Генератор сигналов схема: Генератор сигналов: функциональный генератор своими руками

Содержание

⚡️Генератор сигналов на микросхеме с частотой 1 Гц — 1 МГц

На чтение 8 мин Опубликовано Обновлено

Предлагаемый генератор относится к измерительным приборам для проверки и настройки различной радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры, содержащей приемники, усилители, резонансные цепи электронных генераторов, устройства импульсной техники и аналогичных систем, работающих R диапазоне частот 1 Гц – 1 МГц с сигналами прямоугольной, треугольной или синусоидальной форм.

Такие генераторы сигналов называются функциональными. Часто в них используется микросхема типа XR-2206CP. В Интернете есть различные варианты конструкций функциональных генераторов на указанной микросхеме, но информации по доступной технологии изготовления в любительских условиях их рабочего варианта недостаточно. Многие конструкции не имеют на выходе гальванической развязки, что ограничивает возможности их применения. Китайские производители поставляют полные наборы деталей с печатной платой и корпусом, но при самостоятельном изготовлении получается значительно дешевле и интересней.

Принципиальная схема функционального генератора

Схема генератора сигналов на микросхеме соответствует datasheet производителя микросхемы XR-2206CP, плюс эмиттерный повторитель на высокочастотном транзисторе типа КТ602БМ, что повышает нагрузочную способность генератора и позволяет проверять и настраивать цепи с низким сопротивлением. Принципиальная схема приведена на рис.1. Для переключения диапазонов частот применен джампер SW1, амплитуда треугольных и синусоидальных сигналов на выходе микросхемы (гнездо ХЗ) регулируется переменным резистором R3, а на выходе эмиттерного повторителя (гнездо Х4) амплитуды всех импульсов регулируются резистором R11.

Амплитуда прямоугольных импульсов максимальна и не регулируется на гнезде Х2. Частота сигналов регулируется грубо резистором R7, а плавно – резистором R8. На гнезде Х2, во всех режимах работы, присутствует прямоугольный сигнал для контроля частоты с помощью частотомера.

Схема питается от внешнего источника питания, согласно datasheet, с напряжением 10 – 26 В, но схема хорошо работает и при напряжении 9 В, что позволяет питать генератор сигналов на микросхеме от батареи «Крона». В авторском варианте генератор может питаться от внешнего блока питания напряжением 9 В и 12В (гнездо X1) в зависимости от необходимой величины амплитуды сигнала. Естественно, при напряжении питания 12 В амплитуда сигналов больше.

Технические характеристики генератора при напряжении питания 9В

Диапазоны частот:

  1. 1 Гц- 100 Гц;
  2. 100 Гц – 20 кГц;
  3. 20 кГц – 100 кГц;
  4. 100 кГц – 1 МГц.

Уровни сигналов:

  • Прямоугольный сигнал 8 В;
  • Треугольный и синусоидальный сигналы 0…3 В.

Конструкция и технология изготовления функционального генератора

Схема генератора собрана навесным монтажом на монтажной плате из стеклотекстолита размером 90×60 мм. Размещение деталей на монтажной плате показано на рис.2. Если его отсканировать и забелить детали, то можно изготовить печатную плату.

При этом рисунок платы необходимо увеличить так, чтобы расстояние между отверстиями для панельки микросхемы получились в натуральную величину. Общий размер платы при этом может несколько отличаться от указанного выше, так как рисунок для статьи был сделан после изготовления генератора.

Сначала рисунок монтажа деталей был сделан на миллиметровой бумаге в натуральную величину с общим размером 90×60мм. Этот рисунок был наложен на плату и тонким сверлом, закрепленным в часовой отвертке, были намечены все отверстия. После этого маленькой электродрелью были просверлены все отверстия диаметром 1.2 мм. В такие отверстия могут входить соединительные проводники и выводы деталей.

При такой технологии монтажа сверлятся отверстия также в углах поворота, на длинных участках и на концах соединительных проводников для их закрепления, а также возле выводов панельки микросхемы и джампера для завода концов проводников под низ платы к этим выводам. В
местах установки радиодеталей соединительные проводники должны проходить через отверстия с одной стороны платы на другую.

На рис.3 показано соединение радиодетали с проходящим проводником (а), с концом проводника (b) и соединение проводника с ножкой панельки микросхемы (с). В авторском варианте использованы отрезки проводников от витой пары со снятой изоляцией.

Перед монтажом соединительные проводники, ножки панельки микросхемы, выводы джампера и радиодеталей тщательно зачищаются и залуживаются припоем не хуже, чем ПОС-60. После этого прокладываются и закрепляются на концах все соединительные проводники, проходя через все отверстия согласно рис.2.

Все детали устанавливаются своими выводами в предусмотренные для них отверстия и припаиваются, а лишние части их выводов удаляются кусачками. После этого изготовляется уголок из алюминия толщиной 1.5 мм и размерами 70x35x10 мм для монтажа внешних деталей. В верхнем ряду крепятся переменные резисторы R3, R7 и R8. Резистор R3 типа СПЗ-4вМ содержит выключатель питания, резисторы R7 и R8 типа СПЗ-4аМ. В нижнем ряду крепятся гнезда X1, Х2 и ХЗ типа «Тюльпан».

Для удобства монтажа к этим деталям припаиваются проводники для соединения их с монтажной платой. Этот уголок крепится по центру монтажной платы двумя винтами и гайками М3, а проводники его деталей припаиваются к выводам монтажной платы согласно рис.2.
В качестве корпуса генератора использована коробочка для дискет из оргстекла. В нижней части коробочки, которая будет передней панелью генератора, размечаются центры отверстий для ручек переменных резисторов и гнезд.

Чтобы уголок с резисторами и гнездами плотно прилегал к стенке коробочки, отверстия для ручек резисторов имеют диаметр 16 мм, а для гнезд – 10 мм. Эта операция очень тонкая и требует тщательности, чтобы не повредить коробочку.

Для этого необходимо в центрах отверстий сначала просверлить отверстия диаметром 1.5-2 мм, а потом сверлить перовыми сверлами на малых оборотах. Если не удастся приобрести перовые сверла, их можно изготовить из простой стали, как показано на рис.4. Толщина пластинок около 2 мм, ширина одной равна 16 мм, а другой – 10 мм.

Пластинка вставляется в щель стержня и крепится винтом и гайкой М3. Сверло готово к работе. Для крепления платы после сверления отверстий монтажная плата вставляется в коробочку и прижимается к передней стенке. По середине стенки между отверстиями для переменных резисторов сверлится два отверстия диаметром 2.5 мм, проходя через оргстекло и алюминий. Плата извлекается и в алюминиевом уголке нарезается резьба М3, а в оргстекле отверстия диаметром 2.5 мм рассверливаются до 3.5 мм.

После этого необходимо установить переключатели SW3 и SW4. В авторском варианте применены переключатели типа ПД1. Для их движков в боковой стенке коробочки лобзиком вырезаны прямоугольные отверстия и просверлены крепежные отверстия. Переключатели крепятся четырьмя винтами и гайками М3. После этого плата вставляется в коробочку и крепится винтами. В левом верхнем углу передней панели сверлится отверстие диаметром 4.8 мм, в которое вставляется и подпаивается светодиод согласно рис.2.

К плате также подпаиваются контакты переключателей SW3 и SW4. Эмиттерный повторитель собран навесным монтажом на алюминиевой пластинке размером 55×30 мм и закреплен на задней стенке коробочке, как показано на рис.5. Выводы эмиттерного повторителя подпаиваются к SW3 и монтажной плате согласно рис.2. Размещение деталей собранного генератора показано на рис.6. вид на монтажную плату снизу показан на рис.7.

Настройка генератора

Для проверки работоспособности генератора микросхема XR-2206CP вставляется в панельку, генератор вч сигналов на микросхеме подключается к блоку питания. Частотомер подключается к гнезду эмиттерного повторителя Х4, так как применяемый частотомер шунтирует сигнал при подключении к гнезду Х2.

Осциллограф подключается к гнезду Х2, на котором всегда должен быть прямоугольный импульс. Проверка начинается с первого диапазона. для чего перемычкой джампера подключается конденсатор С3, переменные резисторы устанавливаются в среднее положение. При этом на экране осциллографа должен появиться прямоугольный импульс, что будет свидетельствовать о том, что микросхема рабочая.

Это очень важный момент, так как иногда поставщики или продавцы реализовывают нерабочие микросхемы (есть такой опыт). Если сигнал не появился необходимо тщательно проверить правильность монтажа и надежность паек. Если все правильно, а сигнала нет, то необходимо заменить микросхему. Лучше одолжить проверенную микросхему, убедиться, что генератор работает, а затем установить свою. Следует также отметить, что рабочие микросхемы одной и той же партии могут отличаться параметрами.

Это могут подтвердить конструкции из Интернета, где для одних и тех же диапазонов частот применяются разные конденсаторы и даже появляется пятый диапазон частот. Когда генератор заработал, резисторами R7 и R8 проверяют границы диапазона. Если они отличаются от заданных, то подбирают наминал конденсатора С3. После этого убеждаются в наличии треугольного и синусоидального сигналов. Осциллограф подключают к гнезду ХЗ, а переключатель SW3 ставят в нижнее положение, а переключателем SW4 выбирают синусоиду или треугольник.

Резистором R3 регулируют уровень этих сигналов. Бывает, что при увеличении уровня правильной формы сигнала верхняя часть его ограничивается, то есть появляется асимметричное искажение. В микросхеме есть выводы 15 и 16, которые, обычно, в таких схемах не задействуются, но они предназначены для симметрирования сигнала. Если к ним подключить крайние выводы подстроечного резистора величиной 30 кОм, а движок подключить к минусу, то можно устранить асимметрию сигнала.

Не исключается и такой вариант, что асимметрия начинается выше заданной амплитуды 3 В. Причина кроется внутри микросхемы. В этом случае можно увеличить напряжение, подаваемое на резистор R3 путем уменьшения сопротивления резистора R1 или увеличения R4.

Минимальная амплитуда получается при закороченном резисторе R3, когда на ножке 3 микросхемы установлено максимальное напряжение, поэтому соединять выводы R3 необходимо так, как показано на рис.2 (в отличие от R7 и R8), чтобы увеличение амплитуды сигналов происходило при вращении ручки R3 по часовой стрелке.

Правильно настроенный генератор с качественной микросхемой XR-2206CP генерирует сигналы хорошей формы с незначительными искажениями. На рис.8 показан генератор в рабочем режиме. В заключение следует отметить, что для качественной настройки электронных и электрических устройств функциональный генератор сигналов необходимо использовать совместно с хорошим частотомером.

Лабораторный генератор сигналов своими руками

Блог new. Технические обзоры. Опубликовано: , Перейти в магазин. Конструктор для сборки простого DDS генератора сигналов. Версия для печати.


Поиск данных по Вашему запросу:

Лабораторный генератор сигналов своими руками

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Генератор частоты 0- 40 000 000 Hz + Частотомер

ПРОСТОЙ ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ НЧ И ВЧ


Пользователь интересуется товаром MTTNC — Внешняя антенна для стационарного сотового телефона 30 см, длина кабеля 3 м. Пользователь интересуется товаром NM — Активный 3-х полосный фильтр кроссовер.

Приглашаем Вас в фирменные магазины в Москве Подробнее. Приглашаем Вас в фирменные магазины в Санкт-Петербурге Подробнее. Набор предназначен для обучения радиолюбителей навыкам пайки, чтения схем и практической настройки собранных устройств.

Набор поставляется в комплекте с корпусом из прозрачного оргстекла. Результатом увлекательной сборки будет законченное устройство — лабораторный генератор сигналов, необходимый в каждому радиолюбителю и электронщику, да еще и в креативном корпусе. Прибор позволяет получить сигналы синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы с частотой от 1 Гц до 1 Мгц; имеет регуляторы грубой и точной установки частоты, а также регулятор уровня выходного сигнала.

Набор, безусловно, будет интересен и полезен при знакомстве с основами электроники и получении опыта сборки и настройки электронных устройств. Есть в наличии. Функциональный генератор — это генератор, который может выдавать на своем выходе несколько видов импульсов периодических сигналов. Как правило, при наладке радиоэлектронной аппаратуры используются синусоидальные, треугольные и прямоугольные сигналы.

Из компонентов нашего кит набора можно собрать генератор импульсов на микросхеме XR своими руками. Несмотря на свою кажущуюся простоту, генератор обладает неплохими техническими характеристиками. Разработка и применение специализированных микросхем не только удешевляет измерительные приборы, но и позволяет достигнуть при их построении высоких технических характеристик, в частности, благодаря хорошо согласованным свойствам входящих в их состав полупроводниковых приборов и операционных усилителей.

К таким микросхемам относится специализированная монолитная интегральная микросхема функционального генератора XR Микросхема содержит управляемый напряжением генератор импульсов, переключатель тока и блок множителей и формирования синусоидального или треугольного напряжения. Большинство узлов микросхемы, необходимых для создания функционального генератора импульсов среднего класса, построено на основе применения согласованных дифференциальных пар.

Это позволяет добиться высокой температурной стабильности их работы без применения микроминиатюрных термостатов. В модуле MSbox реализованы далеко не все возможности микросхемы XR, но для применения его в качестве функционального генератора прямоугольных, треугольных и синусоидальных сигналов с регулировкой частоты и амплитуды вполне достаточно.

С помощью нашего конструктора-генератора сигналов вы укрепите свои знания в электронике и получите незаменимый измерительный прибор, сделанный своими руками, для своей домашней лаборатории! Набор для сборки модуля коммутации силовой нагрузки 2кВт В. DIY-лаборатория: Функциональный генератор.

Плата внешнего управления 3D-принтером. Энкодер, SD-карта и ЖК-дисплей 20×4. USB осциллограф. Мобильный тепловизор Seek Thermal для Android. Отпугиватель кротов Антикрот. Монитор качества воздуха. Уже почти 20 лет мы производим электронные устройства для всех, кто может собрать и установить их своими руками. От товаров для начинающих — до сложных технических устройств!

Отдельные направления по обучению электронике и 3D-печати! Готовые комплекты — для простого решения Ваших задач! Несмотря на то, что наши товары являются технически сложными электронными приборами, мы даём на них гарантию производителя 6 месяцев. Значительная часть наших товаров — это уникальные разработки российских инженеров, на которые подтвержден потребительский спрос. Все позиции проходят тщательный отбор и тестирование. Мы гордимся тем, что подавляющее большинство наших товаров производится на нашем собственном производстве на территории России.

Мы оказываем всестороннюю техническую поддержку наших покупателей: по телефону, по e-mail и на нашем Форуме. Наши компетентные и опытные менеджеры по продукции помогут Вам в реализации Ваших самых смелых DIY-идей!

Вы можете оплатить товары Мастер Кит любым удобным Вам способом: наличными при получении или онлайн, в момент оформления заказа, — банковской картой или электронными деньгами. Вы можете получить товары Мастер Кит любым удобным Вам способом: курьером до двери, забрать самостоятельно в более чем пуктых самовывоза по всей России, или получить по Почте. Вы можете приобрести продукцию Мастер Кит более чем в магазинов наших дилеров и партнёров по всей России и в странах ближнего зарубежья.

От розницы — до крупного опта: Вы можете купить наши товары в любом необходимом Вам количестве. Крупные оптовые партии мы произведём специально под Ваш заказ.

Гибкая и комфортная ценовая политика, уникальная онлайн-система для работы с заказами, персональный менеджер и полная поддержка. Авторам текстов. Обратная связь. Нашли ошибку? Скидки Где купить Оплата Доставка. Новинки Скидки!

Пульс Кита. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY. Приглашаем Вас в фирменные магазины в Москве Подробнее Внимание! У нас Вы можете купить Мастер Кит NSbox — Конструктор радиолюбителя для сборки генератора сигналов до 1 МГц: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема.

Мастер Кит, NSbox, Конструктор радиолюбителя для сборки генератора сигналов до 1 МГц, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема. NSbox Конструктор радиолюбителя для сборки генератора сигналов до 1 МГц. Инструкции Инструкция. Дополнительная информация Функциональный генератор — это генератор, который может выдавать на своем выходе несколько видов импульсов периодических сигналов.

Схемы Электрическая схема. Комплект поставки Печатная плата — 1 шт. Комплект электронных компонентов — 1 шт. Набор пластиковых элементов для корпуса — 6 шт. Комплект винт М3х10 — 4 шт. Инструкция — 1 шт. Что потребуется для сборки Паяльник Припой Бокорезы. Техническое обслуживание В целях предотвращения отслаивания печатных проводников и перегрева элементов, время пайки каждого контакта не должно превышать с.

Для работы используйте паяльник мощностью не более 25 Вт с хорошо заточенным жалом. Вопросы и ответы Здравствуйте, а можно его использовать для отпугивание грызунов на даче? Высокочистотный динамик? Сопутствующие товары. С этим товаром покупают. NM Набор для сборки модуля коммутации силовой нагрузки 2кВт В. BM USB осциллограф. MK Отпугиватель кротов Антикрот. MT Монитор качества воздуха. Задать вопрос по товару. Обучение пайке. Почему выбирают Мастер Кит нас Качество, проверенное временем Уже почти 20 лет мы производим электронные устройства для всех, кто может собрать и установить их своими руками.

Широкий ассортимент От товаров для начинающих — до сложных технических устройств! Гарантия производителя Несмотря на то, что наши товары являются технически сложными электронными приборами, мы даём на них гарантию производителя 6 месяцев. Уникальный товар Значительная часть наших товаров — это уникальные разработки российских инженеров, на которые подтвержден потребительский спрос. Импортозамещение Мы гордимся тем, что подавляющее большинство наших товаров производится на нашем собственном производстве на территории России.

Техническая поддержка Мы оказываем всестороннюю техническую поддержку наших покупателей: по телефону, по e-mail и на нашем Форуме. Удобство оплаты Вы можете оплатить товары Мастер Кит любым удобным Вам способом: наличными при получении или онлайн, в момент оформления заказа, — банковской картой или электронными деньгами.

Масса способов доставки Вы можете получить товары Мастер Кит любым удобным Вам способом: курьером до двери, забрать самостоятельно в более чем пуктых самовывоза по всей России, или получить по Почте.

Широкая дилерская сеть Вы можете приобрести продукцию Мастер Кит более чем в магазинов наших дилеров и партнёров по всей России и в странах ближнего зарубежья. Любые объемы закупок От розницы — до крупного опта: Вы можете купить наши товары в любом необходимом Вам количестве.

Специальные условия для дилеров Гибкая и комфортная ценовая политика, уникальная онлайн-система для работы с заказами, персональный менеджер и полная поддержка. Помощь Как получить Как оплатить Где купить. О компании О нас Реквизиты Контакты. Сотрудничество Компаниям Разработчикам Авторам текстов. Информация Правила продажи Обратная связь Нашли ошибку? Мы в Сети Я. Запомнить меня. Войти с помощью:. Забыли логин? Забыли пароль? Еще нет учетной записи?

Продолжить покупки Оформить заказ.


Конструктор для сборки простого DDS генератора сигналов

Простой гетеродинный индикатор резонанса. Резонансную частоту определяют, вращая ротор С1 и, наблюдая на экране осциллографа. Генератор сигналов высокой частоты. Генератор сигналов высокой частоты предназначен для проверки и налаживания различных высокочастотныхустройств. Диапазон генерируемых частот

Желание купить сигнал-генератор было убито слишком большой ценой, и тогда возникла идея сделать такой генератор сигналов своими руками.

N9310A Генератор ВЧ сигналов, от 9 кГц до 3 ГГц

Простой генератор сигналов низкой и высокой частоты предназначен для налаживания и проверки различных приборов и устройств, изготовляемых радиолюбителями. Генератор низкой частоты вырабатывает синусоидальный сигнал в диапазоне от 26 Гц до кГц, который разделен на пять поддиапазонов Максимальная амплитуда выходного сигнала 2 В. Неравномерность частотной характеристики — не более 3 дБ. С помощью встроенного аттенюатора можно ослабить выходной сигнал на 20 и 40 дБ. Предусмотрена также плавная регулировка амплитуды выходного сигнала с контролем ее по измерительному прибору. Генератор высокой частоты вырабатывает синусоидальный сигнал в диапазоне от кГц до 12 МГц поддиапазоны Высокочастотный сигнал может быть промодулирован по амплитуде сигналом как с внутреннего генератора НЧ. Максимальная амплитуда выходного напряжения 0,2 В. В генераторе предусмотрена плавная регулировка выходного напряжения с контролем амплитуды по измерительному прибору.

Лабораторный генератор сигналов на DDS под управлением Arduino

За последние годы произошли серьёзные изменения в подходе к функциональности генераторов сигналов. Если десять лет назад генераторы можно было разделить на такие группы, как синтезаторы, генераторы шума, генераторы синусоидальных сигналов, импульсные генераторы, генераторы сложных сигналов, ВЧ генераторы, то в настоящий момент, в связи с бурным ростом цифровой и микропроцессорной техники, развитием программных технологий появилась возможность создания нового класса генераторов, объединяющего в себе все ранее существующие типы генераторов. Это многофункциональные генераторы сигналов с возможностью формирования сигналов сложной и произвольной форм …. Это многофункциональные генераторы сигналов с возможностью формирования сигналов сложной и произвольной форм.

Прототипом этого генератора стала найденная автором в Интернете конструкция [1].

СХЕМА ГЕНЕРАТОРА СИГНАЛОВ

Идея сделать недорогой генератор УКВ диапазонов для работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры собранных своими руками антенн самодельным КСВ-метром. Быстро и удобно сделать такой генератор удалось, используя сменные блоки-модули. Такой мобильный и простой измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает профессиональным измерительным приборам. Линейку шкалы легко дополнить, поменяв несколько номиналов в схеме или модульную плату. Это задающий генератор на транзисторе Т1 с параметрической стабилизацией частоты, который определяет необходимый диапазон перекрытия. Для упрощения конструкции, перестройка по диапазону осуществляется подстроечным конденсатором.

