Lydfrekvensgeneratorkrets som bruker transistorer

To transistorer - felteffekt VT1 og bipolar VT2 - er koblet sammen i henhold til en sammensatt repeaterkrets, som har en liten forsterkning og gjentar fasen til inngangssignalet ved utgangen. Dyp negativ tilbakemelding (NFE) gjennom motstandene R7, R8 stabiliserer både forsterkningen og modusen til transistorene.

Men for at generering skal skje, er det også nødvendig med positiv tilbakemelding fra forsterkerens utgang til inngangen. Det utføres gjennom den såkalte Wien-broen - en kjede av motstander og kondensatorer R1...R4, C1...C6. Wien-broen svekkes både lavt (på grunn av den økende kapasitansen til kondensatorene C4...C6) og høye (på grunn av shunteffekten til kondensatorene C1...S3). Ved den sentrale innstillingsfrekvensen, omtrent lik 1/271RC, er dens overføringskoeffisient maksimal, og faseforskyvningen er null. Det er ved denne frekvensen generasjonen skjer.

Ved å endre motstanden til motstandene og kapasitansen til brokondensatorene, kan generasjonsfrekvensen endres innenfor et bredt område. For enkel bruk er et tidoblet område av frekvensendringer valgt ved bruk av doble variable motstander R2, R4, og frekvensområdene er svitsjet (Sla, Sib) av kondensatorene C1...C6.

For å dekke alle lydfrekvenser fra 25 Hz til 25 kHz Tre områder er nok, men om ønskelig kan du legge til en fjerde, opptil 250 kHz (dette er hva forfatteren gjorde). Ved å velge litt større kondensatorer eller motstandsverdier kan man flytte frekvensområdet ned, slik at det f.eks. 20 Hz til 200 kHz.

Det neste viktige punktet i utformingen av en lydgenerator er å stabilisere amplituden til utgangsspenningen. For enkelhets skyld brukes den eldste og mest pålitelige stabiliseringsmetoden her - ved å bruke en glødelampe. Faktum er at motstanden til lampetråden øker nesten 10 ganger når temperaturen endres fra kald tilstand til full varme! En liten indikatorlampe VL1 med en kuldemotstand på ca. 100 Ohm er inkludert i OOS-kretsen. Den shunter motstand R6, mens OOS er liten, POS dominerer og generering skjer. Når oscillasjonsamplituden øker, varmes lampeglødetråden opp, motstanden øker og OOS øker, og kompenserer for POS og begrenser dermed økningen i amplitude.

En trinndeler er slått på ved generatorutgangen spenning på motstandene R10...R15, slik at du kan få et kalibrert signal med en amplitude fra 1 mV til 1 V. Delingsmotstandene er loddet direkte til pinnene til en standard fempinners kontakt fra lydutstyr. Generatoren mottar strøm fra en hvilken som helst kilde (likeretter, batteri, batteri), ofte fra den samme som enheten som testes får strøm fra. Forsyningsspenningen på generatortransistorene stabiliseres av R11, VD1-kjeden. Det er fornuftig å erstatte motstand R11 med samme glødelampe som VL1 (telefonindikator, i en "blyant" versjon) - dette vil utvide grensene for mulige forsyningsspenninger. Nåværende forbruk - ikke mer 15...20 mA.

Deler av nesten alle typer kan brukes i generatoren, men spesiell oppmerksomhet bør rettes mot kvaliteten på den doble variable motstanden R2, R4. Forfatteren brukte en ganske stor presisjonsmotstand fra noe utdatert utstyr, men doble motstander fra volum- eller tonekontroller på stereoforsterkere vil også fungere. Zenerdiode VD1 - hvilken som helst laveffektsdiode, for stabiliseringsspenning 6,8...9 V.

Når du setter opp, må du være oppmerksom på generasjonens jevnhet ved omtrent midtposisjonen til trimmermotstanden R8-glidebryteren. Hvis motstanden er for lav, kan genereringen stoppe i noen posisjoner av frekvensinnstillingsknappen, og hvis motstanden er for høy, kan forvrengning av den sinusformede signalformen observeres - begrensning. Du bør også måle spenningen ved kollektoren til transistoren VT2; den skal være lik omtrent halvparten av spenningen til den stabiliserte forsyningen. Om nødvendig, velg motstand R6 og, som en siste utvei, type og type transistor YT1. I noen tilfeller hjelper det å seriekoble med en glødelampe VL1 en elektrolytisk kondensator med en kapasitet på minst 100 µF("pluss" til kilden til transistoren). Til slutt setter motstand R10 signalamplituden ved utgangen 1 V og kalibrer frekvensskalaen ved hjelp av en digital frekvensmåler. Det er felles for alle serier.

Det særegne med denne lydgeneratorkretsen er at alt er bygget på en ATtiny861 mikrokontroller og et SD-minnekort. Tiny861-mikrokontrolleren består av to PWM-generatorer og er takket være dette i stand til å generere høykvalitetslyd, og er også i stand til å kontrollere generatoren med eksterne signaler. Denne lydfrekvensgeneratoren kan brukes til å teste lyden fra høykvalitetshøyttalere eller i enkle amatørradioprosjekter som en elektronisk bjelle.

Lydfrekvensgeneratorkrets på en timer

Lydfrekvensgeneratoren er bygget på den populære KP1006VI1 timermikrokretsen (nesten i henhold til et standardskjema. Utgangssignalets frekvens er ca. 1000 Hz. Den kan justeres over et bredt område ved å justere klassifiseringen til radiokomponentene C2 og R2. utgangsfrekvensen i denne designen beregnes av formelen:

F = 1,44/(R1+2×R2)×C2

Utgangen fra mikrokretsen er ikke i stand til å gi høy effekt, så en effektforsterker er laget ved hjelp av en felteffekttransistor.

Lydfrekvensgenerator på en mikrokrets og feltbryter

Oksydkondensator C1 er designet for å jevne ut strømforsyningsbølger. SZ-kapasitansen koblet til den femte utgangen på timeren brukes til å beskytte styrespenningsutgangen mot forstyrrelser.

Enhver stabilisert en med en utgangsspenning fra 9 til 15 volt og en strøm på 10 A vil gjøre det.

En generator er et selvoscillerende system som genererer elektriske strømpulser, der transistoren spiller rollen som et koblingselement. Opprinnelig, fra øyeblikket av oppfinnelsen, ble transistoren plassert som et forsterkerelement. Presentasjonen av den første transistoren fant sted i 1947. Presentasjonen av felteffekttransistoren skjedde litt senere - i 1953. I pulsgeneratorer spiller den rollen som en bryter, og bare i vekselstrømgeneratorer innser den dens forsterkende egenskaper, samtidig som den deltar i opprettelsen av positiv tilbakemelding for å støtte den oscillerende prosessen.

En visuell illustrasjon av frekvensområdeinndeling

Klassifisering

Transistorgeneratorer har flere klassifiseringer:

• etter frekvensområdet til utgangssignalet;
• etter type utgangssignal;
• etter driftsprinsippet.

Frekvensområdet er en subjektiv verdi, men for standardisering aksepteres følgende inndeling av frekvensområdet:

• fra 30 Hz til 300 kHz – lav frekvens (LF);
• fra 300 kHz til 3 MHz – gjennomsnittlig frekvens (MF);
• fra 3 MHz til 300 MHz – høyfrekvens (HF);
• over 300 MHz – ultrahøy frekvens (mikrobølge).

Dette er inndelingen av frekvensområdet innen radiobølger. Det er et lydfrekvensområde (AF) - fra 16 Hz til 22 kHz. For å fremheve frekvensområdet til generatoren, kalles det for eksempel en HF- eller LF-generator. Frekvensene til lydområdet er på sin side også delt inn i HF, MF og LF.

