušší příklad - vřešťana. Potřebujete pouze čtyři prvky: filmový kondenzátor, 2 bipolární tranzistory a rezistor pro nastavení. Zátěž bude elektromagnetický emitor. K napájení zařízení stačí obyčejná 9V baterie. Činnost obvodu je jednoduchá: rezistor nastavuje předpětí na bázi tranzistoru. Zpětná vazba probíhá přes kondenzátor. Ladicí odpor mění frekvenci. Zátěž musí mít vysokou odolnost.

Se vší rozmanitostí typů, velikostí a konstrukcí uvažovaných prvků nebyly dosud vynalezeny výkonné tranzistory pro ultra vysoké frekvence. Proto se generátory na bázi samooscilačních tranzistorů používají především pro nízkofrekvenční a vysokofrekvenční rozsahy.

Video