Тег Генератор

Низкочастотный генератор синусоидального сигнала — очень важный прибор в лаборатории любого радиолюбителя. Возможно, такой уже есть у всех. Но все же хочу познакомить читателей журнала со своим генератором. Генератор выполнен в виде самостоятельного прибора, питающегося от электросети. Но шкала у него сделана лишь приблизительная — нарисована перманентным маркером прямо на корпусе прибора вокруг переменного резистора, которым частота регулируется. Они древние, еще с тех лет как была Windows 3. В металлических корпусах размерами x60x10 см. В общем, очень удобный размер для самодельных приборов.

Принципиальная схема универсального сигнал — генератора показана .. Лабораторный генератор звуковой частоты своими руками.

Генератор сигналов DDS

Лабораторный генератор сигналов своими руками

Генератор различных стабильных частот является необходимым лабораторным оборудованием. В интернете есть немало аналогичных по функциям схем, но они либо морально устарели, либо не обеспечивают достаточно широкого перекрытия частот. Устройство, описываемое здесь, основано на высоком качестве работы специализированной микросхемы XR

Генераторы

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Генератор сигналов различной формы. Signal Generator

Для разработчика СВЧ-электроники высокочастотный генератор является такой же необходимостью, что и анализатор спектра. Существует, можно сказать, стандартный ряд задач, наиболее часто встречающихся при отладке и тестировании. И почти каждая из них требует наличия источника тестового сигнала в том или ином виде. Вместе с тем большая часть задач при отладке не требует каких-либо сверх-высоких характеристик за которые стоило-бы платить при выборе дорогостоящего оборудования.

При калибровке тех или иных цифровых измерительных устройств возникает необходимость в нескольких эталонных частотах. Предлагаемый генератор состоит всего из трех микросхем, но, несмотря на свою простоту, он достаточно точен и, что самое главное, сам не нуждается в калибровке!

Генератор — устройство вырабатывающее эл. Генератор сигналов — схема или устройство вырабатывающее сигнал определенной формы. Устройство имеет интуитивный интерфейс с сенсорным дисплеем для контроля разрешающей способности цифрового генератора импульсов, а также дополнительный источник напряжения. Для данного проекта я использовал интегральную схему XR для генерирования колебательного сигнала. Интегральная схема может создавать сигнал в виде синусоидальных и треугольных импульсов с заданной амплитудой и частотой, а также TTL сигнал синхронизации при напряжении 5 В.

Хотите продавать быстрее? Узнать как. Николаев, Ингульский Вчера


Генераторы, схемы

Генератор — это усилитель с такой положительной обратной связью, ко­торая обеспечивает поддержание сигнала на выходе усилителя без пода­чи внешнего входного сигнала. Генератор преобразует постоянный ток (получаемый от источника питания) в переменный сигнал. Для возник­новения устойчивых колебаний должны выполняться два основных тре­бования:

а) обратная связь должна быть положительной;

б) полный петлевой коэффициент усиления должен быть больше 1.

Существует два типа генераторов: генераторы синусоидальных сиг­налов, вырабатывающие гармонические сигналы, и генераторы несинусо­идальных сигналов, называемые также релаксационными генераторами или мультивибраторами, обычно вырабатывающие прямоугольные сиг­налы.

 

Генераторы с резонансным контуром в цепи коллектора

В схеме генератора на рис. 33.1 элементы L2 и C2 образуют резонансный контур, с которого снимается выходной сигнал.

Рис. 33.1. Генератор с резонансным            Рис. 33.2. Генератор с резонансным контуром в       

           контуром в цепи базы.                                                    цепи  коллектора.           

 

Часть этого выходного сигнала подается обратно на вход через трансформаторную связь       L1L2 таким образом, чтобы сигнал обратной связи совпадал по фазе с сигналом на входе. Транзистор включен по схеме с ОЭ и работает в режиме класса А, который задается цепью смещения R1R2. Конденсатор C1 обеспе­чивает развязку для резистора R2 цепи смещения, а конденсатор C3развязку для обычного стабилизирующего резистора R3 в цепи эмиттера.

 

Генераторы с резонансным контуром в цепи базы

В схеме генератора на рис. 33.2 разделительный конденсатор C2 обеспечи­вает работу транзистораT1 в режиме класса С. Элементы L2 и C1 образу­ют резонансный контур. Положительная обратная связь осуществляется через конденсатор C3 и трансформатор Тр1.

Трехточечная схема генератора с индуктивной обратной связью (схема Хартли)

В этом генераторе (рис. 33.3) катушка индуктивности с отводом L1 обеспе­чивает необходимую обратную связь на эмиттер транзистора. Элементы C2 и L1 образуют резонансный контур.

Трехточечная схема генератора с емкостной обратной связью (схема Колпитца)

В этом случае используется расщепленный конденсатор C1C2 (рис. 33.4). Элементы         C1C2 и L1 образуют резонансный контур, кон­денсатор C3 обеспечивает работу транзистора в режиме класса С.

Генераторы с фазосдвигающей цепью обратной связи, или RC-генераторы

Синусоидальные колебания можно также получить с помощью специаль­но подобранных  RC-цепочек обратной связи, как показано на рис. 33.5. RC-секции R1C1, R2C2,                  R3C3 образуют фазосдвигающую цепь, которая на заданной частоте обеспечивает сдвиг фазы сигнала на 180°. Поскольку транзистор сдвигает фазу сигнала на 180°, то в петле обратной связи получается полный фазовый сдвиг 360°. Таким образом, обратная связь оказывается положительной. Обычно номиналы всех резисторов и всех конденсаторов в фазосдвигающей цепи выбираются одинаковыми, и каждая RC-секция вносит фазовый сдвиг 60°.


Рис. 33.3. Схема Хартли.                         Рис. 33.4. Схема Колпитца.

Рис. 33.5.RC-генератор с фазосдвигающей цепью обратной связи на элементах R1C1,

 R2C2, R3C3, обеспечивающей сдвиг фазы сигнала на 180°. 

Еще раз отметим, что вся фазосдвигающая цепь обеспечивает фазовый сдвиг 180° только на одной частоте, определяемой номиналами используемых компонентов.

Кварцевые генераторы

Одним из самых важных требований, предъявляемых к генератору, явля­ется стабильность частоты генерируемых им колебаний. Изменения частоты могут быть вызваны, например, изменением емкости или индук­тивности элементов резонансного контура или изменением параметров транзистора при колебаниях температуры. Стабильность частоты можно улучшить путем точного подбора элементов схемы, в том числе транзистора. Для обеспечения очень высокой стабильности частоты приме­няется кристалл кварца, точно задающий и стабилизирующий частоту колебаний. В небольших пределах частоту генератора с кварцевой стаби­лизацией можно изменять с помощью конденсатора переменной емкости, подключаемого параллельно кристаллу кварца. Кварцевые генераторы используются в цветных телевизорах для генерации поднесущей частоты 4,43 МГц с точностью до нескольких герц.

УВЧ-генераторы

Генераторы очень высоких и ультравысоких частот (УВЧ) по принципу работы аналогичны другим генераторам. Однако из-за очень высокой частоты емкости и индуктивности элементов настройки С и L очень ма­лы. Катушку индуктивности может заменить одна полоска проводника или простая петля из меди. В качестве конденсатора может служить варактор. Для построения резонансной схемы иногда используются от­резки длинных линий, имеющих распределенную емкость и индуктив­ность.

Генераторы несинусоидальных сигналов

Эти генераторы, называемые еще релаксационными генераторами, выра­батывают прямоугольные импульсные сигналы путем переключения од­ного или двух транзисторов из открытого состояния в закрытое и обратно. Несинхронизированный мультивибратор, описанный в предыдущей главе, является примером такого генератора. Другой разновидностью генерато­ра несинусоидальных сигналов является блокинг-генератор.

Блокинг-генератор

В генераторе этого типа применяется трансформаторная обратная связь с коллектора на базу транзистора (рис. 33.6). Работа этой схемы осно­вана на том, что в силу трансформаторной связи напряжение на базе будет наводиться только при изменении тока коллектора, то есть при его увеличении или уменьшении. В первом случае действует положитель­ная обратная связь, во втором — отрицательная. При первом включении схемы транзистор открывается, его коллекторный ток увеличивается, со­здавая напряжение обратной связи на базе, в результате чего транзистор открывается еще больше. Когда достигается насыщение, увеличение кол­лекторного тока прекращается, что вызывает появление на базе напря­жения противоположной полярности. Это напряжение закрывает тран­зистор. Транзистор удерживается в закрытом состоянии отрицательным зарядом на конденсаторе С до тех пор, пока этот конденсатор в доста­точной степени не разрядится через резистор R. После этого транзистор снова отпирается и описанный процесс повторяется.

Выходное напряжение блокинг-генератора представляет собой после­довательность узких импульсов (рис. 33.7). Ширина (длительность) импульса определяется параметрами трансформатора, а временной интер­вал между импульсами — постоянной времени RC. Поэтому частоту ко­лебаний блокинг-генератора можно изменять путем изменения номинала резистора R.


Рис. 33.6. Блокинг-генератор.

   

Рис. 33.7. Выходной сигнал бло­кинг-генератора.

 

Рис. 33.8. Генератор на однопереходном транзисторе.

Вторичная обмотка трансформатора является коллекторной нагруз­кой транзистора. Быстрое изменение тока через эту обмотку при закры­вании транзистора приводит к появлению большой противоЭДС и большо­го выброса коллекторного напряжения. Этот выброс напряжения может превысить максимально допустимое коллекторное напряжение и вызвать разрушение транзистора. Для защиты транзистора параллельно первич­ной обмотке трансформатора включается диод D1. В нормальном режиме этот диод смещен в обратном направлении и закрыт. Открывается он только в том случае, когда напряжение на коллекторе транзистора превышает напряжение источника питания VCC.

 

Генераторы на однопереходных транзисторах

Полупроводниковые приборы, имеющие на характеристике участок с от­рицательным сопротивлением, например одиопереходные транзисторы, могут быть использованы в генераторах. На рис. 33.8 приведена схе­ма генератора на однопереходном транзисторе. Транзистор смещен в ту область своей выходной характеристики, где выходной ток увеличивается при уменьшении входного напряжения, то есть в область отрицательного сопротивления. Он попеременно открывается и закрывается без какой-либо обратной связи. Выходное напряжение на базе 2 (b2) представля­ет собой последовательность импульсов. Еще один выходной сигнал — последовательность импульсов противоположной полярности — можно снять с базы 1 (b1). С эмиттера транзистора можно снять пилообраз­ный сигнал. Частота генерируемых импульсов определяется постоянной времени R1C1.

 

Генераторы пилообразного напряжения

На рис. 33.9 показана схема генератора, вырабатывающего пилообразный сигнал при подаче на его вход прямоугольных импульсов. На участке периода входной последовательности импульсов между точками А и В (рис. 33.10) на базе транзистора действует нулевое напряжение, и тран­зистор находится в состоянии отсечки, т. е. закрыт. Конденсатор C1 постепенно заряжается через резистор R1. Прежде чем конденсатор пол­ностью зарядится, на вход поступает положительный фронт ВС импуль­са, переключающий транзистор в проводящее состояние. В результате конденсатор C1 очень быстро разряжается через открытый транзистор. Конденсатор находится в разряженном состоянии во время действия им­пульса (вершина CD). Отрицательный фронт DE импульса переключает транзистор в состояние отсечки, конденсатор C1 снова начинает заря­жаться и т. д.


Рис. 33.9. Генератор пилообразно­го напряжения,

управляемый последовательностью

прямоугольных им­пульсов.

Рис. 33.10. Форма сигналов на вхо­де и

выходе генератора пилообразно­го напряжения.

Тот же принцип заряда и разряда конденсатора используется и в дру­гих генераторах пилообразного напряжения. На рис. 33.11 приведены схемы двух таких генераторов на основе несинхронизированного мульти­вибратора и блокинг-генератора соответственно, применяемых в блоках: развертки телевизоров. Потенциометр R1 управляет частотой развертки (кадровой синхронизацией), а потенциометр R2 — амплитудой сигнала развертки (размером изображения по вертикали).

Рис. 33.11. Генераторы пилообразного напряжения на основе (а) несинхронизированного мультивибратора и (б) блокинг-генератора, применяемые в блоках кадровой развертки телевизоров.

В этом видео рассказывается о генераторах для исследования, настройки и испытаний систем и приборов:

Добавить комментарий

Низкочастотные генераторы синуса на цифровых КМОП микросхемах

Генератор сигналов — вещь, немаловажная в радиолюбительском хозяйстве.
Конечно, при нашей всесторонней занятости и умении здраво оценивать ситуацию, оптимальными явились бы такие логические построения:
1. купить готовый DDS генератор у мастеровитых китайских хунвейбинов;
2. загрузить и пользовать программный продукт под названием — генератор сигналов на базе ПК.

Отличное умозаключение, но немного скучноватое… К тому же в некоторых случаях куда удобней пользоваться миниатюрным и почти ничего не потребляющим приборчиком на батарейке. Его можно систематически забывать выключить, ронять (желательно не в унитаз), шпынять и подвергать прочему физическому насилию… Всё равно работать будет как папа Карло, за себя и за всех отсутствующих!
Вот такой малопотребляющий и трудолюбивый персонаж легко можно соорудить на логических КМОП микросхемах.

Припадём к первоисточникам:

«СИНТЕЗАТОР «СИНУСА»      Hobby Elektronika, 11/99.

Эта простая схема, используя прямоугольный сигнал в качестве тактового, генерирует синусоидальный сигнал в диапазоне 0,01 Гц 1 МГц.


Рис.1

Выходы Q0-Q3 двоичного счетчика IC1 через логические элементы IC2 подключаются к общему проводу (0) или к питанию (+15 В) через резисторы суммирующего каскада IC3, номиналы которых подобраны соответствующим образом.
Для четырех выходов существует всего 16 комбинаций, так что один полупериод строится из 16 ступенек.
Изменение уровня на выходе Q4 меняет состояние на одном из двух входов каждого логического элемента «Исключающее ИЛИ».
При логической «1» на входе элемент служит инвертором, при «О» — повторителем. Поэтому половину периода формируется положительная полуволна синусоиды, а затем — отрицательная, и весь цикл снова повторяется.
Таким образом, полный период складывается из 32 шагов, и, следовательно, выходная частота составляет 1/32 часть частоты тактового сигнала.
Амплитуда выходного сигнала определяется резистором R5. Вместо ОР77 можно использовать какой-либо другой операционный усилитель с относительно большой скоростью нарастания выходного напряжения.

Перевод А. Бельского для журнала   Радиолюбитель 10/2000.
От редакции. Микросхемы IC1 — IC3 можно заменить отечественными К561ИЕ16, К561ЛП2 и К544УД2.»

Измеренный коэффициент нелинейных искажений приведённого генератора — около 6% во всем диапазоне рабочих частот. Данные результаты получились с величинами резисторов: R1=10k, R2=25k, R3=51k, R4 — отсутствует. Для номиналов резисторов, указанных на схеме, коэффициент нелинейности превысил 8%.

Более высокими характеристиками обладает схема, опубликованная в журнале Radioelektronik Audio-HiFi-Video, 1997, №11, p. 42, 43 и перепечатанная в РАДИО № 10, 1998, с. 80.

«ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА.

Если радиолюбителю необходим источник синусоидального сигнала с частотой до 100 кГц, то такой сигнал можно сформировать с помощью регистра сдвига и фильтра низших частот.


Рис.2

Схема формирователя приведена на рис. 2. В нем используется регистр сдвига DD2 с суммированием сигналов с восьми его выводов на резистивной матрице.
На вход С микросхемы DD2 через инвертор на элементе DD1.1 подается тактовый сигнал формы меандр с частотой F. Использование обратной связи с выхода Q7 микросхемы DD2 на ее вход D через инвертор ВВ1.2 приводит к тому, что высокий уровень на всех выходах микросхемы DD2 сохраняется в течение прохождения восьми тактовых импульсов с учетом сдвига на каждом из выходов на один такт (рис. 3).


Рис.3

В течение действия 16 тактовых импульсов выходное напряжение изменяется от минимума до максимума (в течение первых восьми импульсов) и возвращается к исходному состоянию (в течение последующих восьми импульсов). Затем процесс повторяется.
Таким образом, на выходе устройства частота периодических колебаний будет в 16 раз меньше частоты поступающих тактовых импульсов.

Сигнал на выходе суммирующей матрицы ступенчатый. Весовая часть каждой «ступеньки» определяется сопротивлениями резисторов R2—R9, поэтому при регулировании устройства потребуется их подбор с тем, чтобы прирост/спад напряжения для каждой из «ступенек» был бы одинаков. Это позволит получить квазисинусоидальный сигнал с наименьшими искажениями.

Элементы R2—R9, R10, R12, кроме функции суммирующей матрицы, совместно с резистором R11 и конденсатором C3 выполняют роль фильтра нижних частот (ФНЧ), благодаря чему ступенчатое изменение напряжения на входе повторителя (микросхема DA1) приобретает форму подобия синусоидального.

Значения емкости конденсатора С3 для нескольких граничных частот ФНЧ приведены в таблице.

    Граничная частота, (Гц)    10   102   103    104   105
    Ёмкость конд. С3, (мкФ)   100  10    1,0     0,1   0,01

Примечание редакции. В конструкции генератора можно применить отечественные элементы: в качестве регистра сдвига — микросхему KP1561ПР1; элементов инверторов — KP1561ТЛ1; выходного повторителя — КР140УД7, скорректированной для работы с единичным усилением.

Для номиналов резисторов, указанных на схеме, коэффициент нелинейных искажений не превышает 1% во всем диапазоне генерируемых частот.
Как часто водится, в оригинальном заграничном источнике допущена пустяковая, но вредоносная опечатка, которая прямиком перекочевала и на страницы отечественного журнала: вместо «Ёмкость конд. С3, (мкФ)» в таблице следует читать «Ёмкость конд. С3, (нФ)».

Для малоответственных измерений (не требующих высокой линейности формы сигналов) можно воспользоваться простейшей схемой функционального генератора, построенного всего на одной цифровой КМОП микросхеме.

«ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР (прямоугольник, пила, синус).       Шило В.Л. «Популярные цифровые микросхемы».

На основе КМОП-микросхемы может быть собран функциональный генератор.


Рис.4

К таким генераторам относят устройства, вырабатывающие синхронно изменяющиеся во времени сигналы разной формы. Устройство вырабатывает сигналы прямоугольной формы, треугольной формы и синусоидальный сигнал.
В зависимости от емкости конденсатора С3 частоту генерируемых колебаний можно изменить в пределах от 35 до 3500 Гц.
Основу генератора составляет компаратор на элементах D1.1 и D1.2. С выхода компаратора сигнал поступает на интегратор (С3, R6, D1.3).
Элемент D1.4 используют как нелинейный усилитель. Регулируя уровень входного напряжения резистором R7 на входе элемента D1.4, добиваются получения на его выходе синусоидальных колебаний.
Потенциометр R1 служит для получения симметричных колебаний, частоту импульсов меняют резистором R6.

 

ВЧ-генератор сигналов с частотомером — RadioRadar

В журнале «Радио», 1997, № 6 на с. 48 и 49 было опубликовано в рубрике «За рубежом» описание «Простого широкополосного генератора сигналов ВЧ», которое меня заинтересовало. Собранный по схеме из этой статьи генератор работал без замечаний, поддерживая определённый уровень сигнала на выходе почти независимо от частоты. Чтобы превратить изготовленную плату в полноценный сигнал-генератор, нужно было поместить её в корпус и проградуировать шкалу переменного конденсатора, но руки до этого не дошли. Кроме того, очень трудно оказалось точно устанавливать необходимую частоту без частотомера.

Когда в продаже появились недорогие цифровые частотомеры, предназначенные для встраивания в различную аппаратуру, я решил объединить такой частотомер с уже готовым генератором. Кроме того, расширил возможности этого генератора, предусмотрев в нём амплитудную и частотную модуляцию выходного сигнала.

Схема прибора изображена на рис. 1. В качестве основного органа установки частоты в нём применён переменный конденсатор C1 с твёрдым диэлектриком от переносного приёмника. Дополнение его варикапом VD1 позволило осуществить плавную подстройку частоты и частотную модуляцию. Для повышения предельной генерируемой частоты предусмотрено отключение переменного конденсатора C1 выключателем SA1. При этом остаётся возможной перестройка генератора варикапом VD1.

Рис. 1. Схема прибора

 

Генератор модулирующего НЧ-сигнала собран на транзисторах VT5 и VT7. Его сигнал частотой 1 кГц через делитель напряжения из резисторов R3, R4 и конденсатор C3 поступает на переключатель SA3. В положении переключателя «ЧМ» модулирующий сигнал подан на варикап VD1, а в положении «АМ» — на затвор полевого транзистора VT4 через резисторы R11 и R17. Девиацию частоты в режиме ЧМ или глубину АМ регулируют переменным резистором R4.

Если вставить в гнездо XS1 штекер внешнего источника модулирующего сигнала, контакты этого гнезда разорвут цепь подачи сигнала внутреннего генератора НЧ и генератор ВЧ будет модулирован внешним сигналом. Если этот сигнал имеет пилообразную форму, то в режиме ЧМ генерируется ВЧ-сигнал качающейся частоты, который можно использовать для проверки и настройки полосовых фильтров.

Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS (рис. 2). Он был приобретён в интернет-магазине. Его описание можно найти по адресу http://www.zL2pd. com/files/PLJ-8LED_Manual_ Translation_EN.pdf (30.10.17). Переключатель SA4 позволяет подключить вход частотомера к выходу генератора для измерения частоты его сигнала или к разъёму XW1, чтобы измерять частоту любого внешнего сигнала, поданного на этот разъём.

Рис. 2. Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS

 

Переменным резистором R24 регулируют амплитуду ВЧ-сигнала на выходе генератора, но поскольку этот резистор находится под потенциалом плюсовой линии питания, сигнал подан с него на разъём XW2 через конденсаторы C13 и C18.

Генератор, частотомер и блок сетевого питания удалось уместить в общий корпус размерами 200х100х х40 мм. Расположение в нём плат и других деталей показано на рис. 3. В качестве источника постоянного напряжения 12 В можно использовать любой сетевой блок питания на это напряжение и ток не менее 0,3 А. Я применил готовую плату от ИБП. Различные готовые блоки питания можно использовать и отдельно, не помещая их в корпус генератора, и этим уменьшить размеры прибора.