I henhold til typen utgangssignal kan generatorer være:

• sinusformet – for å generere sinusformede signaler;
• funksjonell – for selvsvingning av signaler med spesiell form. Et spesielt tilfelle er en rektangulær pulsgenerator;
• støygeneratorer er generatorer med et bredt frekvensområde, der signalspekteret i et gitt frekvensområde er jevnt fra den nedre til den øvre delen av frekvensresponsen.

I henhold til driftsprinsippet til generatorer:

• RC generatorer;
• LC generatorer;
• Blokkeringsgeneratorer er kortpulsgeneratorer.

På grunn av grunnleggende begrensninger brukes RC-oscillatorer vanligvis i lavfrekvens- og lydområdet, og LC-oscillatorer i høyfrekvensområdet.

Generatorkretser

RC og LC sinusformede generatorer

Den enkleste måten å implementere en transistorgenerator på er i en kapasitiv trepunktskrets - Colpitts-generatoren (fig. nedenfor).

Transistoroscillatorkrets (Colpitts oscillator)

I Colpitts-kretsen er elementene (C1), (C2), (L) frekvensinnstillende. De resterende elementene er standard transistorledninger for å sikre den nødvendige DC-driftsmodusen. En generator satt sammen i henhold til en induktiv trepunktskrets – Hartley-generatoren – har samme enkle kretsdesign (fig. nedenfor).

Tre-punkts induktivt koblet generatorkrets (Hartley-generator)

I denne kretsen bestemmes generatorfrekvensen av en parallellkrets, som inkluderer elementene (C), (La), (Lb). Kondensatoren (C) er nødvendig for å skape positiv AC-tilbakemelding.

Den praktiske implementeringen av en slik generator er vanskeligere, siden den krever tilstedeværelsen av en induktans med en kran.

Begge selvsvingningsgeneratorene brukes primært i mellom- og høyfrekvensområdene som bærefrekvensgeneratorer, i frekvenssettende lokale oscillatorkretser, og så videre. Radiomottakerregeneratorer er også basert på oscillatorgeneratorer. Denne applikasjonen krever høyfrekvent stabilitet, så kretsen er nesten alltid supplert med en kvartsoscillasjonsresonator.

Hovedstrømgeneratoren basert på en kvartsresonator har selvsvingninger med en meget høy nøyaktighet for innstilling av frekvensverdien til RF-generatoren. Milliarder av prosent er langt fra grensen. Radioregeneratorer bruker kun kvartsfrekvensstabilisering.

Driften av generatorer i området med lavfrekvent strøm og lydfrekvens er forbundet med vanskeligheter med å realisere høye induktansverdier. For å være mer presis, i dimensjonene til den nødvendige induktoren.

Pierce-generatorkretsen er en modifikasjon av Colpitts-kretsen, implementert uten bruk av induktans (fig. nedenfor).

Pierce generatorkrets uten bruk av induktans

I Pierce-kretsen er induktansen erstattet av en kvartsresonator, som eliminerer den tidkrevende og klumpete induktoren og samtidig begrenser det øvre svingningsområdet.

Kondensatoren (C3) tillater ikke DC-komponenten til transistorens basisforspenning å passere til kvartsresonatoren. En slik generator kan generere svingninger opp til 25 MHz, inkludert lydfrekvens.

Driften av alle de ovennevnte generatorene er basert på resonansegenskapene til et oscillerende system som består av kapasitans og induktans. Følgelig bestemmes oscillasjonsfrekvensen av karakterene til disse elementene.

RC-strømgeneratorer bruker prinsippet om faseskift i en resistiv-kapasitiv krets. Den mest brukte kretsen er en faseskiftende kjede (fig. nedenfor).

RC-generatorkrets med faseskiftende kjede

Elementer (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) utfører en faseforskyvning for å oppnå den positive tilbakemeldingen som er nødvendig for forekomsten av selvsvingninger. Generering skjer ved frekvenser der faseforskyvningen er optimal (180 grader). Faseskiftingskretsen introduserer en sterk demping av signalet, så en slik krets har økte krav til transistorens forsterkning. En krets med en Wien-bro er mindre krevende for transistorparametre (fig. nedenfor).

RC-generatorkrets med Wien-bro

Den doble T-formede Wien-broen består av elementene (C1), (C2), (R3) og (R1), (R2), (C3) og er et smalbånds-notch-filter innstilt på oscillasjonsfrekvensen. For alle andre frekvenser er transistoren dekket av en dyp negativ forbindelse.

Funksjonelle strømgeneratorer

Funksjonelle generatorer er designet for å generere en sekvens av pulser av en bestemt form (formen er beskrevet av en bestemt funksjon - derav navnet). De vanligste generatorene er rektangulære (hvis forholdet mellom pulsvarigheten og oscillasjonsperioden er ½, kalles denne sekvensen en "meander"), trekantede og sagtannpulser. Den enkleste rektangulære pulsgeneratoren er en multivibrator, som presenteres som den første kretsen for nybegynnere radioamatører å sette sammen med egne hender (fig. nedenfor).

Multivibratorkrets - rektangulær pulsgenerator

En spesiell egenskap ved multivibratoren er at den kan bruke nesten alle transistorer. Varigheten av pulsene og pausene mellom dem bestemmes av verdiene til kondensatorene og motstandene i basiskretsene til transistorene (Rb1), Cb1) og (Rb2), (Cb2).

Frekvensen av selvsvingning av strømmen kan variere fra enheter av hertz til titalls kilohertz. HF-selvsvingninger kan ikke realiseres på en multivibrator.

Generatorer av trekantede (sagtann) pulser, som regel, er bygget på grunnlag av generatorer av rektangulære pulser (master oscillator) ved å legge til en korreksjonskjede (fig. nedenfor).

Trekantet pulsgeneratorkrets

Formen på pulsene, nær trekantet, bestemmes av ladnings-utladningsspenningen på platene til kondensator C.

Blokkerende generator

Hensikten med å blokkere generatorer er å generere kraftige strømpulser med bratte kanter og lav driftssyklus. Varigheten av pauser mellom pulsene er mye lengre enn varigheten av selve pulsene. Blokkeringsgeneratorer brukes i pulsformere og sammenlignende enheter, men hovedanvendelsesområdet er master horisontal skanningsoscillatoren i informasjonsdisplayenheter basert på katodestrålerør. Blokkeringsgeneratorer brukes også med hell i strømkonverteringsenheter.

Generatorer basert på felteffekttransistorer

Et trekk ved felteffekttransistorer er en veldig høy inngangsmotstand, hvis rekkefølge er sammenlignbar med motstanden til elektroniske rør. Kretsløsningene som er oppført ovenfor er universelle, de er ganske enkelt tilpasset for bruk av ulike typer aktive elementer. Colpitts, Hartley og andre generatorer, laget på en felteffekttransistor, avviker bare i de nominelle verdiene til elementene.

Frekvensinnstillingskretser har de samme relasjonene. For å generere HF-oscillasjoner er en enkel generator laget på en felteffekttransistor som bruker en induktiv trepunktskrets noe å foretrekke. Faktum er at felteffekttransistoren, med høy inngangsmotstand, praktisk talt ikke har noen shunteffekt på induktansen, og derfor vil høyfrekvensgeneratoren fungere mer stabilt.

Støygeneratorer

Et trekk ved støygeneratorer er ensartetheten til frekvensresponsen i et visst område, det vil si at amplituden til oscillasjonene til alle frekvenser som er inkludert i et gitt område er den samme. Støygeneratorer brukes i måleutstyr for å evaluere frekvensegenskapene til banen som testes. Lydstøygeneratorer er ofte supplert med en frekvensresponskorrektor for å tilpasse seg subjektiv lydstyrke for menneskelig hørsel. Denne støyen kalles "grå".