Рис. 3. Расположение плат и других деталей в корпусе прибора

 

В генераторе ВЧ желательно использовать керамические конденсаторы с малым ТКЕ. Переключатели SA1, SA3, SA4 — движковые ПД9-1, подойдут и другие малогабаритные переключатели на два положения. Переключатель SA1 желательно установить поблизости от конденсатора C1. Переключатель поддиапазонов SA2 — SK 1P3T либо другой движковый или галетный на три положения.

Катушка L1 — 62 витка, L2 — 15 витков, L3 — 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2…0,3 мм. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах, демонтированных с платы старой автомагнитолы. Каркас катушки L3 — пластмассовый диаметром 7 мм. Все они имеют ферромагнитные подстроечники. Варикап VD1 и конденсатор C2 постарайтесь разместить рядом с катушкой L3.

Переменный резистор R8 должен быть многооборотным, а R24 не должен быть проволочным. Гнездо XS1 — под аудиоштекер диаметром 3,5 мм, оснащённое внутренним выключателем. Разъёмы XW1 и XW2 — байонетные BNC или СР50-73Ф.

Все детали прибора размещены на листе фольгированного стеклотекстолита размерами 200×100 мм, который служит и лицевой панелью прибора (рис. 4).

Рис. 4. Лицевая панель прибора

 

Правильно собранный генератор начинает работать сразу. Однако его частотные поддиапазоны требуют «укладки». При этом возможно потребуется подбирать число витков катушек.

При переключателе SA2 в положении «1», максимальной ёмкости переменного конденсатора C1 и движке переменного резистора R8 в верхнем по схеме положении генерируемая частота должна быть около 400 кГц. Этого следует добиться, вращая под-строечник катушки L1. Если установить нужную частоту с помощью подстроеч-ника не удаётся, придётся менять число витков этой катушки. Увеличение их числа понизит частоту, а при его уменьшении она возрастёт. Получив нужную минимальную частоту, переведите ротор переменного конденсатора C1 в положение минимальной ёмкости, а напряжение управления варикапом VD1 сделайте максимальным, переведя движок переменного резистора R8 в нижнее положение. Прочитайте на табло частотомера значение верхней частоты первого поддиапазона.

Далее переведите переключатель SA2 в положение «2» и вновь установите максимальную ёмкость переменного конденсатора C1 и минимальное напряжение на варикапе VD1. Подстро-ечником катушки L2 и подбором числа её витков добейтесь, чтобы генерируемая частота стала равной уже известной верхней частоте первого поддиапазона. При минимальной ёмкости пере-менного конденсатора и максимальном напряжении на варикапе измерьте максимальную частоту второго поддиапазона. Аналогичным образом, переведя переключатель SA2 в третье положение, «уложите», изменяя индуктивность катушки L3, и третий, самый высокочастотный поддиапазон. Ещё боль-шую частоту генерации в этом поддиапазоне можно получить, отключив выключателем SA1 переменный конденсатор C1 и пользуясь для перестройки генератора только переменным резистором R8. В своём генераторе я добился перекрытия диапазона 400 кГц…150 МГц без разрывов.

Автор: А. Чех, г. Москва

Схема сигнал-генератора на одной лампе 6Н3П

Современный радиоприемник трудно наладить без соответствующей измерительной аппаратуры. При этом в первую очередь необходим сигнал-генератор, т. е. генератор, создающий высокочастотные колебания в определенном диапазоне частот.

С его помощью можно настроить резонансные усилители высокой и промежуточной частоты, проверить сопряжение контуров в супергетеродинном приемнике, определить собственную частоту колебательных контуров и провести ряд других измерений.

Принципиальная схема

Принципиальная схема сигнал-генератора приведена на рис. 1. Он состоит из генератора высокой частоты, генератора низкой частоты (модулятора), выпрямителя и выходного устройства.

Прибор позволяет получать высокочастотные модулированные или немодулированные колебания, а также низкочастотные колебания с частотой порядка 400 гц. Диапазон частот сигнал-генератора 100 кгц — 16 Мгц разбит на следующие поддиапазоны:

  • 100 — 250 кгц;
  • 250 — 700 кгц;
  • 700 — 2000 кгц;
  • 2 — 5,5 Мгц
  • 5,5 — 16 Мгц.

Величина выходного напряжения на выходе сигнал-генератора может достигать 0,8 — 1 В и зависит от добротности контуров. Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением 127 или 220 в.

Генератор высокой частоты выполнен на левом триоде лампы Л1 по трехточечной схеме с автотрансформаторной обратной связью. На каждом из поддиапазонов колебательный контур образован одной из катушек индуктивности L1— L5, одним из подстроечных конденсаторов С1— С5 и переменным конденсатором С7.

Переход с одного поддиапазона на другой осуществляется с помощью переключателя В1. Постоянное напряжение на анод лампы подается через резистор R3.

Плавное изменение частоты производится конденсатором переменной емкости С7. Функции гридлика выполняют конденсатор С6 и резисторы R1, R2. По высокой частоте анод лампы заземлен конденсатором С8,

Модулятор представляет собой обычный генератор звуковой частоты с емкостной обратной связью. В качестве контурной катушки используется обычный дроссель Др1 низкой частоты. Колебательный контур низкочастотного генератора образован катушкой дросселя Др1 и конденсаторами постоянной емкости СИ, С12.

Модулятор собран на правом триоде лампы Л1. Для уменьшения содержания гармоник (улучшения формы кривой низкочастотного напряжения) в катод правого триода включен резистор R12. Выключение звукового генератора производится выключателем В3.

В схеме сигнал-генератора применена анодная модуляция. Переменное напряжение низкой частоты с анода правого триода подается на анод левого триода одновременно с питающим напряжением через резистор R3. Благодаря происходящим в лампе высокочастотного генератора нелинейным процессам и осуществляется процесс модуляции.

Рис. 1, 2. Принципиальная схема лампового генератора сигналов на 6Н3П.

Выходное устройство снгнал-генератора состоит из плавного делителя R2, шкала которого разделена на 10 делений. Для дальнейшего уменьшения выходного напряжения служит ступенчатый делитель, образованный резисторами R4— R11. Каждая ячейка, содержащая два резистора, понижает напряжение в 10 раз.

Необходимое ослабление сигнала снимаемого с плавного делители (называемого иногда аттенюатором, т. е. ослабителем) в 1, 10, 100, 1000 и 10.000_раз производится переключателем В2.

Например, при установке переключателя В2 в положение «10—1» на выходное гнездо ВЧ с резистора R5 поступает напряжение, равное десятой доле напряжения, снимаемого с потенциометра R2; девять десятых последнего напряжения гасится на резисторе R4, сопротивление которого в 9 раз превышает сопротивление правой части делителя между точками а— б.

Таким образом, четыре ячейки делителя позволяют уменьшить напряжение в 10 раз, что при установке плавного делителя в положение, соответствующее 0,1 в, позволяет получить наименьшее напряжение порядка 10 мкв.

Следует отметить, что в сигнал-генераторе простейшего типа амплитуда колебаний по диапазонам и в пределах каждого диапазона довольно сильно меняется, поэтому применение подобных делителей позволяет лишь косвенно судить о фактическом напряжении сигнал-генератора.

Резистор R1 служит для уменьшения влияния нагрузки сигнал-генератора на частоту колебаний. На рис. 1 указаны фактические значения сопротивлений резисторов R4— R11. Они подбираются из ближайших номиналов резисторов, выпускаемых нашей промышленностью.

Напряжение низкой частоты для проверки различных усилительных низкочастотных устройств снимается с потенциометра R13 и поступает на гнездо НЧ. Резистор R17, являясь сопротивлением утечки сетки, одновременно уменьшает реакцию нагрузки на режим работы низкочастотного генератора.

Выпрямитель смонтирован по обычной однополупериодной схеме на двух германиевых диодах Д1 и Д2. Для уменьшения вероятности пробоя диодов последние зашунтированы резисторами R18, R19.

Переключение обмотки трансформатора Тр1 для работы от сети с различными напряжениями осуществляется предохранителем Пр. Фильтр выпрямителя двухзвениый и состоит из конденсаторов С13, С14 и резисторов R15, R16.

Детали и конструкция

Сигнал-генератор смонтирован на угловом шасси из дюралюминия толщиной 1,5 мм. Для того, чтобы предохранить проверяемую аппаратуру от непосредственного излучения цепей генератора (помимо аттенюатора), все контуры, переключатель и конденсатор переменной емкости необходимо заключить в отдельный экран.

Катушки наматываются на керамических каркасах диаметром 10 мм и имеют для подстройки сердечники типа СЦР-1. Намотка катушек L1— L4 типа (универсаль), ширина намотки 5 мм. Катушка L1 содержит 850 витков провода ПЭЛШО 0,12 с отводом от 200-го витка; L2 — 275 витков провода ПЭЛШО 0,2 с отводом от 70-го витка; L3— 112 витков провода лицендрат 7X0,07 с отводом от ,45-го витка; L4 —  42 витка провода лицендрат 7X0,07 с отводом от 15-го витка.

Катушка L5 однослойная, имеет 11 витков рядовой намотки, провод ПЭЛШО 0,51 с отводом от 5-го витка. Катушки можно намотать и на пропитанные церезином бумажные или бакелитовые каркасы соответствующих размеров. При выполнении намотки внавал необходимо сделать щечки. Число витков в этом случае будет отличаться от указанных.

Переменный конденсатор С7 можно применить любой, но желательно примо-частотный, тогда при градуировке можно получить равномерное размещение делений на шкале. Переключатель диапазонов лучше всего применить керамический.

Дроссель Др1 выполнен на сердечнике Ш16, толщина набора 16 мм. На каркас до заполнения наматывают провод ПЭЛ 0,15. Практически можно использовать любой междуламповый трансформатор.

Трансформатор Тр1 имеет сердечник Ш22, толщина набора 32 мм. Сетевая обмотка состоит из двух секций. Секция I содержит 763 витка провода ПЭЛ 0,31, секция II—557 витков провода ПЭЛ 0,2.

Повышающая обмотка III содержит 1140 витков провода ПЭЛ 0,2, обмотка накала ламп IV — 44 витка провода ПЭЛ 1,0. В данной конструкции можно применить любой силовой трансформатор от приемников «Москвич-В», «Волна», АРЗ и др.

Для удобства работы с прибором вращение ротора переменного конденсатора С7 осуществляется с помощью верньерного устройства, конструкцию которого легко уяснить из рис. 2.

Передняя панель прибора имеет размеры 210X160 мм. Монтаж основных деталей осуществлен на горизонтальной панели размером 200Х 120 мм. В зависимости от типа примененных деталей размеры шасси могут изменяться.

Налаживание

Налаживание прибора начинают с проверки генерации, прослушивая сигнал на заведомо исправном приемнике. Для этого с помощью отрезка коаксиального кабеля, на конце которого имеется специальный штекер, высокочастотный выход сигнал-генератора соединяют со входом приемника.

Наличие генерации можно также проверить с помощью авометра, работающего в режиме измерения постоянных напряжений, который присоединяют к аноду левого триода.

Если при закорачивании управляющей сетки левого триода на катод напряжение на аноде несколько падает, генератор работает. Обычно при исправных деталях и лампе он сразу начинает работать.

Работу звукового генератора легко проверить путем подачи низкочастотного напряжения с выхода сигнал-генератора на гнезда звукоснимателя вещательного приемника. Требуемая частота генерации устанавливается изменением емкости конденсаторов C11, С12.

Установив, что высокочастотный генератор работает при всех положениях переключателя В1 н имеет место нормальная модуляция, приступают к подгонке границ отдельных поддиапазонов. Регулировку начинают с длинноволнового участка первого диапазона (при максимальной емкости переменного конденсатора С7).

Вращением сердечника или изменением чнсла витков катушки L1 устанавливают частоту, равной 100 кгц. Затем ручку настройки переводят в другое крайнее положение (соответствующее минимальной емкости конденсатора С7) и определяют частоту генератора.

Если она будет выше требуемой, увеличивают емкость подстроечного конденсатора С1 и настройку повторяют вновь. Для установки границ второго поддиапазона также устанавливают конденсатор С7 в положение максимальной емкости и подбором индуктивности катушки L2 добиваются, чтобы в начале шкалы этого поддиапазона частота генератора была несколько ниже частоты (250 кгц) на конце шкалы первого поддиапазона.

Границы остальных поддиапазонов устанавливаются аналогичным образом. Градуировка С Г производится по общепринятой методике —  с помощью ГСС по методу биений, с помощью контрольного приемника или гетеродинного индикатора резонанса — ГИРа.

Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.

Схема генератора сигналов высокочастотный. LC-генераторы на полевых транзисторах

ВЧ генератор

Предлагаемый ВЧ-генератор является попыткой заменить громоздкий промышленный Г4-18А более малогабаритным и надёжным прибором. Обычно при ремонте и налаживании КВ-аппаратуры необходимо «уложить» КВ-диапазоны с помощью LC-контуров, проверить прохождение сигнала по ВЧ- и ПЧ-тракту, настроить отдельные контура в резонанс и т.д. Чувствительность, избирательность, динамический диапазон и другие важные параметры КВ-устройств определяются схемотехническими решениями, так что для домашней лаборатории не обязательно иметь многофункциональный и дорогой ВЧ-генератор. Если генератор имеет достаточно стабильную частоту с «чистой синусоидой», значит, он подходит радиолюбителю. Конечно, считаем, что в арсенал лаборатории также входят частотомер, ВЧ-вольтметр и тестер. К сожалению, большинство испробованных схем ВЧ-генераторов КВ-диапазона выдавало очень искажённую синусоиду, улучшить которую без неоправданного усложнения схемы не удавалось. ВЧ-генератор, собранный по приведённой на рис.1 схеме, зарекомендовал себя очень хорошо (получалась практически чистая синусоида во всём КВ-диапазоне)

В данной конструкции использован конденсатор переменной ёмкости типа КПВ-150 и малогабаритный переключатель диапазонов ПМ (11П1Н). С данным КПЕ (10…150 пФ) и катушками индуктивности L2…L5 перекрывается участок КВ-диапазона 1,7…30 МГц. По ходу работы над конструкцией были добавлены ещё три контура (L1, L6 и L7) на верхний и нижний участки диапазона. В экспериментах с КПЕ ёмкостью до 250 пФ весь КВ-диапазон перекрывался тремя контурами.

ВЧ-генератор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и размерами 50×80 мм. Дорожки и монтажные «пятачки» вырезаны ножом и резаком. Фольга вокруг деталей не удаляется, а используется вместо «земли». На рисунке печатной платы для наглядности эти участки фольги условно не показаны.

Вся конструкция генератора вместе с блоком питания (отдельная плата со стабилизатором напряжения на 9 В по любой схеме) размещена на дюралевом шасси и помещена в металлический корпус подходящих размеров. На переднюю панель выводятся ручка переключателя диапазонов, ручка настройки КПЕ, малогабаритный ВЧ-разъём (50-Омный) и светодиодный индикатор включения в сеть. При необходимости можно установить регулятор выходного уровня (переменный резистор сопротивлением 430…510 Ом) и аттенюатор с дополнительным разъёмом, а также проградуированную шкалу. В качестве каркасов катушек контуров использованы унифицированные секционные каркасы СВ и ДВ диапазонов от устаревших радиоприёмников. Количество витков каждой катушки зависит от ёмкости используемого КПЕ и первоначально берется «с запасом». При налаживании («укладке» диапазонов) генератора часть витков отматывается. Контроль ведётся по частотомеру. Катушка индуктивности L7 имеет ферритовый сердечник М600-3 (НН) Ш2,8х14. Экраны на катушки контуров не устанавливаются. Намоточные данные катушек, границы поддиапазонов и выходные уровни ВЧ-генератора приведены в таблице.

В схеме генератора, кроме указанных транзисторов, можно применить полевые КП303Е(Г), КП307 и биполярные ВЧ-транзисторы BF324, 25С9015, ВС557 и т.д. Конденсатор связи С5 ёмкостью 4,7…6,8 пФ — типа КМ, КТ, КА с малыми потерями по ВЧ. В качестве КПЕ желательно использовать высококачественные (на шарикоподшипниках). При жёстком монтаже, качественных деталях и прогреве генератора в течение 10…15 минут можно добиться «ухода» частоты не более 500 Гц в час на частотах 20…30 МГц. Форма сигнала и выходной уровень изготовленного ВЧ генератора проверялись по осциллографу С1-64А. На заключительном этапе наладки все катушки индуктивности (кроме L1, которая припаяна одним концом к корпусу) закрепляются клеем вблизи переключателя диапазонов и КПЕ.

Широкополосный генератор

Диапазон генерируемых частот-10 гц-100 мгц

Выходное напряжение-50 мв

Напряжение питания-1,5 в

Потребляемый ток-1,6 ма

Печатная плата и лицевая панель

Внешний вид

Простой генератор ВЧ

Для качественного налаживания приемной аппаратуры необходим генератор ВЧ сигналов. На рисунке показана схема такого генератора, работающего в двух диапазонах 1,6-7 Мгц и 7-30 Мгц. Плавная настройка — трех-секционным переменным конденсатором С1 с воздушным диэлектриком.

Диод Шоттки VD1 служит для стабилизации выходного ВЧ-напряжения в широком диапазоне перестройки частоты.

Максимальное выходное напряжение 4 V, регулируется перемен ым резистором R4.

Катушки L1 и L2 намотаны на ферритовых стержнях 2,8мм и длиной 12 мм из феррита 100НН. L1 — 12 витков ПЭВ 0,12, L2 -48 витков ПЭВ 0,12. Намотка рядовая. Катушка L3 намотана на ферритвом кольце 7 мм, всего 200 витков ПЭВ 0,12 внавал.

КВ генератор

Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать. В интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем все это.

Номиналы деталей всех приведенных схем рассчитаны с учетом того, что рабочая частота схемы составляет 60…110 МГц (то есть, перекрывает наш любимый УКВ-диапазон).

Классика жанра — генератор ВЧ

Транзистор включен по схеме с общей базой. Резисторный делитель напряжения R1- R2 создает на базе смещение рабочей точки. Конденсатор C3 шунтирует R2 по высокой частоте.

R3 включен в эмиттерную цепь для ограничения тока протекающего через транзистор.

Конденсатор C1 и катушка L1 образуют частотозадающий колебательный контур.

Кондер C2 обеспечивает положительную обратную связь (ПОС), необходимую для генерации.

Механизм генерации

Упрощенно схему можно представить так:

Вместо транзистора мы ставим некий «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути – усилительный элемент. То есть, ток на его выходе больше, чем ток на входе (так вот хитро).

К входу этого элемента подключен колебательный контур. С выхода элемента на этот же колебательный контур подана обратная связь (через кондер C2). Таким образом, когда на входе элемента ток увеличивается (происходит перезарядка контурного конденсатора), увеличивается ток и на выходе. Через обратную связь, он подается обратно на колебательный контур – происходит «подпитка». В результате, в контуре устаканиваются незатухающие колебания.

Все оказалось проще пареной репы (как всегда).

Разновидности

В безбрежном инете можно еще встретить такую реализацию этого же генератора:

Схема называется «емкостная трехточка». Принцип работы – тот же.

Во всех этих схемах сгенерированный сигнал можно снимать либо непосредственно с коллектора VT 1, либо использовать для этого катушку связи, связанную с контурной катушкой.

Индуктивная трехточка

Эту схему выбираю я, и советую вам.

R1 – ограничивает ток генератора
R2 – задает смещение базы
C1, L1 – колебательный контур
C2 – конденсатор ПОС

Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:

Эти схемы идентичны.

Механизм генерации:

Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.

Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.

Разновидности

Мое небольшое ноу-хау: можно поставить между общим и базой диод:

Сигнал во всех этих схемах снимаем с эмиттера транзистора либо через дополнительную катушку связи непосредственно с контура.

Двухтактный генератор для ленивых

Самая простая схема генератора, какую только мне приходилось когда-либо видеть:

В этой схеме легко улавливается схожесть с мультивибратором. Я вам скажу больше – это и есть мультивибратор. Только вместо цепочек задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепи), здесь используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто-напросто, не пойдет.

Механизм генерации:

Допустим, VT1 открывается, через L1 течет коллекторный ток VT1. Соответственно, VT2 закрыт, через L2 течет открывающий базовый ток VT1. Но поскольку сопротивление катушек раз в 100…1000 меньше сопротивления резистора R1, то к моменту полного открытия транзистора, напряжение на них падает до очень маленького значения, и транзистор закрывается. Но! Поскольку до закрытия транзистора, через L1 тек большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит выброс напряжения (ЭДС самоиндукции), который подается на базу VT2 открывает его. Все начинается по новой, только с другим плечом генератора. И так далее…

Этот генератор имеет только один плюс – простота изготовления. Остальные – минусы.

Поскольку в нем отсутствует четкое времязадающее звено (колебательный контур или RC-цепь), то частоту такого генератора рассчитать весьма сложно. Она будет зависеть от свойств применяемых транзисторов, от напряжения питания, от температуры и т.д. Во-общем, в серьезных вещах этот генератор лучше не использовать. Однако, в диапазоне СВЧ его применяют довольно часто.

Двухтактный генератор для трудолюбивых

Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.


Что мы здесь видим?

Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!

Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков 🙂

Механизм генерации

При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.

Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…

Теперь немного креатива.

Генератор на логических элементах

Если использование транзисторов в генераторе кажется вам несовременным или громоздким или недопустимым по религиозным соображениям – выход есть! Можно использовать вместо транзисторов микросхемы. Обычно используется логика: элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, реже – Исключающее ИЛИ. Вообще говоря, нужны только элементы НЕ, остальное – излишества, только лишь ухудшающие скоростные параметры генератора.

Видим страшную схему.

Квадратики с дырочкой в правом боку – это инвертеры. Ну или – «элементы НЕ». Дырочка как раз указывает на то, что сигнал инвертируется.

Что такое элемент НЕ с точки зрения банальной эрудиции? Ну, то есть, с точки зрения аналоговой техники? Правильно, это усилитель с обратным выходом. То есть, при увеличении напряжения на входе усилителя, напряжение на выходе пропорционально уменьшается . Схему инвертера можно изобразить примерно так (упрощенно):

Это конечно, слишком просто. Но доля правды в этом есть.
Впрочем, нам пока что это не столь важно.

Итак, смотрим схему генератора. Имеем:

Два инвертера (DD1.1, DD1.2)

Резистор R1

Колебательный контур L1 C1

Заметьте, что колебательный контур в этой схеме – последовательный. То есть, конденсатор и катушка стоят друг за другом. Но это – все равно колебательный контур, он рассчитывается по тем же формулам, и ничуть ни хуже (и не лучше) своего параллельного собрата.

Начнем сначала. Зачем нам нужен резистор?

Резистор создает отрицательную обратную связь (ООС) между выходом и входом элемента DD1.1. Это надо для того, чтобы держать под контролем коэффициент усиления – это раз, а также – чтоб создать на входе элемента начальное смещение – это два. Как это работает, подробно мы рассмотрим где-нибудь в обучалке по аналоговой технике. Пока что уясним, что благодаря этому резистору, на выходе и входе элемента, в отсутствие входного сигнала, устаканивается напряжение, равное половине напряжения питания. Точнее – среднему арифметическому напряжений логических «нуля» и «единицы». Не будем пока на этом заморачиваться, у нас еще много дел…

Итак, на одном элементе мы получили инвертирующий усилитель. То есть, усилитель, который «переворачивает» сигнал вверх ногами: если на входе много – на выходе мало, и наоборот. Второй элемент служит для того, чтобы сделать этот усилитель неинвертирующим. То есть, он переворачивает сигнал еще раз. И в таком виде, усиленный сигнал подается на выход, на колебательный контур.

А ну-ка, смотрим внимательно на колебательный контур? Как он включен? Правильно! Он включен между выходом и входом усилителя. То есть, он создает положительную обратную связь (ПОС). Как мы уже знаем из рассмотрения предыдущих генераторов, ПОС нужна для генератора, как валерьянка для кота. Без ПОС ни один генератор не сможет что? Правильно – возбудиться. И начать генерацию…

Все наверно знают такую вещь: если к входу усилителя подключить микрофон, к выходу – динамик, то при поднесении микрофона к динамику, начинается противный «свист». Это – ни что иное как генерация. Мы же подаем сигнал с выхода усилителя на вход. Возникает ПОС. Как следствие, усилитель начинает генерить.

Ну, короче, посредством LC -цепочки в нашем генераторе создается ПОС, приводящая к возбуждению генератора на резонансной частоте колебательного контура.

Ну что, сложно?
Если (сложно)
{
чешем (репу) ;
читаем еще раз;
}

Теперь поговорим о разновидностях подобных генераторов.

Во-первых, вместо колебательного контура, можно включить кварц. Получится стабилизированный генератор, работающий на частоте кварца:

Если в цепь ОС элемента DD1.1 включить вместо резистора колебательный контур – можно завести генератор на гармониках кварца. Для получения какой-либо гармоники, нужно, чтобы резонансная частота контура была близка к частоте этой гармоники:

Если генератор делается из элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ, то входы этих элементов нужно запараллелить, и включать как обычный инвертор. Если используем Исключающее ИЛИ, то один из входов каждого элемента сажается на + питания.

Пара слов о микросхемах.
Предпочтительнее использовать логику ТТЛШ или быстродействующий КМОП.

Серии ТТЛШ: К555, К531, КР1533
Например, микросхема К1533ЛН1 – 6 инверторов.
Серии КМОП: КР1554, КР1564 (74 AC , 74 HC), например – КР1554ЛН1
На крайний случай – старая добрая серия К155 (ТТЛ). Но ее частотные параметры оставляют желать лучшего, так что – я бы не стал использовать эту логику.

Рассмотренные здесь генераторы – далеко не все, что могут повстречаться вам в этой нелегкой жизни. Но зная основные принципы работы этих генераторов, будет уже намного проще понять работу других, укротить их и заставить работать на себя 🙂

Недавно мне принесли в ремонт генератор ГУК-1 . Что бы потом не думалось, сразу заменил все электролиты. О чудо! Все заработало. Генератор еще советских времен, а отношение у коммунистов к радиолюбителям было такое Х… , что вспоминать не охота.

Вот отсюда и генератор желал бы быть получше. Конечно самое главное неудобство, это установка частоты высокочастотного генератора. Хоть бы, какой ни будь простенький верньер поставили, поэтому пришлось добавить дополнительный подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком (Фото1). По правде сказать я очень не удачно выбрал для его место, надо было бы чуть-чуть сместить. Я думаю вы это учтете.

Что бы поставить ручку, пришлось удлинить ось триммера, кусок медной проволоки диаметром 3мм. Конденсатор подключается параллельно основному КПЕ или непосредственно, или через «растягивающий» конденсатор, что еще больше увеличивает плавность настройки генератора ВЧ. Для кучи заменил и выходные разъемы – родные уже все раздрыгались. На этом ремонт закончился. От куда схема генератора я не узнал, но похоже, что все соответствует. Возможно она пригодится и вам.
Схема генератора универсального комбинированного – ГУК-1 приведена на рисунке 1. В состав прибора входят два генератора, низкочастотный генератор и генератор ВЧ.


ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1. Диапазон частот ВЧ генератора от 150 кГц до 28 мГц перекрывается пятью поддиапазонами со следующими частотами:
1 поддиапазон 150 — 340 кГц
II 340 — 800 кГц
III 800 — 1800 кГц
IV 4,0 — 10,2 мГц
V 10,2 — 28,0 мГц

2. Погрешность установки ВЧ не более ±5%.
3. Генератор ВЧ обеспечивает плавную регулировку выходного напряжения от 0,05 мВ до 0,1 В.
4. Генератор обеспечивает следующие виды работ:
а) непрерывная генерация;
б) внутренняя амплитудная модуляция синусоидальным напряжением с частотой 1кГц.
5. Глубина модуляции не менее 30%.
6. Выходное сопротивление ВЧ генератора не более 200 Ом.
7. НЧ генератор генерирует 5 фиксированных частот: 100 Гц, 500 Гц, 1кГц, 5кГц, 15кГц.
8. Допустимое отклонение частоты НЧ генератора не более ±10%.
9. Выходное сопротивление НЧ генератора не более 600 Ом.
10. Выходное напряжение НЧ плавно регулируется от 0 до 0.5 В.
11. Время самопрогрева прибора — 10 минут.
12. Питание прибора осуществляется от батареи «Крона» напряжением 9 В.

ГЕНЕРАТОР НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ


Генератор НЧ собран на транзисторах VT1 и VT3. Положительная обратная связь, необходимая для возникновения генерации снимается с резистора R10 и подается в цепь базы транзистора VT1 через конденсатор С1 и соответствующую фазосдвигающую цепочку, выбранную переключателем В1 (например С2,С3,С12.). Один их резисторов в цепочке – подстроечный (R13), с помощью которого можно подстраивать частоту генерации низкочастотного сигнала. Резистором R6 устанавливается начальное смещение на базе транзистора VT1. На транзисторе VT2 собрана схема стабилизации амплитуды генерируемых колебаний. Выходное напряжение синусоидальной формы через С1 и R1 подается на переменный резистор R8, который является регуляторов выходного сигнала НЧ генератора и регулятором глубины амплитудной модуляции ВЧ генератора.

ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

ВЧ генератор реализован на транзисторах VT5 и VT6. С выхода генератора через С26 сигнал подается на усилитель собранный на транзисторах VT7 и VT8. На транзисторах VT4 и VT9 собран модулятор ВЧ сигнала. Эти же транзисторы используются в схеме стабилизации амплитуды выходного сигнала. Не плохо бы для этого генератора изготовить аттенюатор, или Т, или П типа. Рассчитать такие аттенюаторы можно с помощью соответствующих калькуляторов для расчета и . Вот вроде и все. До свидания. К.В.Ю.

Скачать схему.

Рисунок печатной платы генератора ВЧ

Рисунок в формате LAY любезно предоставил Игорь Рожков, за что я ему выражаю благодарность за себя и за тех, кому этот рисунок пригодится.

В приведенном архиве размещен файл Игоря Рожкова к промышленному радиолюбительском генератору, имеющему пять диапазонов ВЧ — ГУК-1. Плата приведена в формате *.lay и содержит доработку схемы (шестой переключатель на диапазон 1,8 — 4 МГц), ранее опубликованную в журнале Радио 1982, № 5, с.55
Скачать рисунок печатной платы.

Доработка генератора ГУК-1

FM модуляция в генераторе ГУК-1.

Еще одна идея модернизации генератора ГУК-1 , я ее не пробовал, потому, как у меня собственного генератора нет, но по идее все должно работать. Эта доработка позволяет настраивать узлы, как приемной, так и передающей аппаратуры, работающей с применением частотной модуляции, например радиостанций СВ диапазона. И, что не маловажно, с помощью резистора Rп можно подстраивать несущую частоту. Напряжение, которое используется для смещения варикапов должно быть обязательно стабилизированным. Для этих целей можно использовать однокристальные трехвыводные стабилизаторы на напряжение 5В и небольшим падением напряжения на самом стабилизаторе. В крайнем случае можно собрать параметрический стабилизатор, состоящий из резистора и стабилитрона КС156А. Прикинем величину резистора в цепи стабилитрона. Ток стабилизации КС156А лежит в пределах от 3ма до 55ма. Выберем начальный ток стабилитрона 20ма. Значит при напряжении питания 9В и напряжении стабилизации стабилитрона 5.6В, на резисторе при токе в 20ма должно упасть 9 — 5,6 = 3,4В. R = U/I = 3,4/0,02 = 170 Ом. При необходимости величину резистора можно изменить. Глубина модуляции регулируется все тем же переменным резистором R8 — регулятор выходного напряжения НЧ. При необходимости изменить пределы регулировки глубины модуляции, можно подобрать номинал резистора R*.

Юным радиолюбителям посвящается…

Предисловие

Радиосигнал, однажды сгенерированный, уносится в глубь Вселенной со скоростью света… Эта фраза, прочитанная в журнале «Юный техник» в далеком детстве произвела на меня очень сильное впечатление и уже тогда я твердо решил, что обязательно пошлю свой сигнал нашим «братьям по разуму», чего бы мне это не стоило. Но путь, от желания до воплощения мечты долог и непредсказуем…

Когда я только начинал заниматься радиоделом, мне очень хотелось построить портативную радиостанцию. В то время я думал, что она состоит из динамика, антенны и батарейки. Стоит только соединить их в правильном порядке и можно будет разговаривать с друзьями где-бы они не находились… Я изрисовал не одну тетрадку возможными схемами, добавлял всевозможные лампочки, катушки и проводки. Сегодня эти воспоминания вызывают у меня лишь улыбку, но тогда мне казалось, что еще чуть-чуть и чудо-устройство будет у меня в руках…

Я помню свой первый радиопередатчик. В 7 классе я ходил в кружок спортивной радиопеленгации (т.н. охоты на лис). В один из прекрасных весенних дней наша последняя «лиса» — приказала долго жить. Руководитель кружка, недолго думая, вручил мне её со словами — «… ну, ты там её почини…». Я наверное был страшно горд и счастлив, что мне доверили столь почетную миссию, но мои знания электроники на тот момент не дотягивали до «кандидатского минимума». Я умел отличать транзистор от диода и приблизительно представлял как они работают по отдельности, но как они работают вместе — для меня это было загадкой. Придя домой, я с благоговейным трепетом вскрыл небольшую металлическую коробочку. Внутри неё оказалась плата, состоящая из мультивибратора и генератора РЧ на транзисторе П416. Для меня это была вершина схемотехники. Самой загадочной деталью в данном устройстве была катушка задающего генератора (3,5МГц.), намотанная на броневом сердечнике. Детское любопытство пересилило здравый смысл и острая металлическая отвертка впилась в броневой кожух катушки. «Хрясь» — раздался хруст и кусок броневого корпуса катушки, со стуком упал на пол. Пока он падал, мое воображение уже нарисовало картину моего расстрела руководителем нашего кружка…

У этой истории был счастливый конец, правда случился он через месяц. «Лису» я все-таки починил, хотя точнее сказать — сделал её заново. Плата радиомаяка, сделанная из фольгированного гетинакса, не выдержала пыток моим 100 ваттным паяльником, дорожки отслоились от постоянной перепайки деталей… Пришлось плату делать заново. Спасибо моему папе, что принес (достал где-то с большим трудом) фольгированный гетинакс, а маме — за дорогой французский красный лак для ногтей, который я использовал для рисования платы. Новый броневой сердечник мне достать не удалось, но зато удалось аккуратно склеить старый клеем БФ… Отремонтированный радиомаяк радостно послал в эфир свое слабое «ПИ-ПИ-ПИ», но для меня это было сравни запуску первого искусственного спутника Земли, возвестившего человечеству о начале космической эры таким-же прерывистым сигналом на частоте 20 и 40 МГц. Вот такая история…

Схема устройства

В мире существует огромное количество схем генераторов, способных генерировать колебания различной частоты и мощности. Обычно, это достаточно сложные устройства на диодах, лампах, транзисторах или других активных элементах. Их сборка и настройка требует некоторого опыта и наличия дорогих приборов. И чем выше частота и мощность генератора, тем сложнее и дороже нужны приборы, тем опытнее должен быть радиолюбитель в данной теме.

Но сегодня, мне бы хотелось рассказать о достаточно мощном генераторе ВЧ, построенном всего на одном транзисторе. Причем работать этот генератор может на частотах до 2ГГц и выше и генерировать достаточно большую мощность — от единиц до десятков ватт, в зависимости от типа применяемого транзистора. Отличительной особенностью данного генератора, является использование симметричного дипольного резонатора, своеобразного открытого колебательного контура с индуктивной и емкостной связью. Не стоит пугаться такого названия — резонатор представляет собой две параллельные металлические полоски, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга.

Свои первые опыты с генераторами подобного вида я проводил ещё в начале 2000-х годов, когда для меня стали доступны мощные ВЧ-транзисторы. С тех пор я периодически возвращался к этой теме, пока в середине лета на сайте VRTP.ru не возникла тема по использованию мощного однотранзисторного генератора в качестве источника ВЧ-излучения для глушения бытовой техники (музыкальных центров, магнитол, телевизоров) за счет наведения модулированных ВЧ-токов в электронных схемах этих устройств. Накопленный материал и лег в основу данной статьи.

Схема мощного генератора ВЧ, достаточно проста и состоит из двух основных блоков:

  1. Непосредственно сам автогенератор ВЧ на транзисторе;
  2. Модулятор — устройство для периодической манипуляции (запуска) генератора ВЧ сигналом звуковой (любой другой) частоты.

Детали и конструкция

«Сердцем» нашего генератора является высокочастотный MOSFET-транзистор . Это достаточно дорогостоящий и мало распространенный элемент. Его можно купить за приемлемую цену в китайских интернет-магазинах или найти в высокочастотном радиооборудовании — усилителях/генераторах высокой частоты, а именно, в платах базовых станций сотовой связи различных стандартов. В своем большинстве эти транзисторы разрабатывались именно под данные устройства.
Такие транзисторы, визуально и конструктивно отличаются от привычных с детства многим радиолюбителям КТ315 или МП38 и представляют собой «кирпичики» с плоскими выводами на мощной металлической подложке. Они бывают маленькие и большие в зависимости от выходной мощности. Иногда, в одном корпусе располагаются два транзистора на одной подложке (истоке). Вот как они выглядят:


Линейка внизу, поможет вам оценить их размеры. Для создания генератора могут быть использованы любые MOSFET-транзисторы. Я пробовал в генераторе следующие транзисторы: MRF284, MRF19125, MRF6522-70, MRF9085, BLF1820E, PTFA211801E — все они работают. Вот как данные транзисторы выглядят внутри:


Вторым, необходимым материалом для изготовления данного устройства является медь . Необходимы две полоски данного металла шириной 1-1,5см. и длинной 15-20см (для частоты 400-500 МГц). Можно сделать резонаторы любой длинны, в зависимости от желаемой частоты генератора. Ориентировочно, она равна 1/4 длинны волны.
Я использовал медь, толщиной 0,4 и 1 мм. Менее тонкие полоски — будут плохо держать форму, но в принципе и они работоспособны. Вместо меди, можно использовать и латунь . Резонаторы из альпака (вид латуни) тоже успешно работают. В самом простом варианте, резонаторы можно сделать из двух кусочков проволоки, диаметром 0,8-1,5 мм.

Помимо ВЧ-транзистора и меди, для изготовления генератора понадобится микросхема 4093 — это 4 элемента 2И-НЕ с триггерами Шмитта на входе. Её можно заменить на микросхему 4011 (4 элемента 2И-НЕ) или её российский аналог — К561ЛА7 . Также можно использовать другой генератор для модуляции, например, собранный на таймере 555 . А можно вообще исключить из схемы модулирующую часть и получить просто ВЧ-генератор.

В качестве ключевого элемента применен составной p-n-p транзистор TIP126 (можно использовать TIP125 или TIP127, они отличаются только максимально допустимым напряжением). По паспорту он выдерживает 5А, но очень сильно греется. Поэтому необходим радиатор для его охлаждения. В дальнейшем, я использовал P-канальные полевые транзисторы типа IRF4095 или P80PF55 .

Сборка устройства

Устройство может быть собрано как на печатной плате, так и навесным монтажом с соблюдением правил для ВЧ-монтажа. Топология и вид моей платы приведены ниже:

Эта плата рассчитана на транзистор типа MRF19125 или PTFA211801E . Для него прорезается отверстие в плате, соответствующее размеру истока (теплоотводящей пластины).
Одним из важных моментов сборки устройства является обеспечение теплоотвода от истока транзистора. Я применил различные радиаторы, подходящие по размеру. Для кратковременных экспериментов — таких радиаторов достаточно. Для долговременной работы — необходим радиатор достаточно большой площади или применение схемы обдува вентилятором.
Включение устройства без радиатора, чревато быстрым перегревом транзистора и выходом из строя этого дорогостоящего радиоэлемента.

Для экспериментов, мною были изготовлены несколько генераторов по разные транзисторы. Также я сделал фланцевые крепления полосковых резонаторов, чтобы можно было их менять без постоянного нагрева транзистора. Представленные ниже фотографии помогут вам разобраться в деталях монтажа.































Запуск устройства

Перед запуском генератора, необходимо еще раз проверить правильность его соединений, чтобы у вас не образовалась весьма не дешёвая кучка транзисторов с надписью «Сгорел».


Первый запуск, желательно производить с контролем потребляемого тока. Этот ток, можно ограничить до безопасного уровня использовав резистор на 2-10 Ом в цепи питания генератора (коллектор или сток модулирующего транзистора).
Работу генератора можно проверить различными приборами: поисковым приемником, сканером, частотомером или просто энергосберегающей лампой. ВЧ-излучение, мощностью более 3-5 Вт, заставляет её светиться.

ВЧ-токи легко нагревают некоторые материалы вступающие с ними в контакт в т. ч. и биологические ткани. Так, что будьте осторожны, можно получить термический ожог прикоснувшись к оголенным резонаторам (особенно при работе генераторов на мощных транзисторах). Даже небольшой генератор на транзисторе MRF284, при мощности всего около 2-х ватт — легко сжигает кожу рук, в чем вы можете убедиться на этом видео:

При некотором опыте и достаточной мощности генератора, на конце резонатора, можно зажечь т.н. «факел» — небольшой плазменный шарик, который будет подпитываться ВЧ-энергией генератора. Для этого достаточно просто поднести зажженную спичку к острию резонатора.

Т.н. «факел» на конце резонатора.

Помимо этого, можно зажечь ВЧ-разряд между резонаторами. В некоторых случаях, разряд напоминает крошечную шаровую молнию хаотично перемещающуюся по всей длине резонатора. Как это выглядит вы можете увидеть ниже. Несколько увеличивается потребляемый ток и во всем доме «гаснут» многие каналы эфирного телевидения))).

Применение устройства

Помимо этого, наш генератор может быть применен для изучения воздействия ВЧ-излучения на различные устройства, бытовую аудио и радиоаппаратуру с целью изучения их помехоустойчивости. Ну и конечно, с помощью данного генератора можно послать сигнал в космос, но это уже другая история…

P.S. Не следует путать этот ВЧ-автогенератор с различными EMP-jammers. Там генерируются импульсы высокого напряжения, а наше устройство генерирует излучение высокой частоты.

Простой гетеродинный индикатор резонанса.

С замкнутой накоротко катушкой L2 ГИР позволяет определять резонансную частоту от 6 МГц

до 30 МГц. С подключенной катушкой L2 диапазон измерения частоты — от 2,5 МГц до 10 МГц.

Резонансную частоту определяют, вращая ротор С1 и, наблюдая на экране осциллографа

изменение сигнала.

Генератор сигналов высокой частоты.

Генератор сигналов высокой частоты предназначен для проверки и налаживания различных высокочастотныхустройств. Диапазон генерируемых частот 2 ..80 МГц разбит на пять поддиапазонов:

I — 2-5 МГц

II — 5-15 МГц

III — 15 — 30 МГц

IV — 30 — 45 МГц

V — 45 — 80 МГц

Максимальная амплитуда выходного сигнала на агрузке 100 Ом составляет около 0,6 В. В генераторе предусмотрена плавная регулировка амплитуды выходного сигнала, а также возможность

амплитудной и частотной модуляции выходного сигнала от внешнего источника. Питание генератора осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения 9… 10 В.

Принципиальная схема генератора приведена на рисунке. Он состоит из задающего генератора ВЧ, выполненного на транзисторе V3, и выходного усилителя на транзисторе V4. Генератор выполнен по схеме индуктивной трехточки. Нужный поддиапазон выбирают переключателем S1, а перестраивают генератор конденсатором переменной емкости С7. Со стока транзистора V3 напряжение ВЧ поступает на первый затвор

полевого транзистора V4. В режиме ЧМ низкочастотное напряжение поступает на второй затвор этого транзистора.

Частотная модуляция осуществляется с помощью варикапа VI, на который подается напряжение НЧ в режиме FM. На выходе генератора напряжение ВЧ регулируется плавно резистором R7.