Video

Det er fortsatt flere områder hvor bruk av transistorer er vanskelig. Dette er kraftige mikrobølgegeneratorer i radarapplikasjoner, og hvor det kreves spesielt kraftige høyfrekvente pulser. Kraftige mikrobølgetransistorer er ennå ikke utviklet. På alle andre områder er de aller fleste oscillatorer laget utelukkende med transistorer. Det er flere grunner til dette. For det første dimensjonene. For det andre, strømforbruk. For det tredje, pålitelighet. På toppen av det er transistorer, på grunn av strukturen deres, veldig enkle å miniatyrisere.

En klar fordel i enkelhet og driftsstabilitet ble vist av generatoren i henhold til den foreslåtte kretsen (den er forenklet i fig. 1). Der er en glødelampe, som fungerer som en byttehandel, koblet til utgangen til en transistorstrømforsterker for å redusere belastningen på generatorkretsen. Den samme forsterkeren er gitt i kretsen. Men det viste seg at med en utgangsspenning på 1 V, unntatt forsterkeren påvirker ikke parametrene til generatoren: lampefilamentet varmes nesten ikke opp, og amplituden til utgangssignalet endres praktisk talt ikke når frekvensen er innstilt . Kanskje, med en utgangsspenning på 4 V, er forsterkeren nyttig, men for en masteroscillator (MO) er det ikke behov for det. I tillegg til transistorbaserte forsterkere, testet vi ved testing på en breadboard, i stedet for konvensjonelle op-ampere, også SSM2135 og SSM2275 mikrokretser, som gir en betydelig høyere utgangsstrøm. I dette tilfellet kan lampen varmes opp uten noen ekstra forsterker, men heller ingen forskjell i amplitudestabilitet og forvrengningsnivå ble lagt merke til. I generatorkretsen oppnås den minste signalforvrengningen ved en viss optimal utgangsspenning, valgt ved hjelp av en trimmemotstand. I generatoren i henhold til kretsen vist i fig. 1 tommer, er det ingen regulatorer, og amplituden til utgangssignalet kan endres ved å velge motstand R3. For å oppnå en spenning på 1 V var det nødvendig med en motstand R3 med en motstand på ca. 13 kOhm.

Å øke amplituden samtidig gjør det mulig å øke den øvre grensegenereringsfrekvensen med de samme elementene. Etter min mening oppstår behovet for å bruke frekvenser over 100 kHz i praksisen med lydteknikk ekstremt sjelden. Under eksperimenter ble det oppdaget at den harmoniske forvrengningskoeffisienten og utgangsspenningen endres litt når stabiliseringslampen byttes ut. Mikrolamper av optokoblere ble brukt til målinger i SG-prototypen. Ved en frekvens på 1 kHz ble følgende resultater oppnådd: for OEP-2 er kg 0,11 og 0,068 %; for OEP, 23 og 0,095 %; for OEP, 1 og 0,12 % (to eksemplarer hver). For flere lamper av andre typer viste Kg seg å være 0,17, 0,081, 0,2 og 0,077 %. Målinger har vist at oppvarmingen av filamentet er ekstremt liten (motstanden til optokoplerens fotomotstand endres praktisk talt ikke), selv om stabiliseringen av GB-amplituden er veldig effektiv. Felteffekttransistorer stabiliserer ikke amplituden til utgangssignalet dårligere, men forvrengningen er større.

Det skal bemerkes at ikke alle op-ampere kan operere på den høyeste frekvensen (100 kHz) i den studerte versjonen av generatoren. Doble op-forsterkere OP275 eller NE5532 kan enkelt gi generering ved denne frekvensen, og SSM2135-mikrokretsen kan generere ved frekvenser som ikke er høyere enn 92 kHz.

Informasjonen om kretsene som presenteres her er ganske tilstrekkelig for produksjon av en målegenerator, men for mer detaljert informasjon og beregningsmetoder kan du referere til artiklene.

For å oppnå en maksimal utgangsspenning på ca. 10 V rms. Det kreves en utgangsforsterker som øker spenningen til masteroscillatoren med 10 ganger. I en fullverdig enhet må du kontrollere frekvensen og spenningen til utgangssignalet. Den enkleste måten er å utstyre generatoren med en enkel frekvensmåler og voltmeter. Disse helt uavhengige enhetene er plassert på separate tavler, noe som muliggjorde eksperimentell testing av alle noder og eliminerte deres gjensidige påvirkning.

Den komplette kretsen til en målegenerator med en frekvensmåler og et voltmeter er vist i fig. 2.

Masteroscillatoren (DA1) er satt sammen på ett brett, frekvensmåleren (DA3) er på det andre, og utgangsforsterkeren og voltmeteret (DA2) er på det tredje. Det viser seg at hele enheten, bortsett fra strømforsyningen, er satt sammen på bare tre mikrokretser, slik at installasjonen enkelt kan gjøres på deler av et prototype kretskort.

De viktigste tekniske parameterne

Frekvensintervaller for generator og frekvensmåler, Hz, i underområdet
I.......7...110
II......89...1220
III................828...11370
IV......8340...114500
Generator utgangsspenning, V...................0...10
Dempningsdempning, dB. .10/20/30/40
Utgangsimpedans
Ohm...........................100/160
GB harmonisk koeffisient, %, i underområdet
I (over 30 Hz) .............0.16
II........................0,105
III.................................0,065
IV.................................0,09

For hvert av underområdene er gjennomsnittsverdien av den harmoniske koeffisienten angitt, som ble oppnådd uten valg av elementer (bortsett fra valg av en glødelampe) ved måling av signalet ved utgangen til masteroscillatoren. Ved innstilling av frekvensen endret signalamplituden seg svært lite.

Masteroscillatoren på DA2-brikken opererer i fire underområder med lett overlapping i kantene. Frekvensjustering utføres ved hjelp av en dobbel variabel motstand R17. En enkelt motstand kan brukes til tuning, men overlappingen i underområdet vil være betydelig mindre. Hvis det er en innebygd frekvensmåler, er det ikke nødvendig å justere områdegrensene nøyaktig eller sikre en lineær endring i frekvens ved å bruke gruppe B variable motstander med en ikke-lineær reguleringskarakteristikk. Ved å bruke frekvensmålerskalaen kan den nødvendige frekvensen til generatorsignalet enkelt stilles inn.

Enkle analoge frekvensmålere er vanligvis satt sammen på TTL-brikker, siden de er lettere å måle høye frekvenser. Derfor oppsto noen overraskelser når du koblet til en slik frekvensmåler, som introduserte merkbar interferens: ved en frekvens på 100 kHz viste INI en økning i den harmoniske koeffisienten til 0,7%. Denne enheten bruker K561LA7 (DD1) CMOS-brikken. Strømforbruket og forstyrrelsen fra frekvensmåleren er betydelig mindre. For å redusere denne interferensen til et minimum, må motstanden til isolasjonsmotstanden R1 velges minst 100 kOhm, deretter ved 100 kHz overstiger ikke verdien av Kg 0,3%. På andre områder har det praktisk talt ingen effekt å koble til en frekvensmåler. For ytterligere å redusere interferensnivået fra frekvensmåleren, er en kildefølger VT1 (KPZZB) installert ved inngangen.

Driftsprinsippet til analoge frekvensmålere er kjent, og en beskrivelse av driften av en monostabil finnes i. Bytting av underområder til frekvensmåleren gjøres av den samme bryteren SA1, som bytter generatorfrekvensen. Hvis det er mulig å velge kondensatorene C2, SZ, C4 og C5 slik at deres kapasitanser varierer nøyaktig 10 ganger, er det ikke nødvendig å installere trimmemotstander R6-R9.

Men du kan bruke kondensatorer uten valg og justere avlesningene i hvert underområde ved hjelp av en ekstern frekvensmåler (for eksempel i INI S6-11).