Генератор собран в корпусе, изготовленном из одностороннего фольгироваиного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм., размерами 130X90X48 мм. На передней панели генератора установлены

переключатели S1 и S2 типа П2К, резистор R7 типа ПТПЗ-12, конденсатор переменной емкости С7 типа КПЕ-2В от радиоприемника «Альпинист-405», в котором используются обе секции.

Катушка L1 намотана на ферритовом магнитопроводе М1000НМ (К10Х6Х Х4,б) и содержит (7+20) витков провода ПЭЛШО 0,35. Катушки L2 и L3 намотаны на каркасах диаметром 8 и длиной 25 мм с карбонильными подстроенными сердечниками диаметром 6 и длиной 10 мм. Катушка L2 состоит из 5+15 витков провода ПЭЛШО 0,35, L3 — из 3 + 8 витков. Катушки L4 и L5 бескаркасные

диаметром 9 мм намотаны проводом ПЭВ-2, 1,0. Катушка L4 содержит 2+4 витка, a L5- 1 + 3 витка.

Налаживание генератора начинают с проверки монтажа Затем подают напряжение питания и с помощью ВЧ вольтметра проверяют наличие генерации на всех поддиапазонах. Границы

диапазонов уточняют с помощью частотомера, и при необходимости подбирают конденсаторы С1-С4(С6), подстраивают сердечниками катушек L2, L3 и изменяют расстояние между витками катушек L4 и L5.

Мультиметр-ВЧ милливольтметр.

Сейчас самым доступным и самым распространенным прибором радиолюбителя стал цифровой мультиметр серии М83х.

Прибор предназначен для общих измерений и потому у него нет специализированных функций. Между тем, если вы занимаетесь радиоприемной или передающей техникой вам нужно измерять

небольшие ВЧ напряжения (гетеродин, выход каскада УПЧ, и т. д.), настраивать контура. Для этого мультиметр нужно дополнить несложной выносной измерительной головкой, содержащей

высокочастотный детектор на германиевых диодах. Входная емкость ВЧ-головки менее 3 пФ., что позволяет её подключать прямо к контуру гетеродина или каскада. Можно использовать диоды Д9, ГД507 или Д18, диоды Д18 дали наибольшую чувствительность (12 мВ). ВЧ-головка собрана в экранированном корпусе, на котором расположены клеммы для подключения щупа или проводников к измеряемой схеме. Связь с мультиметром при помощи экранированного телевизионного кабеля РК-75.

Измерение малых емкостей мультиметром

Многие радиолюбители используют в своих лабораториях мультиметры, некоторые из них позволяют измерять и емкости конденсаторов. Но как показывает практика, этими приборами нельзя замерить емкость до 50 пф, а до 100 пф – большая погрешность. Для того, чтобы можно было измерять небольшие емкости, предназначена эта приставка. Подключив приставку к мультиметру, нужно выставить на индикаторе значение 100пф, подстраивая С2. Теперь при подключении конденсатора 5 пф прибор покажет 105. Остается только вычесть цифру 100

Искатель скрытой проводки

Определить место прохождения скрытой электрической проводки в стенах помещения поможет сравнительно простой искатель, выполненный на трех транзисторах (рис. 1). На двух биполярных транзисторах (VT1, VT3) собран мультивибратор, а на полевом (VT2) — электронный ключ.

Принцип действия искателя основан на том, что вокруг электрического провода образуется электрическое поле его и улавливает искатель. Если нажата кнопка выключателя SB1, но электрического поля в зоне антенного щупа WA1 нет либо искатель находится далеко от сетевых проводов, транзистор VT2 открыт, мультивибратор не работает, светодиод HL1 погашен. Достаточно приблизить антенный щуп, соединенный с цепью затвора полевого

транзистора, к проводнику с током либо просто к сетевому роводу, транзистор VT2 закроется, шунтирование базовой цепи транзистора VT3 прекратится и мультивибратор вступит в действие. Начнет вспыхивать светодиод. Перемещая антенный щуп вблизи стены, нетрудно проследить за пролеганием в ней сетевых проводов.

Прибор позволяет отыскать и место обрыва фазного провода. Для этого нужно включить в розетку нагрузку, например настольную лампу, и перемещать антенный щуп прибора вдоль проводки. В месте, где светодиод перестает мигать, нужно искать неисправность.

Полевой транзистор может быть любой другой из указанной на схеме серии, а биполярные — любые из серии КТ312, КТ315. Все

резисторы — МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы — К50-16 или другие малогабаритные, светодиод — любой из серии АЛ307, источник питания батарея «Крона» либо аккумуляторная батарея напряжением 6…9 В, кнопочный выключатель SB1 — КМ-1 либо аналогичный. Часть деталей прибора смонтирована на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Корпусом искателя может стать пластмассовый пенал (рис. 3)

для хранения школьных счетных палочек. В его верхнем отсеке крепят плату, в нижнем располагают батарею. К боковой стенке верхнего отсека прикрепляют выключатель и светодиод, а к верхней стенке — антенный щуп. Он представляет собой кониче-

ский пластмассовый колпачок, внутри которого находится металлический стержень с резьбой. Стержень крепят к корпусу гайками, изнутри корпуса надевают на стержень металлический лепесток, который соединяют гибким монтажным проводником с резистором R1 на плате. Антенный щуп может быть иной конструкции, например, в виде петли из отрезка толстого (5 мм) высоковольтного провода, используемого в телевизоре. Длина

отрезка 80…100 мм, его концы пропускают через отверстия в верхнем отсеке корпуса и припаивают к соответствующей точке платы. Желаемую частоту колебаний мультивибратора, а значит, частоту вспышек светодиода можно установить подбором резисторов RЗ, R5 либо конденсаторов С1, С2. Для этого нужно временно отключить от резисторов RЗ и R4 вывод истока по-

левого транзистора и замкнуть контакты выключателя. Если при поиске места обрыва фазного провода чувствительность прибора окажется чрезмерной, ее нетрудно снизить уменьшением длины антенного щупа или отключением проводника, соединяющего щуп с печатной платой. Искатель может быть собран и по несколько иной схеме (рис. 4) с использованием биполярных транзисторов разной структуры — на них выполнен генератор. Полевой же транзистор (VT2) по-прежнему управляет работой генератора при попадании антенного щупа WA1 в электрическое поле сетевого провода.

Транзистор VT1 может быть серии

КТ209 (с индексами А-Е) или КТ361,

VT2 — любой из серии КП103, VT3 — любой из серий КТ315, КТ503, КТ3102. Резистор R1 может быть сопротивлением 150…560 Ом, R2 — 50 кОм…1,2 МОм, R3 и R4 с отклонением от указанных на схеме номиналов на ±15%, конденсатор С1 — емкостью 5…20 мкФ. Печатная плата для этого варианта искателя меньше по габаритам (рис. 5), но конструктивное оформление практически такое же, что и предыдущего варианта.

Любой из описанных искателей можно применять для контроля работы системы зажигания автомобилей. Поднося антенный щуп искателя к высоковольтным проводам, по миганию светодиода определяют цепи, на которые не поступает высокое напряжение, или отыскивают неисправную свечу зажигания.

Журнал«Радио»,1991,№8,с.76

Не совсем обычная схема ГИРа изображена на рисунке. Отличие-в выносном витке связи. Петля L1 выполнена из медного провода диаметром 1,8 мм, диаметр петли около 18 мм, длина ее выводов 50 мм. Петля вставляется в гнезда, расположеные на торце корпуса. L2 намотана на стандартном ребристом корпусе и содержит 37 витков провода диаметром 0,6 мм с отводами от 15, 23, 29 и 32-го витка Диапазон- от 5,5 до 60 мгц

Простой измеритель емкости

Измеритель емкости позволяет измерять емкость конденсаторов от 0,5 до 10000пФ.

На логических элементах ТТЛ D1.1 D1.2 собран мультивибратор, частота которого зависит от сопротивления резистора включенного между входом D1.1 и выходом D1.2. Для каждого предела измерения устанавливается определенная частота при помощи S1, одна секция которого переключает резисторы R1-R4 , а другая конденсаторы С1-С4.

Импульсы с выхода мультивибратора поступают на усилитель мощности D1.3 D1.4 и далее через реактивное сопротивление измеряемого конденсатора Сх на простой вольтметр переменного тока на микроамперметре Р1.

Показания прибора зависят от соотношения активного сопротивления рамки прибора и R6, и реактивного сопротивления Сх. При этом Сх зависит от емкости (чем больше, тем меньше сопротивление).

Калибровку прибора производят на каждом пределе при помощи подстроечных резисторов R1-R4 измеряя конденсаторы с известными емкостями. Чувствительность индикатора прибора можно установить подбором сопротивления резистора R6.

Литература РК2000-05

Простой функциональный генератор

В радиолюбительской лаборатории обязательным атрибутом должен быть функциональный генератор. Предлагаем вашему вниманию функциональный генератор, способный вырабатывать синусоидальный, прямоугольный, треугольный сигналы при высокой стабильности и точности. При желании, выходной сигнал может быть модулированным.

Диапазон частот разделен на четыре поддиапазона:

1. 1 Гц-100 Гц,

2. 100Гц-20кГц,

3. 20 кГц-1 МГц,

4. 150KHz-2 МГц.

Точно частоту можно выставить, используя потенциометры P2 (грубо) и P3(точно)

регуляторы и переключатели функционального генератора:

P2 — грубая настройка частоты

P3 — точная настройка частоты

P1 — Амплитуда сигнала (0 — 3В при питании 9В)

SW1 — переключатель диапазонов

SW2 — Синусоидальный/треугольный сигнал

SW3 — Синусоидальный(треугольный)/меандр

Для контроля частоты генератора сигнал можно снять непосредственно с вывода 11.

Параметры:

Синусоидальный сигнал:

Искажения: менее 1% (1 кГц)

Неравномерность: +0,05 дБ 1 Гц — 100 кГц

Прямоугольный сигнал:

Амплитуда: 8В (без нагрузки) при питании 9В

Время нарастания: менее 50 нс (при 1 кГц)

Время спада: менее 30ns (на 1 кГц)

Рассимметрия: менее 5%(1 кГц)

Треугольный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3В при питании 9В

Нелинейность: менее 1% (до 100 кГц)

Защита сети от перенапряжения

Отношение емкостей C1 и составной С2 и С3 влияет на выходное напряжение. Мощности выпрямителя хватает для паралельного включения 2-3х реле типа РП21 (24в)

Генератор на 174ха11

На рисунке представлен генератор на микросхеме К174ХА11, частота которого управляется напряжением. При изменении емкости С1 от 560 до 4700пФ можно получить широкий диапазон частот, при этом настройка частоты производится изменением сопротивления R4. Так например автор выяснил что, при С1=560пФ частоту генератора можно изменять при помощи R4 от 600Гц до 200кГц, а при емкости С1 4700пФ от 200Гц до 60кГц.

Выходной сигнал снимается с вывода 3 микросхемы с выходным напряжением 12В, автор рекомендует сигнал с выхода микросхемы подавать через токоограничивающий резистор с сопротивлением 300 Ом.

Измеритель индуктивности

Предлагаемый прибор позволяет измерять индуктивности катушек на трех пределах измерения — 30, 300 и 3000 мкГн с точностью не хуже 2% от значения шкалы. На показания не влияют собственная ёмкость катушки и ее омическое сопротивление.

На элементах 2И-НЕ микросхемы DDI собран генератор прямоугольных импульсов, частота повторений которых определяется ёмкостью конденсатора C1, С2 или СЗ в зависимости от включенного предела измерений переключателем SA1. Эти импульсы через один из конденсаторов С4, С5 или С6 и диод VD2 поступают на измеряемую катушку Lx, которая подключена к клеммам XS1 и XS2.

После прекращения очередного импульса во время паузы за счет накопленной энергии магнитного поля ток через катушку продолжает протекать в том же направлении через диод VD3, его измерение осуществляется отдельным усилителем тока собранного на транзисторах Т1, Т2 и стрелочным прибором РА1. Конденсатор С7 сглаживает пульсации тока. Диод VD1 служит для привязки уровня импульсов, поступающих на катушку.

При налаживании прибора необходимо использовать три эталонные катушки с индуктивностями 30, 300 и 3000 мкГн, которые поочередно подключаются вместо L1, и соответствующим переменным резистором R1, R2 или R3 стрелка прибора устанавливается на максимальное деление шкалы. Во время эксплуатации измерителя достаточно выполнять калибровку переменным резистором R4 на пределе измерения 300 мкГн, используя катушку L1 и включив выключатель SB1. Питание микросхемы производится от любого источника напряжением 4,5 — 5 В.

Расход тока каждого элемента питания составляет по 6 мА. Усилитель тока для миллиамперметра можно не собирать, а параллельно конденсатору С7 подключить микроамперметр со шкалой 50мкА и внутренним сопротивлением 2000 Ом. Индуктивность L1 может быть составной, но тогда следует расположить отдельные катушки взаимно перпендикулярно или как можно дальше друг от друга. Для удобства монтажа все соединительные провода оснащены штекерами, а на платах установлены соответствующие им гнёзда.

Простой индикатор радиоактивности

Гетеродинный индикатор резонанса

  Г.Гвоздицкий

Принципиальная схема предлагаемого ГИРа приведена на рис.1. Его гетеродин выполнен на полевом транзисторе VT1, включенном по схеме с общим истоком. Резистор R5 ограничевает ток стока полевого транзистора. Дроссель L2 — элемент развязки гетеродина от источника питания по высокой частоте.

Диод VD1, подсоединенный к выводам затвора и истока транзистора, улучшает форму генерируемого напряжения, приближая ее к синусоидальной. Без диода положительная полуволна тока стока станет искажаться из-за увеличения коэффициента усиления транзистора с повышением напряжения на затворе, что неизбежно приводит к появлению четных гармоник в спектре сигнала гетеродина

Через конденсатор С5 напряжение радиочастоты поступает на вход высоко¬частотного вольтметра-индикатора, состоящего из детектора, диоды VD2 и VD4 которого включены по схеме удвоения напряжения, что повышает чувствительность детектора и стабильность работы усилителя постоянного токи на транзисторе VT2 с микроамперметром РА1 в коллекторной цели. Диод VD3 стабилизирует образцовое напряжение на диодах VD2,VD4. Переменным резистором R3 объединенным с выключателем питания SА1, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 в исходное положение на крайнюю правую отметку шкалы

Если а каких-то участках диапазона необходимо повысить точность шкалы, то параллельно катушке подключайте слюдяной конденсатор постоянной емкости.

Вариант катушек, выполненных на каркасах из лабораторных пробирок для забора крови, показаны на фото (рис.2) и подбираются радиолюбителем на желаемый диапазон

Индуктивность контурной катушки и емкость контура с учетом дополнительного конденсатора можно рассчитать по формуле

LC=25330/f²

где С- в пикофарадах, L — в микрогенри, f — в мегагерцах.

Определяя резонансную частоту иследуемого контура, к нему возможно ближе подносят катушку ГИРа и медленно вращая ручку блока КПЕ, следят за показаниями индикатора. Как только его стрелка качнется влево, отмечают соответствующее положение ручки КПЕ. При дальнейшем вращении ручки настройки стрелка прибора возвращается в исходное положение. Та отметка на шкале, где наблюдается максимальный *провал* стрелки, как раз и будет соответстовать резонансной частоте исследуемого контура

В описываемом ГИРе нет дополнительного стабилизатора питающего напряжения, поэтому при работе с ним рекомендовано пользоваться источником с одним и тем же значением напряжения постоянного тока — оптимально сетевым блоком питания со стабилизированным выходным напряжением.

Делать одну общую шкалу для всех диапазонов нецелесообразно из-за сложности такой работы. Тем более, что точность полученной шкалы при различной плотности перестройки применяемых контуров затруднит пользование прибором.

Катушки L1 пропитаны эпоксидным клеем или НН88. На ВЧ диапазоны их желательно намотать медным посеребренным проводом диаметром 1,0 мм.

Конструктивно каждая контурная катушка размещена на основании распространенного разъема СГ-3. Он вклеен в каркас катушки.

Упрощенный вариант ГИРа

От ГИРа Г.Гвоздицкого отличается тем, о чем уже писалось в статье — наличие среднего вывода сменной катушки L1, применен переменный конденсатор фирмы «Тесла» с твердым диэлектриком, нет диода, формирующего форму синусоидальную сигнала. Отсутствует выпрямитель-удвоитель напряжения ВЧ и УПТ, что снижает чувствительность прибора.

Из положительных сторон следует отметить наличие «растягивающих» отключаемых конденсаторов С1, С2 и простейший верньер, совмещенный с двумя переключающимися шкалами, которые можно градуировать карандашом, питание включается кнопкой только в момент проведения измерений, что экономит батарею.

Для питания счетчика Гейгера В1 требуется напряжение 400В, это напряжение вырабатывает источник на блокинг-генераторе на транзисторе VT1. Импульсы с повышающей обмотки Т1 выпрямляются выпрямителем на VD3C2. Напряжение на С2 поступает на В1, нагрузкой которого является резистор R3. При прохождении через В1 ионизирующей частицы в нем возникает короткий импульс тока. Этот импульс усиливается усилителем-формирователем импульсов на VT2VT3. В результате через F1-VD1 протекает более длительный и более сильный импульс тока — светодиод вспыхивает, а в капсюле F1 раздается щелчок.

Счетчик Гейгера можно заменить любым аналогичным, F1 любой электромагнитный или динамический сопротивлением 50 Ом.

Т1 наматывается на ферритовом кольце с внешним диаметром 20 мм, первичная обмотка содержит 6+6 витков провода ПЭВ 0,2, вторичная 2500 витков провода ПЭВ 0,06. Между обмотками нужно проложить изоляционный материал из лакоткани. Первой наматывают вторичную обмотку, на нее поверхность, равномерно, вторичную.

Прибор для измерения емкости

Прибор имеет шесть поддиапазонов,верхние пределы для которых равны соответственно 10пф, 100пф, 1000пф, 0,01мкф, 0,1мкф и 1мкф. Отсчёт ёмкости производится по линейной шкале микроамперметра.

Принцип действия прибора основан на измерении переменного тока, протекающего через исследуемый конденсатор. На операционном усилителе DA1 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота повторения этих импульсов зависит от ёмкости одного из конденсаторов С1-С6 и положения движка подстроечного резистора R5. В зависимости от поддиапазона, она меняется от 100Гц до 200кГц. Подстроечным резистором R1 устанавливаем симметричную форму колебаний (меандр) на выходе генератора.

Диоды D3-D6, подстроечные резисторы R7-R11 и микроамперметр PA1 образуют измеритель переменного тока. Для того,чтобы погрешность измерений не превышала 10% на первом поддиапазоне (ёмкость до10пФ),внутреннее сопротивление микроамперметра должно быть не более 3кОм.На остальных поддиапазонах паралельно PA1 подключают подстроечные резисторы R7-R11.

Требуемый поддиапазон измерений устанавливают переключателем SA1. Одной группой контактов он переключает частотозадающие конденсаторы С1-С6 в генераторе,другой — подстроечные резисторы в индикаторе. Для питания прибора необходим стабилизированный двуполярный источник на напряжение от 8 до 15В. Номиналы частотозадающих конденсаторов С1-С6 могут отличаться на 20%, но сами конденсаторы должны иметь достаточно высокую температурную и временную стабильность.

Налаживание прибора производят в следующей последовательности. Сначала на первом поддиапазоне добиваются симметричных колебаний резистором R1. Движок резистора R5 при этом должен быть в среднем положении. Затем, подключив к клеммам «Сх» эталонный конденсатор 10пф, подстроечным резистором R5 устанавливают стрелку микроамперметра на деление соответствующее ёмкости эталонного конденсатора (при использовании прибора на 100мка, на конечное деление шкалы).

Схема приставки

Приставка к частотомеру для определения частоты настройки контура и его предварительной настройки. Приставка работоспособна в диапазоне 400 кгц-30 мгц. Т1 и Т2 могут быть КП307, BF 245

LY2BOK

Схема, работа, типы и ее применение

Генератор сигналов — это один из видов испытательного оборудования, используемого для генерации формы волны или электрического сигнала. Они генерируют различные виды сигналов в зависимости от приложения. Таким образом, эти формы сигналов в основном используются в различных системах, таких как контрольно-измерительные приборы, системы разработки и т. д. Генераторы сигналов доступны в различных формах, где каждый тип используется для генерации различных типов сигналов в различных формах, таких как аудиосигнал, РЧ-сигнал, импульсный сигнал, аналоговые, цифровые и т.д.Эти системы доступны уже много лет, но современные генераторы сигналов очень стандартны с точки зрения производительности, возможностей и т. д. В этой статье обсуждается обзор того, что такое генератор сигналов, работа и приложения.


Что такое генератор сигналов?

Определение: Электронное устройство или инструмент, который генерирует непрерывные и дискретные сигналы, такие как аналоговые и цифровые, известен как генератор сигналов. Эти системы в основном используются для тестирования, отслеживания сигналов, отладки, устранения неполадок, регулировки отклика усилителя и т. д.На рынке доступно множество генераторов сигналов, каждый тип которых включает свойства модуляции и амплитуды. Таким образом, выходной сигнал генератора сигналов можно изменить, задав его амплитуду, а также частоту в процессе моделирования.

Блок-схема генератора сигналов

Блок-схема генератора сигналов показана ниже. В блок-схеме генератор, управляемый напряжением, является важной частью, поскольку входное регулируемое напряжение может быть определено через частоту генератора, управляемого напряжением.Таким образом, и управляющее напряжение, и частота ГУН прямо пропорциональны.

Как только сигнал поступает на вход управления, он генерирует частоту генератора. Как только входной звуковой сигнал подается на управляющее напряжение, частотно-модулированный сигнал будет производиться с использованием ГУН. Генератор сигналов генерирует тон, сигналы в виде цифровых шаблонов и произвольной формы. Как только сигнал генерирует немодулированный сигнал, они известны тем, что производят непрерывные сигналы. Таким образом, он генерирует сигнал с прямоугольной модуляцией, комплексные и треугольные волны и т. д.

Блок-схема генератора сигналов

Для ЧМ схема модулятора может быть расположена после генератора, управляемого напряжением. Таким образом, это изменит выходное напряжение VCO за счет генерации выходного сигнала AM. Приемник можно протестировать, используя такие свойства сигналов, как стабильность и точность.

Цепь генератора сигналов

Для проверки неисправной части любой электронной схемы используется метод отслеживания сигнала. Этот метод обычно используется в аудиоэлектронике для устранения неполадок.Этот метод используется путем добавления источника сигнала на одном конце и проверки отклика на другом конце, когда сигнал передается между этими двумя концами и сегмент между этими концами работает нормально.

Принципиальная схема

Простая схема генератора сигналов показана выше. Эта схема может быть разработана с резистором и конденсатором, чтобы можно было сформировать простой генератор. Этот осциллятор генерирует богатую гармониками форму сигнала для вставки сигнала.

Типы генераторов сигналов

Генераторы сигналов подразделяются на различные типы в зависимости от мощности и функциональности.Они доступны в различных размерах, проектах, а также параметрах. Таким образом, эти генераторы используются для разных целей. Каждый генератор сигналов может создавать неограниченное количество сигналов для решения задач отладки.

Генераторы сигналов произвольной формы

Эти генераторы используются для создания произвольных потоков цифровых данных. Таким образом, форма этих сигналов не может быть стабильной. Этот генератор включает в себя два отдельных выходных канала, используемых для мгновенной стимуляции двух систем. Основная функция этого генератора — активировать систему с помощью сложного сигнала.Этот генератор включает в себя дисплей для отображения точной произвольной формы волны, что помогает избежать возможности ошибки при выборе формы волны из системной памяти. Полоса пропускания этих генераторов ограничена, и по сравнению с функциональными генераторами эти генераторы дороги. Эти генераторы используются в средствах связи, полупроводниковых компонентах и ​​т. д.

Генераторы радиочастотных сигналов

Этот генератор предназначен для генерации сигналов, таких как контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и прямой цифровой синтез.В большинстве генераторов сигналов PLL используется для обеспечения точности, а также стабильности, необходимой для системы. Эти генераторы производят аналоговые сигналы в своем частотном диапазоне.

Микроволновые и радиочастотные генераторы примерно одинаковы, за исключением того, что они имеют разный частотный диапазон. Но по сравнению с ВЧ-генераторами частотный диапазон СВЧ-генераторов имеет более высокий частотный диапазон. Генераторы радиочастотных сигналов в основном используются для тестирования систем вещания аудио и видео, радиоэлектронной борьбы, радаров, спутниковой связи и т. д.Эти генераторы доступны в трех формах: аналоговые, векторные и логические.

Генераторы звуковых сигналов

Эти генераторы играют ключевую роль в генерации звуковых сигналов в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. Эти генераторы используются в аудиосистемах для проверки их частотной характеристики, а также для измерения искажений. Используя этот генератор вместе с простой схемой, также можно измерить очень небольшие искажения. Уровни гармонических искажений этого генератора меньше. Применение этих генераторов электронных лабораторий для различных целей.Эти генераторы используют сложные методы для генерации аудиосигналов.

Генератор видеосигнала

Этот тип генератора в основном используется для генерации видеосигналов. Основной фактор, подобный синхронизации, будет влиять на качество видео на ТВ, поэтому выходной сигнал видеогенератора обычно включает в себя сигналы синхронизации. Эти сигналы содержат горизонтальную и вертикальную синхронизацию.

Генератор функций

Генератор функций в основном включает осциллятор, и основная функция этого типа генератора заключается в генерации простых повторяющихся сигналов, таких как синусоидальный, прямоугольный, треугольный и пилообразный.В настоящее время эти генераторы могут использовать методы цифровой обработки сигналов для создания цифровых сигналов и преобразования этих сигналов из цифровых в аналоговые. Существует множество таких генераторов, таких как черный ящик, включая интерфейсы USB, применимые в приборной шине и т. Д. Эти генераторы применяются в сфере образования, ремонта электрических и электронных устройств и т. Д.

Генератор импульсов

Генератор импульсов используется для генерации сигналов в импульсной форме.Импульс, генерируемый этим генератором, имеет переменную задержку, переменное время нарастания и спада. Импульсные сигналы часто требуются при тестировании различных аналоговых или цифровых схем.

Форматы генератора сигналов
Генераторы сигналов

доступны в различных форматах, как и другие типы контрольно-измерительных приборов. Эти форматы в основном зависят от конкретного типа генератора, однако доступны различные варианты, такие как инструментальная карта для испытаний в стойке, устройство для стендовых испытаний, генератор сигналов на основе USB и использование формы волны, сгенерированной с компьютера.

Для этих генераторов доступны разные форматы в зависимости от физического формата устройства. Если пользовательское устройство является автономным, то стендовый тестовый прибор является идеальным путем, за исключением систем и регионов, где доступны ПК.

Приложения

Использование генератора сигналов включает следующее.

  • Генератор сигналов произвольной формы используется в приложениях для тестирования и проектирования высокого класса
  • Генераторы радиочастотных и микроволновых сигналов
  • в основном используются для тестирования компонентов, испытательных систем и приемников в широком спектре приложений, таких как Wi-Fi, сотовая связь, радар, GPS, WiMAX, радиовещание аудио и видео, спутник, радиоэлектронная борьба и т. д.

Итак, это все обзор генератора сигналов. Частотные характеристики генератора сигналов наиболее важны при поиске этих генераторов, таких как диапазон частот, разрешение частоты, самые высокие входные каналы, скорость переключения и точность частоты. Точно так же есть некоторые характеристики, которые необходимо учитывать при выборе этих генераторов, такие как соединения с хостом, пользовательский интерфейс, хранилище, память, компьютерная шина и т. д. Вот вопрос к вам, каковы преимущества генератора сигналов?

Генератор сигналов

— обзор

Чтобы гарантировать достаточно малую ошибку оценки состояния, следует выбрать адекватные параметры DNNO (7).Стационарные параметры A , L1, L2, L3 могут быть настроены во время так называемого процесса « обучения ». Веса Wi,Vi (i=1,2) быстро корректируются в режиме онлайн по дифференциальному закону обучения (4.11). В этом разделе мы рассмотрим детали процедуры обучения. Его можно провести с помощью какой-нибудь простой математической модели озонирования (полная модель практически не существует) для формирования соответствующих последовательностей входных-выходных данных, которые могут служить как для коррекции параметров ДННО, так и для адекватного выбора исходных условия в применяемой процедуре обучения.

Используя математическую модель озонирования (4.14)–(4.15) и применяя предложенную ДННО (4.10) с одним выходным слоем, одним скрытым слоем и (ki=ni=n=5), мы можем смоделировать раздельное разложение фенолов и их смесей озонированием с использованием их констант скорости (Hoigné and Bader, 1983a):

kPh=1,3⋅103 лмоль-1с-1,k4-CPh=1,9⋅103лмоль-1с-1,k2,4-DCPh=2,8⋅103лмоль-1с −1,

только по данным мониторинга. Если только одно органическое соединение (фенол) или смесь фенолов реагирует с озоном, мы имеем быструю сходимость между динамической эволюцией, созданной данной моделью (4.8) и DNNO (4.10) с расчетными параметрами, представленными в табл. 4.1. Численные результаты представлены на рис. 4.2.

Таблица 4.1. Параметры DNNO, полученные в процессе обучения для каждого фенола и его модельных смесей.

90 090

8


8


Два соединения параметры DNNO
Смеси К 1 К 2 К 3
Ph+ 4-CPh [−0.5000.8-2.300.30-3.5] [0.53.96.7] [0.53.96.7] [0.83.14.5] [0.30.207]
PH + 2,4-DCPH [-0.5000. 8-2.300.30-3.5] 9-3.000.30-3.5] [0.53.96.7] [0.83.14.5] [0.30.20.7]
4-CPH + 2,4-DCPH [- Рис. 4.2. Сравнение между подходом DNNO и предложенной моделью изменения концентрации загрязняющих веществ. Сплошная (синяя линия в электронной версии) соответствует модели озонирования, пунктирная (красная линия в электронной версии) — состояниям DNNO.

Эти параметры соответствуют наилучшей оценочной динамике и были получены с помощью простой методики пробных испытаний . Используя экспериментальные данные динамики озонирования модельных смесей

Ph+4-CPh,Ph+2,4-DCPh,4-CPh+2,4-DCPh,Ph+4-CPh+2,4-DCPh,

при разных рН (2,7,12), полученные методом ВЭЖХ, хорошее соответствие реальной динамики разложения (Позняк и др., 2001) и оценочные по DNNO (рис. 4.3 и 4.4).

Рисунок 4.3. Сравнение подхода DNNO и предложенной модели изменения концентрации озона в газовой фазе при разложении фенола.

Рисунок 4.4. Сравнение подхода DNNO и предложенной модели изменения концентрации трех загрязняющих веществ (Ph, 4-CPh и 2,4-DiCPh). Сплошная (синяя линия в электронной версии) соответствует экспериментальным переменным озонирования, а пунктирная (красная линия в электронной версии) — состояниям DNNO.

На рис. 4.3–4.4 пунктирная линия (красная линия в электронной версии) соответствует моделированию модели озонирования под воздействием искусственного шума (создаваемого генератором сигналов ограниченного шума в Simulink-Matlab), а сплошная линия (синяя линия в электронная версия) представляет собой оценку, полученную DNNO. 1

4.5.1 Оценка констант скорости реакции фенолов

Из предыдущих разделов следует, что DNNO можно успешно использовать для оценки кинетических параметров озонирования.Константа скорости является важным параметром для интерпретации механизма реакции в случае сложного состава жидкой фазы. Обратите внимание, что cˆi, Qˆ и dcˆi(t)dτ доступны. Ввиду этого можно определить LS (наименьшие квадраты) оценки ki как решение следующей оптимизационной задачи: dτ+ki(vliq)−1cˆi(τ)Qˆ(τ))2dτ.

Решение следующее: ϑ>0.

Здесь ϑ>0 — малый регуляризующий параметр (0,01).

Индекс производительности, полученный этим наблюдателем, сравнили с индексом, полученным с помощью «классического » наблюдателя только с одним пропорциональным членом, и мы получили более быструю (около 250 с) сходимость между динамикой модели озонирования и DNNO (рис. 4.5). ).

Рисунок 4.5. Сравнение среднеквадратичного значения ошибки оценивания с разными коэффициентами усиления: синяя линия соответствует случаю, когда три поправочных члена находятся в DNNO, черная линия соответствует случаю, когда учитываются разрывные и линейные члены, а красная линия относится только к случаю с линейным членом.

Оценка констант скоростей для трех различных соединений (фенола, 4-хлорфенола и 2,4-дихлорфенола) в их смеси при vliq=0,8(L) показывает прекрасное соответствие экспериментальной динамике (рис. 4.3 и табл. 4.2). ). При этом более быстрая динамика разложения как раз соответствует высокому значению константы скорости реакции. Численные результаты, касающиеся констант скорости озонирования, приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2. Константы скорости реакции (10 3 ) для фенолов и их смесей при различных значениях рН.

2 1.073

2 3.490 4-CPH + 2,4-DCPH

2 4.303
Соединение
Ki, [L ML -1 S -1 ]
pH = 2 pH = 7 pH = 12
Отдельные фенолы
pH PH 0.867 1.168 3.274
4-CPH 0,9401055

2 3.091
2,4-DCPH 2,4-DCPH 6.173 17.032
смеси двух фенолов
Ph + 4-CPh 1,678 2,456 4,767
1,765 2,578 4,487

Ph + 2 , 4-DCPH 1.756 2.859 2.859
1.927
1.927 2.920 3.576
1.644 2.703 4.303
1.745
1.845 4.406
PH + 4-CPH + 2,4-DCPH 2.546 4.443 5.515
4.545 4.673 5.433
3.793

5
6.272 6.091

Как можно наблюдать, реакционная способность фенолов с озоном имеет следующий порядок:

Ph<4-CPh<2,4-DCPh

который не изменяется при различных pH при озонировании индивидуальных фенолов.С увеличением рН значение константы реакции для каждого фенола также значительно увеличивается. В случае озонирования смеси фенолов их реакционная способность с озоном не такая, как у индивидуальных фенолов. При рН 2, когда протекает прямая реакция с молекулярным озоном, константы реакции для смеси фенолов увеличиваются почти в 2–3 раза в зависимости от состава смеси. В случае комбинированного механизма при рН>7 константы реакции уменьшаются по сравнению с индивидуальными фенолами.Однако разница значений между фенолами незначительна. Это явление можно объяснить наличием ОН-радикалов, которые не являются селективными и не зависят от химической структуры соединения. Более важным представляется тот факт, что реакционная способность отдельных соединений и их смесей по отношению к озону не одинакова.

Для изучения влияния рН на кинетику озонирования смесей фенолов с различным составом фенолов было проведено варьирование рН от 2 до 12.В табл. 4.4 представлены промежуточные и конечные продукты, полученные при озонировании смеси фенолов № 1 при различных значениях рН.

Промежуточные и конечные продукты разложения фенола озоном аналогичны указанным выше. К ним относятся: катехол, гидрохинон, муконовая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, щавелевая кислота и муравьиная кислота. По времени появления побочных продуктов и их распределению при озонировании можно утверждать, что исходным продуктом является муконовая кислота; промежуточными продуктами являются катехин, гидрохинон, фумаровая кислота, малеиновая кислота, а конечными – щавелевая и муравьиная кислоты, накапливающиеся при озонировании.

Озонирование фенольных смесей проводили синтетическими растворами в дистиллированной воде с варьированием исходной концентрации органики (см. табл. 4.3).

Таблица 4.3. Исходный состав фенолов в модельных смесях.

2 125

5

2 125

2 83 .33
Номер смеси Ph мг л −1 4-CPh мг л −1 2,4-DCPh мг л 0 −1 90,398 2,4-DCPh мг л 0 −1 90. MG L -1
1 100 100 100 300102 100
2
2 50

5
30102 50

5

2 300
3
3
33.33 33.33 83.33 8

5
4
4 33.33 83.33 83.33 83.33 200
200

от Таблица 4.4, эффект pH на состав промежуточных продуктов и конечных продуктов озонации очень значителен. Следовательно, присутствие катехола (или производных катехола) и гидрохинона в водном растворе при рН=2 и 7 подтверждает гидроксилирование до разрыва ароматического кольца.Основными конечными продуктами при рН 2 и 7 являются щавелевая и муравьиная кислоты. С другой стороны, при рН 12 катехол, гидрохинон, фенол и 4-ХФ в водном растворе не обнаружены. Конечным продуктом является только щавелевая кислота. Эти данные подтверждают известный факт, что механизмы озонирования фенола в основных и кислых условиях различны. Действительно, озонирование при низких значениях рН (2 или 7) происходит в основном за счет реакции с молекулярным озоном. При озонировании при высоких значениях рН (>7) реализуется радикальный механизм совместно с прямой реакцией молекулярного озона.Важно отметить, что при всех значениях рН (2, 7,9 и 12). Образование этих соединений при озонировании фенольных смесей подтверждает дехлорирование 4-ХФ и 2,4-ДХФ на начальной стадии реакции. Основными конечными продуктами при рН 2 и 7 являются щавелевая и муравьиная кислоты.С другой стороны, при pH=12 катехол, гидрохинон, фенол и 4-CPh не обнаружены. При этом рН конечным продуктом является только щавелевая кислота.

Таблица 4.4. Промежуточные и конечные продукты озонирования смесей фенолов.

2 14.5

5

2 ND

2 Следы
Соединение MG L -1 pH = 2 pH = 7
CATECHOL
CATECHOL 8.3
Hydroquinone 33.3 48.0105 48.0
Muconic Coidal Следы Следы ND
FUMARIC KILD Следы Следы
Малеиновая кислота 25,0 42,1 Следы
oxalic Acid 139.6 174.0 436,7
235.2 235.2 270.9 ND

Для изучения феномена изменения кинетики озонации индивидуальных соединений и одной и той же органики в их смеси, проводили озонирование смеси фенолов при разных значениях рН и при различной исходной концентрации фенолов в смеси.По той же методике динамического нейросетевого наблюдателя (DNNO) были оценены кинетические параметры озонирования смеси фенолов. Рассчитанные константы реакции представлены в таблице 4.5.

Таблица 4.5. Константы озонирования k (л/моль с)⋅10 3 фенолов при значениях рН 9 и 12 в различных смесях.

0

0

5 1

5 3

9
2
ph
ph 9 12 9 12 9 12 9 12
Тел. 5.38 5.52 5.52 2.57 2.57 2.29 3.28 1.61 1.90
4-CPH 5.20 5.43 2.71 2,82 3.13 3.74 1.73 2.45
2,4-DCPH 6.46 6.09 6.82 6.82 5.23 7.24 70102 3.19 4.17

Как видно из этих данных, константы озонирования фенолов для всех смесей имеют тенденцию к увеличению (2.6–30,5%) при повышении рН от 9 до 12. Влияние рН зависит от состава смеси, а именно от соотношения фенолов. Для остальных трех смесей (2, 3 и 4) при изменении соотношения концентраций фенолов; влияние рН более существенно по сравнению со смесью 1, когда это соотношение составляет 1:1:1. Как видно, константа реакции снижается до 48% для смеси 2 (исключая 2,4-ДХФ при рН 9, которая увеличивается до 5,2%). В случае смеси 3 наблюдается другая тенденция: для Ph и 4-CPh константы реакции снижаются до 40% по сравнению со смесью 1; однако для 2,4-ДХФ константы возрастают до 12%.В случае смеси 4 значения констант уменьшаются до 50–70%. На основании кинетики озонирования фенолов в их смесях можно заключить, что константы реакции фенолов сильно зависят от их исходной концентрации. В данном конкретном случае трудно объяснить наблюдаемую тенденцию; однако при рН 9 и 12 влияние исходного состава фенолов весьма существенно. Это явление необходимо учитывать при озонировании сложных смесей различных органических загрязнителей, имея в виду, что кинетика озонирования отдельных соединений и их смесей различна.

Сходимость констант LS-оценки (ki⁎(t)) для фенолов к реальным значениям (ki⁎(T)), полученным стандартными методами (Позняк и др., 2004), показана на рис. . Важно подчеркнуть, что определение констант реакции для индивидуальных соединений можно осуществить другими простыми методами, но для смеси органических соединений других подходов к оценке этих параметров не существует.

Рисунок 4.6. Сходимость расчетной константы скорости реакции k 3 к ее действительному значению при использовании расчетных состояний в алгоритме идентификации.

На рис. 4.7 показано изменение некоторых компонентов W1 и W2. Эти веса развиваются в соответствии с законами обучения, предложенными в уравнении. (4.11). Обратите внимание, что эти компоненты не сходятся к фиксированному значению. Это следствие динамики озонирования и его влияния на динамику весов.

Рисунок 4.7. Изменение во времени некоторых компонентов весов W 1 и W 2 , входящих в состав DNNO и используемых для оценки компонентов озонирования смеси фенолов.

Основываясь на приведенных выше результатах, мы можем заключить, что подход DNNO, как было показано, гарантирует хорошую оценку состояния при разложении фенола без использования какой-либо математической модели. Характер разложения, предсказанный DNNO, достаточно хорошо соответствует реальным экспериментальным данным. В частности, оценки констант скорости озонирования, полученные этим методом, в точности соответствуют экспериментальному разложению фенолов. Уникальным контролем, необходимым для реализации этого метода, является измерение изменения концентрации озона в газовой фазе на выходе из реактора. Предлагаемый динамический нейронный наблюдатель (DNNO) может быть включен в систему управления в режиме реального времени для оптимизации динамики разложения без онлайн-измерений концентрации загрязняющих веществ .

Все, что вам нужно знать о генераторе сигналов и о том, как его выбрать!!

Генератор сигналов — одно из самых важных лабораторных устройств для инженера-электронщика. С помощью этого устройства генерируется форма волны или электрический сигнал, который позволяет инженеру проектировать и оптимизировать свои системы .В результате эти устройства в основном используются в различных системах в качестве контрольно-измерительных приборов, систем разработки и т.д. Генераторы сигналов бывают разных форм и размеров, каждый тип используется для генерации различных типов сигналов, таких как аудио, радиочастотные, импульсные, аналоговые, цифровые и т. д. Эти системы существуют уже давно, но современные генераторы сигналов довольно сложны с точки зрения производительности, функций и так далее. В этой статье мы узнаем больше о генераторах сигналов и параметрах, которые необходимо проверить при покупке генератора сигналов.

Если вы заинтересованы в создании его самостоятельно, вы можете найти больше проектов по генераторам сигналов на нашем веб-сайте, вас также может заинтересовать генератор сигналов DIY с использованием Arduino.

Краткое описание работы генератора сигналов!!!

Основным назначением генератора сигналов является предоставление различных сигналов для проектирования оборудования, устранения неполадок и тестирования, поэтому на рынке доступно множество генераторов сигналов с различными характеристиками и функциями.На изображении ниже мы обсуждаем обобщенную блок-схему генератора сигналов . Как показано на блок-схеме генератора радиочастотных сигналов , имеется два входа: один для регулировки частоты и амплитуды выходного сигнала, а другой для выбора типа формы волны.

Генераторы сигналов

имеют управляемый напряжением генератор (ГУН) . Выходной сигнал ГУН можно изменять в определенном диапазоне, изменяя входное напряжение постоянного тока. Выходная частота ГУН напрямую связана с напряжением на его входе, поэтому, изменяя входное напряжение, мы можем контролировать выходную частоту.Выходной сигнал генератора подается на делитель частоты через буферный усилитель. Буферный усилитель используется для изоляции цепи и предотвращения влияния нагрузки на источник сигнала. Сигнал с буферного усилителя подается на выходной усилитель , который усиливает сигнал. Выход подается на аттенюатор , который регулирует напряжение сигнала, который затем подается на выход через выходной измеритель, который измеряет выход и дает обратную связь для поддержания выхода.