En annen overraskelse var den merkbare ikke-lineariteten til skalaen til mikroamperemeterne som ble brukt i enheten. Basert på tilgjengelighet og estetiske hensyn, bruker frekvensmåleren et M4247 100 µA mikroammeter, og voltmeteret bruker et M4387 300 µA mikroammeter. Begge typer enheter ble installert i båndopptakere for å kontrollere signalopptaksnivået; de har vanligvis en skala, gradert i desibel. Det er tydelig at det ikke var behov for spesiell presisjon her. Men med en ekte leseskala påført måleinstrumenter av samme type(!) var signifikant forskjellige enten i begynnelsen eller på slutten av skalaen. Men med en datamaskin og en skriver kan en ny skala lages veldig raskt. Vanskeligheten ligger i å forsiktig åpne dekselet til mikroamperemeteret for å installere skalaen, men dette må gjøres, siden i et voltmeter, i tillegg til den vanlige 10 V-skalaen, må du ha en 3,16 V-skala, og for alle involvert i lydteknikk er det viktig å kunne lese i desibel. Naturligvis er det ingenting som hindrer bruken av andre mikroameter av høyere klasse med ferdige vekter.

Utgangstrinnet basert på DA5.2 op-amp (TL082 eller TL072), som øker signalamplituden til 10 V, øker også litt ikke-lineær forvrengning. Denne kaskaden skiller seg fra den som er beskrevet i bare at bryteren SA2 "xO,316" er i tillegg introdusert for å endre utgangssignalnivået med 10 dB (innstilt av trimmemotstand R30) og knapp SB1 koblet parallelt til den. Med bryterkontaktene åpne kan denne knappen raskt produsere trinnvise nivåendringer på 10 dB, noe som er veldig praktisk ved oppsett av autonivåkontrollere og nivåmålere. Bruken av maksimal forsyningsspenning (+/-17,5 V) for forsterkeren gjorde det mulig å oppnå en maksimal amplitude på utgangssignalet uten begrensning på minst 10 V. Strømforsyningen er utstyrt med stabilisatorer med justerbar spenning.

Asymmetrisk amplitudebegrensning kan korrigeres ved å justere riktig forsyningsspenning. Maksimal spenning på 10 V ved utgangskontakt X1 stilles inn med motstand R31. Deretter åpnes bryter SA2 og spenningen settes med trimmemotstand R30 nøyaktig 10 dB lavere, dvs. 3,16 V. For dette har utgangsvoltmeteret en andre skala. I spenningsdeleren er det nødvendig å velge motstander for å sikre en nøyaktig endring i amplituden til utgangssignalet i trinn på 20 dB. Noen ganger er det nok å bare bytte to motstander med samme verdi i deleren. Fordelen med en slik attenuator er den konstante utgangsimpedansen til generatoren ved enhver utgangsspenning (her 160 Ohm).

Målinger har vist at med en utgangsspenning på 7,75 V ved en frekvens på 20 Hz har generatoren Kg = 0,27 %; og ved en spenning på 77 mV (-40 dB) - K = 0,14%. I område II ved 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".

Hele generatoren bruker ikke mer enn 14 mA fra strømkilden via +17,5 V-kretsen, og ikke mer enn 18 mA via -17,5 V-kretsen, så enhver laveffektsenhet kan brukes som T1 transformator, gir de nødvendige spenningene (2x18 V).

Utseendet til enheten er vist på bilde fig. 3. Generatoren er plassert i en plastkasse med dimensjoner på 200x60x170 mm; Det er ganske mange lignende saker på salg. Enheten bruker brytere PG2-15-4P9NV og vippebrytere P1T-1-1V, samt en knapp KM1-1. Alle oksidkondensatorer, unntatt C8, er for en spenning på 25 V. Utgangskontakt X1 - JACK6.3. Driftserfaring viser hvor berettiget bruken av en slik kontakt er. Førsteinntrykk bekrefter at noen ganger er denne enheten mer praktisk enn GZ-102, og ved lave frekvenser er amplitudestabiliseringen mer stabil, og det er ikke nødvendig å velge deler. Etter montering trenger du tilgang til en INI en stund, for eksempel C6-11, for konfigurasjon. Ved å bruke trimmermotstander kan du raskt stille inn instrumentavlesninger og sjekke parameterne til generatoren. Viser det seg at forvrengningen er stor i alle delområder, bør du velge en annen lampe (vi kan anbefale SMN6.3-20 eller lignende). For oppsett kan du bruke andre enheter - voltmetre, frekvensmålere.

For å lage en instrumentskala må du tegne en lineær skala og registrere spenningsavlesninger over hele innstillingsområdet. Deretter, ved hjelp av en PC, må du lage en ny skala som tar hensyn til de målte feilene og skrive den ut med en skriver på fotopapir. Det gir ingen mening å snakke om nøyaktighet her, siden det avhenger av riktigheten av avlesningene til instrumentene som brukes til kalibrering. Nå er reparasjons- og inspeksjonstjenester i stor grad avskaffet; det foreslås nå å bruke sertifiserte enheter. Men sertifisering, selv om det øker prisen på enheter, påvirker ikke på noen måte nøyaktigheten til avlesningene deres. Under eksperimenter med generatorer ble således tre INI S6-11 brukt, og avlesningene deres var litt forskjellige.

LITTERATUR

1. Generator 34 med lav ikke-lineær forvrengning. - Radio, 1984, nr. 7, s. 61.

2. Nevstruev E. Signalgenerator 34. - Radio, 1989, nr. 5, s. 67-69.

3. Petin G. Anvendelse av en gyrator i resonansforsterkere og generatorer. - Radio, 1996, nr. 11, s. 33, 34.

4. Biryukov-enheter basert på MOS-integrerte kretser. - M.: Radio og kommunikasjon, 1990.

5. Sydde digitale brikker. - M.: Radio og kommunikasjon, 1987.

6. Sinusbølgegenerator. - Radio, 1995, nr. 1, s.45.

Lavfrekvent generator på transistorer, tuning med en motstand.

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

Lavfrekvensgenerator fra 18 Hz til 30 KHz. Området er delt inn i fire underområder. For å stabilisere utgangsspenningen brukes et AGC-system. Utgangsspenningsnivået ved en belastning på 15 kOhm er minst 0,5 V. For videre bruk av generatoren må du bruke et utgangstrinn med lav utgangsmotstand. For eksempel en emitterfølger med lavimpedansbelastning. Hoveddelen av generatoren er en tre-trinns forsterker på transistorene T4, T5 og T1 med en overføringskoeffisient på omtrent 1. Forsterkeren er dekket av negativ tilbakemelding, hvis krets inkluderer to faseskiftende trinn satt sammen på transistorene T2, T3. Hver av dem introduserer en faseforskyvning, som varierer fra null til 180° når frekvensen endres fra null til uendelig. Modulen til overføringskoeffisienten til disse kaskadene avhenger ikke av frekvensen og den introduserte faseforskyvningen og er nær 1. Således, ved en av frekvensene, som er den kvasi-resonansfrekvensen til generatoren, ble den totale faseforskyvningen introdusert. av faseskifteren viser seg å være lik 180° og tilbakemeldingen blir positiv. Hvis overføringskoeffisienten er tilstrekkelig, begynner enheten å generere ved denne frekvensen. Konstruksjonen av denne generatoren gjør det mulig å oppnå en ganske høy frekvens overlappingskoeffisient på underbånd (mer enn 10), men å øke den utover 6-8 er upraktisk på grunn av komprimering av frekvensskalaen på slutten av underområdet. Ved høye frekvenser øker faseforskyvningen introdusert av transistorene litt frekvensoverlappingen. For å stabilisere amplituden til utgangssignalet, brukes et AGC-system med forsinkelse. AGC-detektoren er laget på diodene D1 og D2, koblet til generatorutgangen gjennom en emitterfølger på transistoren T6. Dette gjorde det mulig å unngå ikke-lineære forvrengninger fra AGC-detektoren. Når utgangssignalet øker, viser amplituden seg å være større enn åpningsspenningen til diodene D1 og D2. Sistnevnte åpner, og den konstante spenningen på kondensator C9 øker. Som et resultat øker kollektorstrømmen til transistoren T5, og følgelig reduseres kollektorstrømmen til transistoren T4. Som et resultat avtar den ekvivalente motstanden til den positive tilbakemeldingen, og følgelig reduseres forsterkningen, og følgelig utgangssignalet. Reduksjonen av ikke-lineære forvrengninger introdusert av AGC-systemet oppnås ved negativ tilbakemelding, som dekker kaskader på transistorene T4 og T5. AGC-forsinkelsen oppstår på grunn av bruken av silisiumdioder D1, D2 og transistor T5, hvis base-emitterspenning lukker dioden D1. Når du setter opp generatoren, bør du bruke trimmemotstand R1 for å stille inn utgangsspenningen i området 0,5-0,55 V, og bruke motstandene R4 og R9 for å oppnå minimal ikke-lineær forvrengning.