Типы генераторов сигналов

Генератор сигналов — это испытательное оборудование, которое может генерировать повторяющиеся или неповторяющиеся сигналы. Генераторы сигналов можно классифицировать по типу сигналов, которые они могут генерировать, или по диапазону выходных сигналов, которые они могут генерировать. Выходной сигнал генератора сигналов можно изменять, контролируя амплитуду и частоту генерируемого сигнала во время тестирования в реальном времени.

Некоторые из наиболее распространенных типов генераторов сигналов: Функциональный генератор , Генератор ВЧ сигналов , Генератор сигналов произвольной формы , Генератор аналоговых сигналов , Генератор логических сигналов , Генератор видеосигналов 90 и т. д.и краткое описание всех этих типов приведено ниже:

Генератор функциональных сигналов

Функциональный генератор является одним из наиболее часто используемых генераторов сигналов. Он способен создавать повторяющиеся формы волны, такие как синусоидальных волн , пилообразных волн , прямоугольных волн , треугольных волн и даже пульсовых волн . У них есть схема электронного генератора, которая генерирует эти сигналы. Современные устройства используют методы цифровой обработки сигналов (DSP) для генерации сигналов, а сгенерированные сигналы затем преобразуются в аналоговый сигнал .

Одной из важных особенностей функционального генератора является возможность добавления смещения постоянного тока к сигналу, что делает его очень полезным для тестирования приложений. Обычно генераторы функций работают на частотах от 100 кГц до нескольких МГц, но дорогие генераторы функций могут генерировать сигналы с частотой более 100 МГц.

Функциональные генераторы

чаще всего используются в лабораториях учебных заведений, а также для тестирования стимулов и ремонта электрического и электронного оборудования.Блок-схема функционального генератора приведена ниже.

Генератор радиочастотных сигналов

Генератор радиочастотных сигналов

или генераторы радиочастотных сигналов являются наиболее важным испытательным оборудованием, где требуется тестирование и разработка радиочастотного или микроволнового излучения. Подобно другим генераторам сигналов, большинство ВЧ-генераторов не имеют возможности измерения, они просто используются для создания управляемых сигналов с переменной частотой, амплитудой и модуляцией, которые можно использовать для проверки отклика схемы с целью отладки или модификации схемы.

Выходная мощность генератора радиочастотных сигналов определяется в дБ относительно 1 милливатт (дБм). Наиболее распространенная выходная мощность, доступная в генераторе радиочастотных сигналов, составляет +13 дБ. Ниже приведено соотношение уровня мощности в дБм к уровню мощности в милливаттах.

УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ
ДБМ

УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ
МИЛЛИВАТТ

0

1

3

2

10

10

13

20

20

100

23

200

Генератор сигналов звуковой частоты  

Генератор сигналов, способный генерировать сигналы в частотном диапазоне звуковой частоты (AF), называется генератором сигналов звуковой частоты.Звуковая частота принадлежит от 20 Гц до 20 кГц . Блок-схема простого генератора синусоидального/прямоугольного сигнала AF приведена ниже:

Генераторы звуковых частот чаще всего используются для проверки отклика звукового оборудования, эти приборы также используются для измерения искажений в любом другом оборудовании и могут создавать искажения 0,0001% с помощью простого генератора звуковых сигналов.

Генератор сигналов произвольной формы (ASG)

Генераторы сигналов произвольной формы являются расширенной формой генераторов функций.Подобно генераторам функций, ASG может создавать цифровые или аналоговые сигналы на основе введенных нами входных значений. Эти входные значения называются « путевых точек» . Следовательно, генераторы сигналов произвольной формы способны генерировать сигналы любой формы и, следовательно, являются наиболее универсальными типами генераторов сигналов.

Векторные генераторы сигналов

Векторные генераторы сигналов

, также известные как генераторы цифровых сигналов, способны создавать сигналы с цифровой модуляцией.Они используются для генерации радиочастотных сигналов со сложными форматами модуляции, такими как BPSK, QPSK, QAM и т. д. Это испытательное оборудование используется для тестирования как военных, так и обычных систем связи, усовершенствованные векторные генераторы сигналов способны генерировать стандартные для отрасли сигналы, такие как GSM. , W-CDMA , LTE , Wi-Fi, и системы военной связи, такие как JTRS , которые должны быть чрезвычайно защищены от кибератак . Изображение векторного генератора сигналов приведено ниже:

Генераторы видеосигналов

Генераторы видеосигналов — это особый тип генераторов сигналов, которые используются для создания видеосигналов. Эти устройства используются для калибровки телевизоров или других видеосистем путем стимуляции неисправностей. VSG производит синхронизированные сигналы в форме горизонтальных и вертикальных импульсов, а также может создавать сигналы цветовой синхронизации.

Генераторы видеосигналов в основном используются при разработке и тестировании видеоаппаратуры, а также для ее калибровки.

На что обратить внимание при выборе генератора сигналов?

При покупке генератора сигналов у нас есть много вариантов, доступных на рынке. Генераторы сигналов бывают всех форм и размеров, несколько моделей стоят менее 50 долларов, а стоимость некоторого оборудования превышает 10 000 долларов. Итак, прежде чем выбрать модель, нам нужно точно знать наши требования, тип сигнала, который нам нужен, и другие параметры, такие как частота и точность.В следующем разделе я кратко объясню параметры, которые необходимо учитывать перед покупкой.

Сигналы и модуляции  

Наиболее важным параметром, который необходимо учитывать перед началом поиска генератора сигналов, является тип сигналов, которые он может создавать. Как объяснялось выше, генераторы функций способны генерировать простые сигналы, такие как синусоидальные сигналы, ступенчатые сигналы, пилообразные сигналы и т. д., но если вам требуются какие-либо предварительные или пользовательские сигналы, вам, возможно, придется использовать генератор сигналов произвольной формы.Поэтому первым и самым важным параметром перед выбором функционального генератора является знание типа сигнала, который вам от него нужен.

Диапазон частот

Как объяснялось выше, генераторы сигналов – это испытательное оборудование, которое используется для тестирования различных схем, будь то аудиосхемы или высокочастотные радиосхемы. Нам необходимо выбрать совместимый генератор сигналов в зависимости от цепей, которые необходимо протестировать. Функциональный генератор способен генерировать сигналы частотой до нескольких мегагерц, но если вам нужно протестировать сложные радиочастотные схемы, вам необходимо приобрести генератор радиочастотных и микроволновых сигналов, способный генерировать частоты в диапазоне нескольких ГГц.Поэтому перед выбором генератора сигналов мы должны убедиться, что его частотный диапазон подходит для нашего приложения.

Разрешение

Разрешение является одним из наиболее важных параметров измерительных систем. Он измеряет наименьшую амплитуду, при которой электронный прибор может различить 2 точки на сигнале. Проще говоря, это наименьшее количество, которое наш прибор может обнаружить и отобразить. Чем выше разрешение измерительного оборудования, тем прибор сможет отображать меньшие значения единиц измерения.

Частота дискретизации

Частота выборки определяется количеством выборок в секунду. Более высокая частота дискретизации необходима для достижения более высокой точности и большего разрешения. Согласно принципу Найквиста, если частота дискретизации более чем в два раза превышает максимальную частоту, достижима идеальная реконструкция сигнала.

Режим фазовой синхронизации

Если вы работаете с РЧ-сигналами, ваш генератор сигналов должен иметь возможность фазовой синхронизации для синхронизации.Фазовая синхронизация с помощью гетеродина или часов обычно выполняется при работе с высокочастотными цепями.

Выходное сопротивление

Выходное сопротивление также является важным параметром при выборе генератора сигналов. Если мы хотим использовать наш генератор сигналов в радиочастотной цепи или подключить его к линии передачи, то у нас должен быть высокий выходной импеданс, который соответствует импедансу линии передачи, в то время как выходной импеданс генератора сигналов должен быть минимальным, когда использование генератора сигналов в качестве источника напряжения.

Заключение Генераторы сигналов

являются одним из наиболее важных инструментов для инженера-электронщика, они помогают в проектировании и устранении неисправностей электронных схем. На рынке доступны различные типы генераторов сигналов. Выбор генератора сигналов зависит от типа электронных схем, которые необходимо протестировать, и при выборе генератора сигналов нам необходимо проверить такие параметры, как разрешение, частота дискретизации, выходное сопротивление, частота, типы сигналов, которые он может генерировать, и т. д.Итак, я надеюсь, что эта статья помогла вам узнать что-то новое о генераторах сигналов, поэтому, если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их в комментариях ниже.

Проектирование и анализ недорогого генератора волн на основе прямого цифрового синтеза

Генераторы сигналов широко используются в экспериментальных курсах университетов. Однако большинство коммерческих тестовых генераторов сигналов дороги и громоздки. Кроме того, большинство из них находятся в фиксированном режиме работы с большим количеством малоиспользуемых сигналов.Чтобы исправить эту ситуацию, был разработан малогабаритный и высокоточный экономичный генератор сигналов, основанный на технологии DDS, который способен выдавать волновые сигналы, обычно используемые в экспериментах. Во-первых, вводятся основные принципы DDS и определяется общая схема генератора сигналов. Затем предлагается конструкция аппаратного обеспечения, которое включает в себя модуль питания, модуль дисплея, модуль клавиатуры, модуль генерации сигнала на основе микросхемы DDS и минимальный системный модуль на основе C8051F010.Генератор сигналов был разработан для вывода синусоидальных и прямоугольных сигналов, а другие достигнутые характеристики включали диапазон частот 0,1 Гц–12,5 МГц, разрешение по частоте 0,05 Гц–0,1 Гц, выходную амплитуду 1,0–4,5 В, точность частоты % и % , а также искажение сигнала % и %.

1. Введение

Генераторы сигналов широко используются в экспериментальных курсах [1–8]. Кроме того, прямоугольные и синусоидальные сигналы, генерируемые генераторами сигналов, широко используются в широком диапазоне приложений, обычно в качестве стандартного сигнала при тестировании электронных схем, измерении параметров или демонстрации в экспериментальных курсах.Однако из-за высокой стоимости, фиксированного режима работы и плохой расширяемости сочетание программируемых функций для генерации сигналов произвольной формы и других функций не может быть полностью воспроизведено в обучающих экспериментах обычного генератора сигналов; нужен был дешевый и небольшой генератор сигналов, который мог бы удовлетворять обычным функциям вывода сигнала и был бы пригоден для экспериментальных курсов [9–12]. На основе технологии DDS был разработан экономичный генератор сигналов с малыми размерами и высокой точностью. Сигнал прямоугольной формы с настраиваемой частотой, шириной и длительностью импульса и высокоточный синусоидальный сигнал с регулируемой амплитудой и частотой могут быть получены для удовлетворения требований в учебных экспериментах.Некоторые отчеты посвящены теоретической разработке генератора сигналов по технологии DDS. Сообщений об изготовлении генератора сигналов по технологии DDS пока немного.

2. Общая конструктивная схема генератора сигналов
2.1. Основной принцип технологии DDS

Основной принцип DDS заключается в использовании концепции фазы для осуществления частотного синтеза [2], что позволяет получать сигналы, изменяющиеся с фазой, в соответствии с изменением данных сигналов при различной амплитуде.Накопитель фазы образован каскадным разрядным сумматором с разрядным регистром-аккумулятором. Для каждого поступающего тактового импульса сумматор суммирует управляющее слово () с накопленными фазовыми данными, выдаваемыми регистром-аккумулятором фазы, и результат отправляется обратно на входной порт регистра-аккумулятора, так что сумматор непрерывно суммирует слово управления частотой под действием последующего тактового импульса. Сумматор фаз непрерывно выполняет линейное сложение управляющего слова частоты накопительным образом под действием тактового сигнала.Как показано на рисунке 1, синусоида рассматривается как колебание фазового цикла в виде вращающегося вектора, и каждая заданная точка на фазовом колесе соответствует угловой точке деления синусоиды в цикле 0~2 π . . Каждый раз, когда вектор обращается вокруг фазовой окружности с постоянной скоростью, создается полный цикл синусоиды. Видно, что аккумулятор фазы добавляет контрольное слово один раз после каждого тактового входа, выходные данные аккумулятора фазы — фаза синтезированного сигнала, а выходная частота аккумулятора фазы — частота сигнала выхода DDS.Слово управления частотой определяет количество точек деления, которые могут переходить на фазовый цикл в каждом такте тактового сигнала. Большее количество точек деления приводит к более быстрому переполнению аккумулятора фазы и меньшему времени для завершения одинаковых циклов синусоиды; таким образом, изменение значения управляющего слова () может изменить выходную частоту [4]. Выходные данные накопителя фазы служат в качестве адреса выборки фазы в памяти сигналов (ПЗУ). Преобразование фазы/амплитуды завершается после извлечения значений образцов двоичных сигналов, хранящихся в памяти сигналов, с помощью таблицы поиска.


2.2. Общий программный проект генератора сигналов

Функциональная структура блок-схемы генератора сигналов, как показано на рисунке 2, в основном состоит из системы электропитания, системы SCM, модуля генератора сигналов DDS, модуля регулировки амплитуды, модуля генератора прямоугольных сигналов, модуль релейного вывода и так далее. Система электропитания обеспечивает напряжение питания 2,5 В, 3,3 В, 5 В и 15 В. Вход +5 В системы питания проходит через встроенный трехвыводной стабилизатор напряжения для получения 2.5 В и 3,3 В, а затем использует модуль питания постоянного тока для преобразования в + 5 В и + 15 В. Система SCM используется для управления работой человеко-машинного интерфейса, чтения клавиатуры, отображения на ЖК-дисплее, и отрегулируйте амплитуду выходной синусоидальной волны. Он также выполняет программирование устройства DDS для получения сигнала соответствующей частоты, управления реле и переключения синусоидальных и прямоугольных выходных сигналов.


3. Аппаратная часть генератора сигналов
3.1.Конструкция схемы источника питания

Как показано на рисунке 3, на входах и выходах AS1117-2.5, AS1117-3.3 и модуля DC-DC используются конденсаторы 330  µ F и 0,1  µ F для частотной компенсации, для предотвращения генерации регулятором высокочастотных автоколебаний и для подавления высокочастотных помех в цепи. Выходные клеммы модулей питания A05S05-2W и A05S15-1W имеют резисторы и конденсаторы для формирования фильтра нижних частот, который может сглаживать пики выходной мощности и уменьшать помехи для последующей микросхемы.Схема обратной защиты также используется в цепи питания, где диод D3 находится в отключенном состоянии при нормальном питании. Если входное напряжение меняется на противоположное, диод открывается, и ток от внешнего источника питания течет через ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ и диод D3 на отрицательную клемму источника питания. Поскольку прямое сопротивление диода очень мало, ток резко возрастает и перегорает ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, размыкает цепь и тем самым защищает внутреннюю цепь от повреждения.


3.2. Конструкция ЖК-модуля

Модуль жидкокристаллического дисплея построен на базе LCM1602 с 2 × 16 символами и внутренним шрифтом. Интерфейс показан на рис. 4, где можно использовать потенциометр для регулировки потенциала ножек 3 для изменения контрастности ЖК-дисплея.


3.3. Конструкция схемы клавиатуры

Передняя панель генератора сигналов показана на рисунке 5. Нажимая левую или правую кнопку для выбора каждого бита данных для передачи, а затем используя настройки добавления или вычитания, количество кнопок может быть уменьшены и оставаться неизменными, когда данные для передачи должны быть расширены.Это позволяет сделать схему очень гибкой, поскольку в программное обеспечение можно вносить соответствующие изменения. Функции выхода схемы можно выбрать с помощью кнопок «синусоидальная/прямоугольная волна». Частоту выходного сигнала можно настроить для прямоугольного выходного сигнала, в то время как для синусоидального выходного сигнала частоту или амплитуду сигнала можно установить или изменить с помощью кнопки «Режим».


Как показано на рис. 6, «синусоидальная/прямоугольная волна» оснащена блокирующим переключателем, а кнопки «Добавить», «Уменьшить», «Сдвинуть влево», «Сдвинуть вправо» и «Режим» разработан без блокировки переключателя.Выходной сигнал имеет высокий уровень 3,3 В, когда кнопки SW1~SW5 отпущены, и низкий уровень, когда их нажимают. Когда переключатель Switch6 отпущен, PIN2 подключается к PIN3, а PIN5 подключается к PIN6, в то время как PIN1 зависает, SIN/REC находится на высоком уровне, а LED_SIN загорается, указывая на то, что выход представляет собой синусоидальную волну. Когда она нажата, SIN/REC имеет низкий уровень, а PIN4 соединяется с PIN6, и загорается LED_REC, показывая, что выходные сигналы прямоугольные.


3.4. Схема генератора волн
3.4.1. Схема генератора синусоидального сигнала

Как показано на рисунке 7, генератор сигналов основан на микросхеме DDS AD9833 производства Analog Devices, Inc.(ADI), что составляет 25 МГц с активным кристаллом в качестве эталонного тактового генератора.


3.4.2. Проект схемы модуляции амплитуды синусоидальной волны

В соответствии с требуемой амплитудой синусоидальной формы, вводимой с клавиатуры, цифро-аналоговый порт микроконтроллера вырабатывает соответствующий сигнал постоянного тока, затем подает его на умножитель и умножает на фиксированное значение. Амплитудный синусоидальный сигнал для достижения функции регулирования амплитуды, как показано на рисунке 8. 10 В) или дифференциальный вход (11 В), а выходное напряжение может достигать ±11 В.Отношение выходного напряжения к входному напряжению определяется как

Поскольку умножитель имеет внутреннюю отрицательную обратную связь и ограничен, коэффициент усиления () теоретически бесконечен и на практике составляет не менее 85 дБ; следовательно,

Амплитуда синусоидальной волны колеблется от 0,038 В до 0,650 В; таким образом, постоянная составляющая () составляет 0,344 В. Выходной сигнал умножителя должен быть синусоидой без постоянной составляющей, поэтому постоянная составляющая должна быть вычтена с помощью схемы, показанной на рисунке 8. Резистор подключен между портом и портом OUT, а резистор связан между портами и .

Предполагая, что сопротивления и равны и , тогда

— выходное напряжение множителя, и можно сделать следующие выводы:

Следовательно,

Предполагая, что

— усиление множителя двух дифференциальных входов,

Ток выхода умножителя не может быть выведен напрямую из-за его слабой мощности возбуждения, поэтому перед входом умножителя должен быть установлен быстродействующий операционный усилитель, чтобы увеличить выходной ток.

Принимая  кОм,  кОм,   кОм, множитель усилителя равен ; затем

Выходное напряжение ЦАП MCU находится в диапазоне от 0 до 2,4 В, а синусоидальный сигнал DDS находится в диапазоне от 0 до 0,65 В, поэтому составляющая постоянного тока синусоидального сигнала () составляет 0,344 В.

Уменьшение постоянного тока составляющая на входе MPY634, амплитуда синусоидального сигнала равна

Умножение двух дифференциальных входов дает , поэтому требуется получить амплитуду синусоидального сигнала более 4 В; усиление должно быть выбрано выше.

Способ подключения цепи определяет значение .

Когда порт SF висит, коэффициент усиления составляет SF = 10 В, который точно изменяется лазером в интегральной схеме, а погрешность составляет 0,1% или меньше.

Через резистор, соединяющий PIN SF и PIN , можно изменить значение SF:

Определение  кОм,    кОм, затем

Из-за того, что на практике усилитель выдает 5В, выходное напряжение может достигать лишь около ±4,5В.

Амплитуда синусоидального сигнала находится в диапазоне от 0.038 В до 0,650 В, а его постоянная составляющая составляет 0,344 В, которая получается резистивным делителем. Как показано на рисунке 9, трехполюсный стабилизатор напряжения AS1117-2.5 обеспечивает напряжение 2,5 В, обеспечивая напряжение смещения 0,344 В через резисторное деление.


Принимая  кОм,    кОм,    кОм, выходной диапазон опорного напряжения составляет

Таким образом, выходной диапазон опорного напряжения находится в диапазоне от 0,3125 В до 0,6250 В, и с помощью потенциометра можно получить напряжение смещения 0 .344   В. Таким образом, можно исключить постоянную составляющую синусоидального сигнала из выходного сигнала DDS. Введение положительной обратной связи в схему представляет собой гистерезисный компаратор за счет добавления ветви делителя напряжения от выхода компаратора к синфазному входу. Это видно из схемы на рисунке 10 (а).


(a) Принципиальная схема гистерезисного компаратора
(b) Характеристика передачи напряжения гистерезисного компаратора
(a) Принципиальная схема гистерезисного компаратора
(b) Характеристика передачи напряжения гистерезисного компаратора

Когда входное напряжение постепенно увеличивается от нуля, но меньше или равно , что называется предельным уровнем срабатывания, , , ,

Когда входное напряжение превышает , , и уровень срабатывания изменяется, что называется нижним уровнем срабатывания level:

Пороговое напряжение равно

Из рисунка 10(b) характеристик передачи напряжения гистерезисного компаратора видно, что напряжение сравнения отличается между направлением приращения и направлением входного напряжения, а помехи в диапазоне гистерезиса не повлияет на выходное напряжение.

Схема формирования сигнала прямоугольной формы показана на рис. 11. Порт обеспечивает напряжение 2,5 В для модуля регулятора напряжения, напряжение можно регулировать с помощью потенциометра, а выход компаратора составляет около 4 В высокого уровня. Таким образом, напряжение люфта цепи равно


3,5. Схема управления релейным выходом

Как показано на рисунке 12, релейный модуль UA2 эквивалентен двухполюсному переключателю на два направления. Стороны управления PIN1 и PIN8, соответственно, подключены к источнику питания +5 В и переключателю переключения синусоидальной/прямоугольной формы сигнала, PIN2, PIN3, PIN4 — к переключателю для переключения выходного сигнала, а PIN6, PIN7, PIN8 — к переключателю для переключения синусоиды к компаратору гистерезиса, чтобы произвести прямоугольную волну.Диод D1 предназначен для ограничения тока, чтобы предотвратить воздействие чрезмерного тока на цепь.