Lavfrekvensgenerator med Winn-bro

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

Ved å bruke en Wynne-bro i tilbakekoblingskretsen kan en harmonisk oscillasjonsgenerator fås fra en konvensjonell forsterker. Drevet av et 9-volts batteri (strømforbruk 10 mA), produserer generatoren et sinusformet signal med en amplitude på 1 V i frekvensområdet fra 10 Hz til 140 kHz. Den genererende delen er dannet av en operasjonsforsterker OP1 med en positiv tilbakekoblingssløyfe dannet av en RC Winn-krets av motstander R3, R4, 100k potensiometre og kondensatorer C1-C8. Underområdet velges av en dobbel bryter, og jevn justering innenfor underområdet gjøres av et to-seksjons 100k potensiometer. For å opprettholde en stabil amplitude av utgangssignalet, er begrensningsdioder VD1, VD2 og motstand R7 inkludert i den negative tilbakekoblingskretsen. Den andre operasjonsforsterkeren fungerer som en bufferforsterker, og isolerer Wynne-kretsen fra påvirkning av ekstern belastning. Ved hjelp av potensiometer VR2 justeres utgangssignalnivået. Bryterposisjonene tilsvarer følgende frekvensunderområder: "1" - 10Hz; "2" - 100Hz; "3" -1...14 kHz; "4" - 10 kHz. Enheten monteres enkelt på en universell monteringsplate og passer inn i et kompakt hus.

Radioparade nr. 3 2004 s. 24

Generatoren produserer vekselspenning med symmetriske rektangulære, trekantede og sinusformede former og er beregnet for testing og tuning av diverse lavfrekvent utstyr. Enkelheten til kretsen og funksjonaliteten gjør generatoren tilgjengelig for repetisjon. Det elektriske kretsskjemaet er vist på figuren.

Sinusbølgegenerator

http://nowradio. *****/sinusoidalnuy%20generator%20NCH. htm

Diagrammet viser en enkel sinusbølgegenerator laget av tilgjengelige elementer. Dens parametere oppfyller fullt ut kravene til måling av generatorer når det gjelder stabilitet av genererte svingninger, ikke-linearitet, jevnhet og trinnvis regulering av utgangsspenningsnivået, lavt strømforbruk. Denne generatoren kan brukes som en kilde til lavfrekvente oscillasjoner ved oppsett og testing av elementer av radiomottakere, høyttalere og for å teste andre måleinstrumenter.

De viktigste tekniske egenskapene.

Omfang av genererte svingninger, Hz

Coeff. ikke-lineære forvrengninger ikke mer enn %,

i underområder: 10...40 og 85000Hz 0,8

40...85000 Hz 0,3

Maksimal utgangsspenningssving, V 18

Endring i utgangsspenningsamplitude over hele området

frekvenser ikke lenger, dB 0,2

Strømforbruk ikke lenger. W 2

Den lavfrekvente sinusformede generatoren på DA1-brikken er laget ved hjelp av en Robinson-Wine-brokrets. Valget av underområdet (10Hz, 0,1 ..1 kHz, 1 10 kHz, 1 kHz) utføres av bryteren SA1, og jevn frekvensinnstilling utføres av dobbel variabel motstand R2. For å oppnå proporsjonalitet mellom rotasjonsvinkelen og endringen i frekvens, er det nødvendig at den variable motstanden har en eksponentiell karakteristikk av endringen i motstand (gruppe B). Kravene til identisk motstand for hver av de to variable motstandene er ikke så høye, siden små forskjeller kan kompenseres for av trimmemotstanden R7. Den negative tilbakekoblingskretsen til operasjonsforsterkeren inkluderer en dynamisk kobling bestående av motstand R4 og transistor VT1. Driften av denne koblingen har oppnådd stabilisering av amplituden til de genererte oscillasjonene over hele området. Linken styres ved å endre spenningen ved porten til felteffekttransistoren, som forsynes fra utgangen til op-ampen. Enhver endring i utgangen til DA1-mikrokretsen forårsaker en endring i motstanden til dren-kildekanalen, og dette fører igjen til en endring i forsterkningen av kaskaden. Den lavfrekvente spenningen fra utgangen til det første trinnet mates gjennom en spenningsdeler på R10R11 til den ikke-inverterende inngangen til forsterkeren på DA2-brikken. Overføringskoeffisienten til denne kaskaden er 10. DC-driften til kaskaden balanseres av trimmemotstand R12. En attenuator med dB-demping er koblet til utgangen på scenen. Enheten drives fra et vekselstrømnett gjennom en nedtrappingstransformator med en vekselspenning på sekundærviklingen på 21+21 V. Ved utforming av en generator bør kondensatorer C1 - C8 velges med en nominell avvikstoleranse på ikke mer enn 1 % ved å plassere dem direkte mellom lamellene på SA1 kjeksbryteren. Enheten er montert på et trykt kretskort laget av foliegetinax. Generatoren konfigureres i følgende rekkefølge. Et oscilloskop er koblet til fellespunktet til motstandene R10, R11. Bryter SA1 er satt til posisjonen til det andre underbåndet. Trimmermotstander R6 og R7 brukes til å begeistre generatoren, og ved å rotere den variable motstanden R2, kontrolleres tilstedeværelsen av generasjon over hele bevegelsesområdet til motoren. Deretter settes det første delområdet, og den variable motstanden R2 settes til posisjon 2/3 av maksimal motstandsverdi. Ved å justere de justerte motstandene R6 og R7 velges deres posisjon der sinusbølgeforvrengningen er minimal. For å oppnå den ikke-lineære forvrengningskoeffisientverdien spesifisert i de tekniske spesifikasjonene, bør justeringer gjøres med en ikke-lineær forvrengningsmåler. Et voltmeter med en målegrense på 0,5...1 V skal kobles til utgangen på DA2-brikken, og trimmermotstanden R12 skal brukes for å balansere driften av forsterkeren på DA2-brikken. Kalibreringen av regulatoren for jevn endring av utgangssignalet (R11) utføres ved å måle spenningen direkte på utgangskontakten XS1 i 0 dB demperposisjon. Ved å stille inn sekvensielt verdiene 1, 2, 3 V og så videre, noteres merker på regulatorskalaen.

Radioamatør nr. 5 2001 s. 22

Funksjonsgenerator 15Hz – 15KHz

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

Når du setter opp lavfrekvent lydgjengivelsesutstyr, kan det hende du trenger et signal ikke bare av en sinusformet form, men også av en rektangulær eller trekantet form.

Figuren viser et diagram av en funksjonell generator som produserer sinusformede, rektangulære og trekantede oscillasjoner i området fra 15 Hz til 15 kHz. Hele området dekkes uten svitsjing av én variabel motstand R2. En multivibrator er laget på operasjonsforsterkerne A1.1 og A1.2. Rektangulære pulser fjernes fra utgang A1.1. Trekantede fjernes fra utgang A1.2 (via en buffer på A1.4), og for å oppnå et signal med en form nær en sinusformet (parabolsk form), brukes en driver på diodene VD3-VD6, hvorfra den resulterende signal sendes til en ekstra forsterker på A1.4. Strømkilden er på en laveffekts krafttransformator T1, med en sekundærvikling på 5-7V AC. En halvbølgelikeretter på VD7 og VD8 skaper en bipolar spenning, som stabiliseres av zenerdiodene VD1 og VD2. Ved oppsett må symmetrien til et signal nær en sinusform stilles inn ved å velge motstand R8 eller R9. Det anbefales å ta dioder VD3-VD6 fra samme batch.

Radiokonstruktør nr. 9 2008 s. 17

Hentet fra http://. ru/forum/-info-80795.html

Viktig.Denne FG er fra bladet Radio nr. 6 1992 s. 44.

Se også "GKCH Lukin 300KHz" og dens triangel-sinusbølgeomformer.

20. Trekantet til sinusformet spenningsomformer. http://*****/u2.htm

17. Trekantet til sinusformet spenningsomformer med sekvensiell tilnærming.

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

48. Ikke-lineær sagtann til sinusformet spenningsomformer.

49. Sinusformet spenningsdanner.

52. Omformer av sagtannspenning til sinusformet.

En lavfrekvensgenerator er en av de nødvendige enhetene i en radioamatørs laboratorium. Et bredt spekter av enheter for installasjonen som denne enheten er nødvendig, bestemmer det høye nivået av krav som stilles til parametrene. "Nylig", sammen med klassiske generatorkretser som bruker avstembare resonans-jRC-enheter som et frekvensinnstillingselement, blir såkalte funksjonelle generatorer (FG-er) stadig mer utbredt. Deres fordeler inkluderer: høy stabilitet av utgangsspenningsamplituden; evnen til å generere infra-lave frekvenser; praktisk talt null tid for å etablere utgangsspenning og frekvens; fravær av knappe deler i designet (for eksempel doble presisjonsvariable motstander og termistorer). I tillegg gjør funksjonsgeneratorer det mulig å oppnå spenning ikke bare av sinusformet, men også av rektangulære og trekantede former. Imidlertid har de kjente kretsene til slike generatorer også en rekke ulemper, hvorav de viktigste inkluderer det relativt høye nivået av ikke-lineære forvrengninger av sinusformen.

signal og begrenset frekvensområde i ultralydfrekvensområdet.

Ris. 1. Generator kretsskjema

Den beskrevne funksjonsgeneratoren, der disse ulempene reduseres så mye som mulig, har følgende hovedparametre:

Utgangsspenningsform. ……. Sinus, trekantet, rektangulært

Område for genererte frekvenser, Hz……0,

Antall underbånd ………… b

Harmonisk koeffisient, %:

opptil 50 kHz……………o.5

opptil 300 kHz………………… 1.0

Ujevnhet i amplitude-frekvenskarakteristikk: %;

opptil 50 kHz ………………… 1

opptil 300 kHz……………… 3

Varighet av rektangulære spenningsfronter, ikke ………… 250

Maksimal dobbel spenningsamplitude -

alle former, B…-…………. 10

Maksimal belastningsstrøm, mA……. tretti

Divisjonsforhold for utgangsspenningsdeleren, ganger... .. . …….. 1, 10, 100, 1000

Jevn justering av utgangsspenningsamplituden. ………….. Minst 1:20

I funksjonsgeneratorkretsen, i tillegg til hovedutgangen, er det en ekstra differensial, amplituden og formen til spenningen som er satt synkront med hovedutgangen, og faseforskyvningen er 180°. Forsinkelsen av signalfronten ved differensialutgangen i forhold til hovedsignalet er ikke mer enn 40 ns. Det er også en rektangulær pulsutgang med et nivå som tilsvarer TTL logiske nivåer og en justerbar driftssyklus fra 11 til 10.

Grunnlaget for FG er et lukket avspenningssystem, bestående av en integrator og en komparator og designet for å produsere svingninger av rektangulære og trekantede former. Tidskonstant for en integrator basert på en operasjonsforsterker (op-amp) A1(Fig. 1), og derfor avhenger frekvensen til de genererte svingningene av kapasitansen til en av kondensatorene C2...C7, som er koblet til den negative tilbakekoblingskretsen ved hjelp av brytere S1…S4. Spenningen fra integratorutgangen leveres til inngangen til en bipolar komparator på op-amp A2 og ved å nå sin utløsningsterskel, polariteten til utgangsspenningen A2, og følgelig, ved inngangen til integratoren endres den til det motsatte, og syklusen gjentas. Jevn frekvensjustering utføres av motstand R7.

For å konvertere trekantspenning til sinusformet spenning, brukes en velprøvd funksjonell omformerkrets på en felteffekttransistor, beskrevet i detalj i. For å lette etableringen av PG og forbedre kvalitetsindikatorer, leveres spenningen til omformeren fra (utgangen fra en separat skalaforsterker A3. Justerer forsterkningen og nullforskyvningen med motstander R22 Og R23 lar deg optimere formen på den trekantede spenningen som leveres til den funksjonelle omformeren på transistoren V8, og forbedre formen på sinusbølgen betydelig. Behovet for å introdusere en isolasjonskondensator C8 bestemmes av det faktum at fra frekvenser på flere kilohertz ved utgangen av integratoren A1 Et skifte i det gjennomsnittlige signalnivået oppstår på grunn av asymmetrien til komparatorresponsterskelene, som vises ved høye frekvenser. Uten kondensator C8 den trekantede spenningen ved utgangen av PG blir asymmetrisk i forhold til null, og formen på det sinusformede signalet er kraftig forvrengt.

Trekantet spenningsutgang GASS I tillegg til den funksjonelle omformeren, leveres den til inngangen til en Schmitt-trigger laget på en transistor V10 og mikrokrets D.L. Driftssyklus av rektangulære pulser ved utgangen 8 D1 kan endres ved å justere triggerterskelen med motstand R24.

Spenning av sinusformede, trekantede eller rektangulære former via utgangsbølgeformbrytere 55, S6.2 matet til den endelige skalaforsterkeren A4 og deretter til en effektforsterker som bruker transistorer V15, V16. Strømforsyning til op amp A4 mates gjennom RC-filtre R43C11 Og R47C13, forhindrer mulig eksitasjon av forsterkeren. En variabel motstand er inkludert i den negative tilbakekoblingskretsen til forsterkeren R40,. som jevnt regulerer amplituden til utgangsspenningen. Denne reguleringsmetoden, i motsetning til å slå på et potensiometer ved inngangen til op-ampen, gjør skalaen til amplituderegulatoren enhetlig for alle former for utgangsspenning og forbedrer signal-til-støy-forholdet ved lave utgangsspenningsnivåer.

En trinndeler er inkludert ved utgangen til forsterkeren, som lar deg dempe utgangssignalet med 10, 100 eller 1000 ganger. Fire delingstrinn oppnås ved å bruke bare to nøkkelbrytere - ved å trykke S7 og samtidig S8 Delingskoeffisienten er 1000. Fordelen med denne metoden er at når tastene trykkes (divisjonskoeffisienten er 1), kobles delemotstandene fra forsterkerutgangen, noe som øker belastningskapasiteten litt i denne modusen.

Differensialutgangen mottar spenning fra en inverterende forsterker som ligner på krets Op-amp A5 og transistorer V17, V18. Inngangen er koblet til utgangen til den første forsterkeren, og spenningsforsterkningen er 1. Difbytter synkront med hoveddeleren. Det er lett å se at spenningsforskjellen mellom hoved- og differensialutgangene er lik to ganger spenningsamplituden ved hver av dem. I tillegg til muligheten for å oppnå dobbel signalamplitude, er tilstedeværelsen av en differensialutgang nødvendig når du setter opp en rekke enheter med en differensialinngang, for eksempel opptakere eller differensialmåleforsterkere.

OM Rollen som spilles av stafett K1 fortjener spesiell omtale. Faktum er at kantene på rektangulære pulser fra utgangen til komparatoren, hvis de er direkte koblet til bryteren S6.2, lett trenge gjennom sin pro-kode kapasitans til inngangen til den endelige forsterkeren og forårsake betydelig forvrengning av formen til de trekantede og sinusformede signalene. Relékontakter K1, svitsjekretser med betydelig relativ inngangskapasitans A4, de er koblet til når de genererer spenninger - av den angitte formen med en felles ledning, som helt eliminerer denne typen forvrengning.

Generatoren drives fra enhver bipolar stabilisert strømkilde med en spenning på ±15 V, med lav utgangsspenningsrippel og en tillatt belastningsstrøm på minst 0,15 A. For eksempel kan generatorens strømforsyning beskrevet i brukes. Når du velger og konfigurerer en strømkilde, bør du være spesielt oppmerksom på å eliminere selveksitering av spenningsstabilisatoren, noe som er svært sannsynlig når du driver generatorkretser.

K574UD1A mikrokretser kan erstattes med K574UD1B. Hvis du begrenser driftsfrekvensen til generatoren til 30 kHz, er det mulig å erstatte dem med K140UD8B, uten å endre kretsskjemaet. I stedet for 153UD1 kan du bruke K153UD1 eller K553UD1 (med hvilken som helst bokstav), men for å oppnå en maksimal generasjonsfrekvens på 300 kHz, kan det være nødvendig med valg av dem. Ved frekvenser opp til 100 kHz fungerer denne typen operasjonsforsterkere uten valg. Når det brukes som A2 For andre typer op-forsterkere er det ikke mulig å oppnå en generasjonsfrekvens høyere enn 50...70 kHz med tilfredsstillende linearitet av frekvensresponsen.

Som D1 Du kan bruke alle invertere i K133, K155-serien. Transistorer KT315 og KT361 kan erstattes med alle laveffekts silisiumtransistorer med passende konduktivitet og lignende parametere. Hvis transistorer fra KT814, KT815-serien (med hvilken som helst bokstav) brukes i effektforsterkere, kan belastningskapasiteten til generatoren økes betydelig. Med en slik erstatning er motstandsverdiene R53…R56 Og R57…R64 bør reduseres med ca. 5 ganger. Dioder D223 kan erstattes med alle høyfrekvente silisiumdioder, dioder D311 - D18, GD507, og i stedet for transistoren KP303E - KP303G eller KP303F. Kondensatorer C2, CS - K53-7 eller annen ikke-polar. De resterende kondensatorene er keramiske typer KM, KLS, KTK osv. Du kan også bruke papirkondensatorer. Hvis FG forventes å operere i et betydelig temperaturområde, er det nødvendig å velge typer kondensatorer C2…C7 med liten TKE. Foreløpig valg av valører C2…C6 med en nøyaktighet på 1 % forenkler oppsettet betraktelig.

Hva er en lydgenerator og hva brukes den til? Så, la oss først definere betydningen av ordet "generator". Generator – fra lat. generator- produsent. Det vil si, for å forklare på dagligdags språk, er en generator en enhet som produserer noe. Vel, hva er lyd? Lyd- Dette er vibrasjoner som øret vårt kan skjelne. Noen fiset, noen hikste, noen sendte noen - alt dette er lydbølger som ørene våre hører. En normal person kan høre vibrasjoner i frekvensområdet fra 16 Hz til 20 Kilohertz. Lyd opp til 16 Hertz kalles infralyd, og lyden er mer enn 20 000 Hertz - ultralyd.

Fra alt det ovennevnte kan vi konkludere med at en lydgenerator er en enhet som sender ut en slags lyd. Alt er elementært og enkelt;-) Hvorfor monterer vi det ikke? Opplegg til studio!

Som vi kan se, består kretsen min av:

– kondensator med en kapasitet på 47 nanoFarads

– motstand 20 Kilohm

– transistorer KT315G og KT361G, kanskje med andre bokstaver eller til og med noen andre laveffekt

– lite dynamisk hode

- en knapp, men du kan gjøre det uten.

På brødbrettet ser det omtrent slik ut:

Og her er transistorene:

Til venstre er KT361G, til høyre er KT315G. For KT361 er brevet plassert midt i kassen, og for 315 er det til venstre.

Disse transistorene er komplementære par til hverandre.

Og her er videoen:

Frekvensen på lyden kan endres ved å endre verdien på motstanden eller kondensatoren. Frekvensen øker også hvis forsyningsspenningen økes. Ved 1,5 volt vil frekvensen være lavere enn ved 5 volt. I min video er spenningen satt til 5 volt.

Vet du hva annet som er morsomt? Jenter har et mye større spekter av oppfatning av lydbølger enn gutter. For eksempel kan gutter høre opptil 20 kilohertz, og jenter kan til og med høre opptil 22 kilohertz. Denne lyden er så knirkende at den virkelig går deg på nervene. Hva vil jeg si med dette?)) Ja, ja, hvorfor velger vi ikke motstands- eller kondensatorverdier slik at jenter hører denne lyden, men gutter ikke? Tenk deg at du sitter i klassen, slår på orgelet og ser på de misfornøyde ansiktene til klassekameratene dine. For å sette opp enheten trenger vi selvfølgelig en jente som hjelper oss med å høre denne lyden. Ikke alle jenter oppfatter også denne høyfrekvente lyden. Men det virkelig morsomme er at det er umulig å finne ut hvor lyden kommer fra))). Bare hvis noe, jeg fortalte deg det ikke).

Radioamatører trenger å motta ulike radiosignaler. Dette krever tilstedeværelsen av en lavfrekvent og høyfrekvent generator. Ofte kalles denne typen enhet en transistorgenerator på grunn av dens designfunksjon.

Tilleggsinformasjon. En strømgenerator er en selvoscillerende enhet opprettet og brukt til å generere elektrisk energi i et nettverk eller konvertere en type energi til en annen med en gitt effektivitet.

Selvsvingende transistorenheter

Transistorgeneratoren er delt inn i flere typer:

• i henhold til frekvensområdet til utgangssignalet;
• etter type signal generert;
• i henhold til handlingsalgoritmen.

Frekvensområdet er vanligvis delt inn i følgende grupper:

• 30 Hz-300 kHz – lavt område, angitt lavt;
• 300 kHz-3 MHz – middels rekkevidde, angitt mellomtone;
• 3-300 MHz – høy rekkevidde, betegnet HF;
• mer enn 300 MHz – ultrahøy rekkevidde, utpekt mikrobølgeovn.

Dette er hvordan radioamatører deler rekkeviddene. For lydfrekvenser bruker de området 16 Hz-22 kHz og deler det også inn i lave, middels og høye grupper. Disse frekvensene finnes i alle husholdningslydmottakere.

Følgende inndeling er basert på typen signalutgang:

• sinusformet - et signal utstedes på en sinusformet måte;
• funksjonell – utgangssignalene har en spesielt spesifisert form, for eksempel rektangulær eller trekantet;
• støygenerator - et jevnt frekvensområde observeres ved utgangen; rekkevidden kan variere avhengig av forbrukernes behov.

Transistorforsterkere er forskjellige i driftsalgoritmen:

• RC – hovedanvendelsesområde – lavt område og lydfrekvenser;
• LC – hovedanvendelsesområde – høye frekvenser;
• Blokkerende oscillator - brukes til å produsere pulssignaler med høy driftssyklus.

Bilde på elektriske diagrammer

La oss først vurdere å få en sinusformet type signal. Den mest kjente oscillatoren basert på en transistor av denne typen er Colpitts oscillatoren. Dette er en masteroscillator med en induktans og to seriekoblede kondensatorer. Den brukes til å generere de nødvendige frekvensene. De resterende elementene gir den nødvendige driftsmodusen til transistoren ved likestrøm.

Tilleggsinformasjon. Edwin Henry Colpitz var innovasjonssjef i Western Electric på begynnelsen av forrige århundre. Han var en pioner innen utviklingen av signalforsterkere. For første gang produserte han en radiotelefon som tillot samtaler over Atlanterhavet.

Hartley master oscillatoren er også viden kjent. Den, som Colpitts-kretsen, er ganske enkel å montere, men krever en tappet induktans. I Hartley-kretsen produserer en kondensator og to induktorer koblet i serie generasjon. Kretsen inneholder også en ekstra kapasitans for å få positiv tilbakemelding.

Hovedanvendelsesområdet for enhetene beskrevet ovenfor er middels og høye frekvenser. De brukes til å oppnå bærefrekvenser, samt å generere elektriske svingninger med lav effekt. Mottaksenheter til husholdningsradiostasjoner bruker også oscillasjonsgeneratorer.

Alle de oppførte applikasjonene tolererer ikke ustabilt mottak. For å gjøre dette introduseres et annet element i kretsen - en kvartsresonator av selvsvingninger. I dette tilfellet blir nøyaktigheten til høyfrekvensgeneratoren nesten standard. Den når milliondeler av en prosent. I mottaksenheter til radiomottakere brukes kvarts utelukkende for å stabilisere mottak.

Når det gjelder lavfrekvente og lydgeneratorer, er det et veldig alvorlig problem her. For å øke innstillingsnøyaktigheten er det nødvendig med en økning i induktansen. Men en økning i induktansen fører til en økning i størrelsen på spolen, noe som i stor grad påvirker dimensjonene til mottakeren. Derfor ble en alternativ Colpitts oscillatorkrets utviklet - Pierce lavfrekvent oscillatoren. Det er ingen induktans i den, og i stedet brukes en kvarts-selv-oscillasjonsresonator. I tillegg lar kvartsresonatoren deg kutte av den øvre grensen for svingninger.

I en slik krets forhindrer kapasitansen den konstante komponenten av basisforspenningen til transistoren i å nå resonatoren. Signaler opp til 20-25 MHz, inkludert lyd, kan genereres her.

Ytelsen til alle enhetene som vurderes avhenger av resonansegenskapene til systemet som består av kapasitanser og induktanser. Det følger at frekvensen vil bli bestemt av fabrikkegenskapene til kondensatorene og spolene.

Viktig! En transistor er et element laget av en halvleder. Den har tre utganger og er i stand til å kontrollere en stor strøm ved utgangen fra et lite inngangssignal. Kraften til elementene varierer. Brukes til å forsterke og bytte elektriske signaler.

Tilleggsinformasjon. Presentasjonen av den første transistoren ble holdt i 1947. Dens derivat, felteffekttransistoren, dukket opp i 1953. I 1956 Nobelprisen i fysikk ble tildelt for oppfinnelsen av den bipolare transistoren. På 80-tallet av forrige århundre ble vakuumrør fullstendig tvunget ut av radioelektronikk.

Funksjon transistor generator

Funksjonelle generatorer basert på selvoscillasjonstransistorer er oppfunnet for å produsere metodisk repeterende pulssignaler av en gitt form. Formen deres bestemmes av funksjonen (navnet på hele gruppen av lignende generatorer dukket opp som et resultat av dette).

Det er tre hovedtyper av impulser:

• rektangulær;
• trekantet;
• sagtann.

En multivibrator blir ofte nevnt som et eksempel på den enkleste LF-produsenten av rektangulære signaler. Den har den enkleste kretsen for DIY-montering. Radioelektronikkingeniører begynner ofte med implementeringen. Hovedtrekket er fraværet av strenge krav til karakterer og form på transistorer. Dette skjer på grunn av det faktum at arbeidssyklusen i en multivibrator bestemmes av kapasitansene og motstandene i den elektriske kretsen til transistorer. Frekvensen på multivibratoren varierer fra 1 Hz til flere titalls kHz. Det er umulig å organisere høyfrekvente svingninger her.

Innhenting av sagtann- og trekantsignaler skjer ved å legge til en ekstra krets til en standardkrets med rektangulære pulser ved utgangen. Avhengig av egenskapene til denne tilleggskjeden, konverteres rektangulære pulser til trekantede eller sagtannpulser.

Blokkerende generator

I kjernen er det en forsterker satt sammen på grunnlag av transistorer arrangert i en kaskade. Anvendelsesområdet er smalt - en kilde til imponerende, men forbigående i tid (varighet fra tusendeler til flere titalls mikrosekunder) pulssignaler med stor induktiv positiv tilbakemelding. Driftssyklusen er mer enn 10 og kan nå flere titusener i relative verdier. Det er en alvorlig skarphet på frontene, praktisk talt ikke forskjellig i form fra geometrisk vanlige rektangler. De brukes i skjermene til katodestråleenheter (kinescope, oscilloscope).

Pulsgeneratorer basert på felteffekttransistorer

Hovedforskjellen mellom felteffekttransistorer er at inngangsmotstanden er sammenlignbar med motstanden til elektroniske rør. Colpitts og Hartley-kretser kan også settes sammen ved bruk av felteffekttransistorer, bare spoler og kondensatorer må velges med passende tekniske egenskaper. Ellers vil ikke felteffekttransistorgeneratorer fungere.

Kretsene som setter frekvensen er underlagt de samme lovene. For produksjon av høyfrekvente pulser er en konvensjonell enhet satt sammen ved hjelp av felteffekttransistorer bedre egnet. Felteffekttransistoren omgår ikke induktansen i kretsene, så RF-signalgeneratorene fungerer mer stabilt.

Regeneratorer

LC-kretsen til generatoren kan erstattes ved å legge til en aktiv og negativ motstand. Dette er en regenerativ måte å skaffe en forsterker på. Denne kretsen har positive tilbakemeldinger. Takket være dette kompenseres tap i oscillerende krets. Den beskrevne kretsen kalles regenerert.

Støygenerator

Hovedforskjellen er de ensartede egenskapene til lave og høye frekvenser i det nødvendige området. Dette betyr at amplituderesponsen til alle frekvenser i dette området ikke vil være forskjellig. De brukes først og fremst i måleutstyr og i militærindustrien (spesielt fly og raketter). I tillegg brukes den såkalte "grå" støyen til å oppfatte lyd av det menneskelige øret.

Enkel DIY lydgenerator

La oss vurdere det enkleste eksemplet - brøleapen. Du trenger bare fire elementer: en filmkondensator, 2 bipolare transistorer og en motstand for justering. Lasten vil være en elektromagnetisk emitter. Et enkelt 9V batteri er nok til å drive enheten. Driften av kretsen er enkel: motstanden setter forspenningen til bunnen av transistoren. Tilbakemelding skjer gjennom kondensatoren. Innstillingsmotstanden endrer frekvensen. Lasten må ha høy motstand.

Med alle de forskjellige typer, størrelser og design av de vurderte elementene, er kraftige transistorer for ultrahøye frekvenser ennå ikke oppfunnet. Derfor brukes generatorer basert på selvoscillasjonstransistorer hovedsakelig for lav- og høyfrekvensområdene.

Video