Когда переключатель синусоидальной/прямоугольной формы сигнала отпущен, уровень SIN/REC становится высоким, и ток через катушку реле отсутствует или ток очень мал, что означает, что он не создает магнитной силы. Соединение PIN6 и PIN7 подаст синусоидальный сигнал в компаратор для создания прямоугольной формы волны. Затем прямоугольный сигнал будет введен в PIN2 распада, который будет отправлен на внешний интерфейс из-за соединения PIN2 и PIN3.При нажатии переключателя синусоидальной/прямоугольной формы сигнала SIN/REC изменяется на низкий уровень; таким образом, катушка реле создает магнитную силу. Соединение PIN5 и PIN6 отделяет синусоидальный сигнал от компаратора, чтобы предотвратить создание помех. Подключенные PIN4 и PIN3 передают синусоидальный сигнал, сгенерированный из амплитуды, на внешний выходной интерфейс.

3.6. Конструкция схемы управления микроконтроллером

Как показано на рисунке 13, микроконтроллер CYGNAL серии C8051F был выбран для реализации функций чтения с клавиатуры, отображения ЖК-дисплея, программирования чипа DDS и регулировки амплитуды синусоидального сигнала.Учитывая правила конфигурации выводов микроконтроллера, внутренние цифровые ресурсы начинаются с порта P0; поэтому при назначении порта периферийного устройства MCU начинает назначать с порта P3 резервный порт P0 для внутренних ресурсов.


3.7. Развертывание печатной платы и защита от помех

Из-за гибридной системы цифровых и аналоговых схем и ее высокой рабочей частоты большое внимание следует уделить развертыванию печатной платы и ее защите от помех.Учитывая стоимость и размер, печатная плата имеет двухслойную пластину и двойную проводку. Разделите цифровую схему и аналоговую схему на печатной плате и разводке. В общем, мы должны принять способ разделения земли цифрового сигнала с землей аналогового сигнала и соединения их в точке. Для части аналоговой схемы, которая включает микросхему DDS, умножитель и реле, следует использовать способ соединения заземления, соответственно, и соединения заземления в точке, одновременно утолщая линию заземления.

Тактовая схема генератора волн DDS является важной частью конструкции, в которую легко вмешиваться и которая оказывает большое влияние на качество выходной волны, поэтому мы должны уделить особое внимание этой части. Чтобы достичь цели изоляции, кварцевый генератор должен быть близок к контакту микросхемы DDS, утолщать линию кварцевого генератора и мощность, добавлять медь в корпус кварцевого генератора. Схема печатной платы AD9833 показана на рис. 14.


Мы должны сделать линию питания как можно более жирной из-за ее высокого тока и принять во внимание импеданс.В силовой проводке используется структура ЗВЕЗДА. Фактически, в этой конструкции он изначально спроектирован в виде самой короткой конструкции с помощью ручной проводки, которая должна контролировать ширину проводящего провода. Тогда для каждого токового канала их устройства токопроводящий провод должен гарантировать более 20 милов. Наконец, схема будет выполнена в виде ЗВЕЗДЫ. Наконец, выполните схему в структуру STAR. Полная схема конструкции печатной платы показана на рисунке 15.


4. Проект программного обеспечения генератора сигналов
4.1. Общий дизайн программного обеспечения

Основная схема программного обеспечения SCM показана на рисунке 16 и основана на идее структурного и модульного дизайна. Раздел инициализации в основном касается операции записи в несколько регистров специальных функций, для установки режима и начального значения каждого модуля и инициализации используемых переменных. Затем выведите сигнал по умолчанию и восстановите последнее рабочее состояние, если источником сброса является сторожевой таймер или детектор отсутствующих часов. Сканирование клавиатуры контролируется таймером, реализованным в различных подфункциях в соответствии с различными формами сигналов и режимами генерации сигналов.


4.2. Программное обеспечение генератора сигналов

AD9833 представляет собой программируемый генератор сигналов DDS с двумя 28-битными частотными регистрами внутри и двумя 12-битными фазовыми регистрами. Блок-схема программного обеспечения показана на рисунке 17.


Во-первых, запишите 16-битное командное слово режима работы для определения условий работы и выбора регистра частоты и регистра фазы, а во-вторых, запишите одно или два слова управления частотой для управления выходная частота.Наконец, запишите управляющее слово фазы, чтобы генератор сигналов DDS мог выводить сигналы, соответствующие частоте, определяемой значением регистра частоты, и фазе, определяемой значением в регистре режима. Схема последовательности записи данных представлена ​​на рисунке 18.


4.3. Программное обеспечение ввода с клавиатуры

Блок-схема сканирования клавиатуры показана на рис. 19. Используйте 10-миллисекундное прерывание таймера T0 для осуществления сканирования клавиатуры и устраните дизеринг клавиатуры в соответствии с количеством прерываний.В таймере регулируются несколько операций, таких как переключение режимов, добавление данных, сокращение данных и сдвиг влево или вправо данных, которые необходимо настроить. В разных режимах диапазон вводимых данных может быть ограничен, чтобы предотвратить ввод за пределы допустимого диапазона. Если в течение семи секунд не будет обнаружено никаких действий с клавиатурой, он автоматически выйдет из режима FM или AM и вернется к нормальному состоянию генерации сигнала.


4.4. Программное обеспечение ЖК-дисплея
4.4.1. Состояние синуса

В разных режимах ЖК-дисплей должен отображать разный интерфейс для пользователя.Если это нормальный режим генерации синусоидального сигнала, как показано на рисунках 20(а) и 21(а), то выключите мигание курсора и символа на ЖК-дисплее, отобразите текущую амплитуду в первой строке и отобразите текущую частоту в первой строке. вторая линия. Старший бит 0 не отображается. Если это синусоидальный режим FM, как показано на рисунках 20(b) и 21(b), установите символ и курсор так, чтобы они мигали, и отрегулируйте младший бит по умолчанию и отрегулируйте курсор левой и правой клавишами. Младший бит справа переместит курсор на самый высокий уровень, а старший бит слева переместит курсор на самую нижнюю позицию.Размер данных изменяется клавишами Add и Subtract; если старший бит для настройки размера данных ограничен только 0 или 1, амплитуда не может быть выше величины 10 В, а частота не может быть установлена ​​выше значения 20 МГц. Синусоидальная амплитудная модуляция показана на рисунках 20(c) и 21(c), тот же случай, что и в режиме FM.

4.4.2. Состояние прямоугольной волны

Использование клавиш — единственный способ настроить частоту в условиях прямоугольной волны, поэтому в этом состоянии есть только два режима: нормальный режим и режим FM.Если это нормальный режим, как показано на рис. 22(a), то выключите ЖК-курсор и мигание символов, отобразите «REC WAVE» в первой строке и отобразите текущую частоту во второй строке, а старший бит 0 не отображается. Если это режим FM, как показано на рисунке 22(b), процесс такой же, как и процесс, происходящий в состоянии синусоидального режима FM.


(a) Нормальный режим
(b) FM-режим
(a) Нормальный режим
(b) FM-режим
5.Экспериментальные данные и анализ
5.1. Частотные характеристики

Управляющее слово, сгенерированное микроконтроллером, представляет собой целое число, поэтому оно вычисляется с использованием операций с плавающей запятой, а затем преобразуется в целое число и записывается в микросхему DDS. Игнорирование десятичной части при целочисленном преобразовании, поэтому ошибка равна 1, а разрешение по частоте равно

( 1 ) Разрешение по частоте . Включение алгоритма округления может уменьшить ошибку, вызванную удалением десятичной части, и составляет 536.87; таким образом, если десятичная часть удалена напрямую, полученный результат равен 536, а ошибка равна 0,87. После усовершенствования алгоритма округления результат 537 и ошибка 0,13, что значительно уменьшилось. После алгоритма округления слово управления частотой равно

Среди вышеперечисленных  МГц.

Максимальное отклонение управляющего слова частоты составляет 0,5, поэтому разрешение по частоте равно

Наихудшая относительная погрешность по частоте составляет

( 2) Погрешность частоты. Принцип работы DDS основан на цифровой выборке и процессе восстановления модуля; поэтому количество точек дискретизации будет влиять на частотные искажения и точность составного сигнала. При теоретическом анализе точки дискретизации и точность частоты выходного сигнала имеют следующую математическую зависимость:

В формуле – точность частоты, а – количество точек дискретизации.

Чем больше точек выборки, тем выше точность частоты; наоборот, чем меньше выборок, тем ниже точность частоты.В этой статье количество точек зависит от разных выходных частот, что означает, что точность частоты может быть разной:

( 3) Искажение сигнала. Соотношение между искажением сигнала и точкой выборки равно

При рассмотрении влияния цифро-аналогового преобразователя на точность искажения формы сигнала уравнение можно переписать как

преобразователь ЦАП, а количество точек дискретизации.

Синтезатор частоты в этой статье основан на справочной таблице ПЗУ. Принцип предполагает, что управляющее слово частоты не только определяет выходную частоту, но и определяет количество точек дискретизации синтезируемого сигнала. Чем больше слово управления частотой, тем больше выходная частота и меньше количество точек дискретизации; наоборот, чем меньше слово управления частотой, тем меньше выходная частота и больше количество точек дискретизации.Наряду с изменением выходной частоты изменяется и искажение формы выходного сигнала.

Диаграмма контраста искажения формы сигнала показана на Рисунке 23, а нормальный выходной синусоидальный сигнал показан на Рисунке 22(a). Когда слово управления частотой и выходная частота увеличиваются, точки выборки уменьшаются, а форма выходного сигнала может искажаться, как показано на рисунке 22(b).


(a) Нормальный выходной синусоидальный сигнал
(b) Искаженная диаграмма
(a) Нормальный выходной синусоидальный сигнал
(b) Искаженная диаграмма

В этой статье представлены максимальный и минимальный выходной сигнал искажение формы сигнала:

Кривые данных частотного тестирования показаны на рисунке 24.


5.1.1. Анализ погрешности частоты

( 1) Погрешность усечения фазы . Для получения высокочастотного разрешения разрядность фазового аккумулятора, как правило, достаточно велика. Однако, поскольку емкость ПЗУ ограничена, выходной -битный аккумулятор фазы использует только старший бит для адресации ПЗУ (), а младший бит () округляется, что приводит к ошибке усечения фазы. Излучение спектра, вызванное усечением фазы, в основном связано со спектром ложного сигнала, остающимся в спектре по обе стороны от выходного сигнала, а ложный спектр представляет собой комбинацию опорной тактовой частоты и выходной частоты; паразитная спектральная амплитуда зависит от функции .Согласно теоретическому анализу, основной спектр и величина наиболее сильного паразитного спектра удовлетворяют следующему соотношению: где – разряд фазового аккумулятора, – отбрасываемый разряд. Значение () определяет уровень самого сильного усеченного спектра по отношению к основному спектру, который вызван фазовым вычетом. В конструкции модуля DDS в этом исследовании используется 28-битный аккумулятор фазы и 12-строчный адрес ПЗУ, а округленная цифра в аккумуляторе равна . Из (16) можно рассчитать, что уровень самого сильного усеченного спектра по отношению к основному спектру превышает −72 дБ.

( 2) Ошибка амплитудного квантования . Поскольку в ПЗУ хранятся образцы кодирования амплитуды сигнала, эти кодовые слова представлены двоичными данными с конечным числом битов, что вносит ошибку квантования амплитуды. В общем, амплитуда сигнала шума квантования намного меньше, чем амплитуда ложного сигнала, вызванного усечением фазы и ошибками ЦАП; в определенном диапазоне он рассматривается как однородный распределенный белый шум. Общий коэффициент шума может быть получен с помощью статистических методов,

В приведенном выше примере показана эффективная адресная цифра выходного сигнала фазового накопителя, а полное амплитудное квантование SNR составляет 74 дБ, вызванное паразитными сигналами.

5.2. Амплитудные характеристики

Как показано на рисунке 25, при фиксированном входном напряжении 1 В, 2 В, 3 В и 4 В в низкочастотном диапазоне (0–10 кГц) затухание сигнала составляет 0 дБ, что означает фактическая выходная амплитуда соответствует заданной амплитуде. Когда частота превышает 10 кГц, амплитуда начинает затухать; чем выше частота, тем больше затухание, а частота среза системы 3 дБ составляет 80 кГц. Увеличение множителя будет уменьшаться с увеличением частоты входного сигнала.Поддерживая синусоидальный входной сигнал постоянной амплитуды, мы должны изменить выходное напряжение ЦАП. Когда амплитуда синусоидального сигнала установлена ​​на 1 В, затухание составляет менее −4 дБ на частоте 100 кГц, когда амплитуда установлена ​​на 2 В, амплитудное затухание близко к −5 дБ, а когда амплитуда установлено на 3 В, затухание превышает −5 дБ.

5.3. Real Output Waveform

Амплитуда и частота улучшаются вышеописанным методом, и в качестве примера измеряется выходной сигнал синусоиды.На рис. 26 показана различная частота выходного сигнала синусоидального сигнала при фиксации определенной амплитуды. На рис. 27 показана различная амплитуда выходного сигнала синусоидального сигнала при фиксации определенной частоты. Из рисунков также видно, что разработанный генератор сигналов отличается стабильностью и высокой точностью.

6. Выводы

Присутствует генератор сигналов со встроенным программируемым устройством DDS. Устройство DDS и микроконтроллер могут изменять частоту и фазу под управлением MCU.Амплитуда выходного синусоидального сигнала может регулироваться с помощью микроконтроллера; 12-битный цифро-аналоговый порт использовался для генерации переменного напряжения, а затем выполнял умножение с фиксированной амплитудой синусоидального сигнала в умножителе. Синусоидальный сигнал с определенной амплитудой можно преобразовать в сигнал прямоугольной формы с помощью гистерезисного компаратора, изменяя напряжение сравнения, чтобы настроить переменный рабочий цикл прямоугольной волны. Экспериментальные результаты показали, что генератор сигналов имеет высокое разрешение, высокую точность, малые габариты и малый вес, удобен и стабилен в использовании.Согласно теореме дискретизации, микросхема DDS системы работает на опорной частоте 25 МГц, а выходная частота синусоидального сигнала теоретически может достигать 12,5 МГц. Однако, когда выходная частота увеличивается до 10 кГц, амплитуда начинает затухать из-за ограничений полосы пропускания множителя. Хотя алгоритм нелинейной компенсации использовался в системном программном обеспечении для некоторого расширения полосы пропускания, все еще необходимы дальнейшие усовершенствования.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарность

Этот проект финансируется за счет специального финансирования провинции Шаньдун для модернизации технологических исследований крупных научных инструментов (ID: 2013SJGZ26).

Руководство по выбору генераторов сигналов с микросхемами серии

: типы, характеристики, области применения

          

Изображение предоставлено MySkunkWorks | dhGate.com | D and N Electronics, Inc.

    

Генераторы сигналов IC

(генераторы функций) и синтезаторы сигналов IC обеспечивают несколько различных форм сигналов или функций на нужной частоте.Синтезатор форм сигналов IC может генерировать различные формы сигналов, такие как синусоидальные, прямоугольные, пилообразные и треугольные. Существует много различных типов синтезаторов сигналов IC. Примеры включают генераторы функций IC, генератор сигналов IC, генератор сигналов произвольной формы, генератор сигналов и генератор функций развертки. Генератор функций IC — это универсальное устройство, которое обеспечивает выбор различных форм сигналов, таких как синусоидальная, прямоугольная или треугольная. Различные волны можно получить, выбрав соответствующий код выбора контактов, который присутствует на выходе.Генератор сигналов ИС представляет собой ИС, вокруг которой построена схема генератора сигналов. Генератор сигналов доступен в виде настольного прибора, портативного устройства или модуля на базе ПК. Генератор сигналов произвольной формы может воссоздать любой сигнал в широком диапазоне амплитуд. Генератор сигналов используется для генерации формы сигнала, сигнала, тестирования и настройки всех приемников и передатчиков, а также для получения переменного тока заданной частоты и амплитуды. Генератор функции развертки генерирует сигналы различной формы, которые могут потребоваться для измерения частотной характеристики усилителей и фильтров.Широко доступны другие синтезаторы форм сигналов IC.

     

Как они функционируют

    
Существует несколько способов функционирования синтезаторов сигналов IC. Многофункциональный синтезатор сигналов на ИС генерирует синусоиду в диапазоне частот от 0 до 600 кГц. Треугольные, пилообразные и прямоугольные сигналы генерируются с частотой от 0 до 50 кГц плюс постоянный ток с разрешением 0,1 Гц. В функциональном генераторе IC выходная частота может регулироваться в диапазоне частот от 0,1 Гц до 20 МГц, а рабочий цикл изменяется в широком диапазоне при ±2.Подается управляющий сигнал 3В. Генератор сигналов произвольной формы имеет 2 или 3 независимых канала сигналов и встроенный контроль перекоса. Точность, с которой сигналы воспроизводятся в генераторе сигналов произвольной формы, зависит как от разрешения по горизонтали, так и от разрешения по вертикали. Некоторые примеры спецификаций генератора сигналов включают частотный диапазон, частотное разрешение, скорость переключения и максимальное количество входных каналов. Синтезаторы сигналов IC разработаны и изготовлены в соответствии с большинством отраслевых спецификаций.

    

Возможные области применения

    
Синтезаторы форм сигналов IC используются во многих приложениях. Примеры включают тестирование автоматизации, аэрокосмической промышленности и счетчиков электроэнергии. Синтезаторы сигналов IC также используются в области медицины для тестирования мониторов пациентов и моделирования биологической обратной связи.

    

Родственные стандарты

   

  • ГОСТ 27072 — ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ. АУДИОМЕТРЫ. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
  • FAA AC 170-6 — ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАЗЕМНОЙ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ И ГЕНЕРАТОРОВ СИГНАЛОВ
  • МСЭ-Т SUPP 3.1 СЕРИЯ О — ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРИБОРАМ — ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСИОДАЛЬНЫХ СИГНАЛОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Схема генератора сигналов. | Download Scientific Diagram

Context 1

… комплект состоит из генератора сигналов переменного тока с батарейным питанием, который производит синусоидальные, прямоугольные и треугольные волны различной амплитуды и частоты; и пакет осциллографа, в котором используется звуковая карта ПК. Аппаратное обеспечение смонтировано на одной печатной плате, включает в себя генератор сигналов и входы осциллографа и получает питание от двух стандартных 9-вольтовых батарей.Для работы осциллографа на ПК устанавливается бесплатное программное обеспечение. Генератор сигналов основан на микросхеме функционального генератора EXAR XR-2206. Он предлагает все желаемые функции, перечисленные в таблице 1, включая стоимость и благоприятное значение рассеиваемой мощности. Весь генератор сигналов использует эту ИС и ряд пассивных компонентов схемы, установленных на плате для поверхностного монтажа. На рис. 1 показана принципиальная схема. Тестирование прототипа показало, что генератор сигналов выдает хорошие выходные сигналы с минимальными искажениями в диапазоне частот от 1 Гц до 860 кГц и диапазоне амплитуд 0–7 вольт от пика до пика.Использование двух 9-вольтовых батарей позволяет выходному напряжению колебаться около нуля. Это позволяет учащимся проводить эксперименты с полным выпрямителем, что может быть невозможно с устройством на шине с однополярным питанием. В качестве компонента осциллографа мы выбрали программный пакет Dazyweb Laboratories DS2002 Oscilloscope 23. Эта программа имеет наиболее реалистичный графический интерфейс пользователя (рис. 2) и является ключевым преимуществом этого программного обеспечения перед конкурирующими пакетами. Одним из недостатков звуковой карты для сбора данных о напряжении и времени является то, что звуковые карты не имеют достаточной защиты входа.Поэтому, чтобы убедиться, что учащийся непреднамеренно не разрушит звуковую карту, случайно подав сигнал, для приема которого карта не предназначена, мы добавили изоляцию на вход осциллографа для защиты входного порта карты (рис. 3). Компонент изолятора представляет собой простую буферную схему на полевых транзисторах с единичным коэффициентом усиления на основе операционного усилителя TL084. Мы также добавили на вход схему делителя напряжения 10:1, чтобы «большие» входные сигналы не насыщали звуковую карту. Пакет был протестирован на двух разных ПК: на Pentium 4 под управлением Windows XP и на Pentium 3 с Windows 2000.Предварительные испытания прототипа, основанные на стандартном испытании полосы пропускания –3 дБ, показали хорошие характеристики в диапазоне частот от 20 Гц до 7 кГц. Несмотря на то, что это меньшая полоса пропускания, чем у генератора сигналов, мы считаем, что она достаточна для практиков в базовой электронике, которые, как правило, сосредотачиваются на частотах в звуковом диапазоне. Поскольку звуковая карта является измерительным устройством, возможны только относительные измерения напряжения. Это, пожалуй, главное ограничение использования звуковой карты для обнаружения сигналов переменного тока.Возможно, в более элегантном и законченном дизайне можно было бы использовать USB-порт ПК. Тем не менее, USB-порты могут быть еще не повсеместно доступны на домашнем ПК среднего студента, и стоимость такого подхода, безусловно, была бы выше, чем стоимость конструкции звуковой карты. Кроме того, многие экспериментальные работы в области электроники для студентов включают относительное сравнение входного и выходного сигналов. В таких случаях измерения абсолютного напряжения не являются абсолютно необходимыми. В качестве альтернативы учащийся может откалибровать осциллограф по известной амплитуде напряжения или использовать мультиметр для измерения абсолютного напряжения.Наши дальнейшие испытания показали, что этот пакет полностью подходит для измерения сигналов переменного тока, типичных для первокурсников по электронике, предлагаемых в Университете Дикина. Этот проект находится на стадии прототипа. Идет окончательная работа по проектированию, за которой последует организация массового производства пакета для доставки первокурсникам, изучающим электронику, за пределами кампуса. Наша цель — удержать общую стоимость одного пакета на уровне 80 австралийских долларов или меньше. Пакет также будет протестирован в традиционной обстановке на кампусе, и мы будем наблюдать за реакцией студентов как на кампусе, так и за его пределами.Мы планируем полный набор оценок студентов и преподавателей, чтобы определить полезность пакета и внести улучшения. Мы ожидаем, что это будет полезный пакет, который студенты смогут использовать в течение всех лет обучения, дополняя набор электронных компонентов, который они получают в настоящее время. Практические занятия в лаборатории являются важным компонентом любой учебной программы по электронике. Студенты-заочники в Университете Дикина используют комплект компонентов для выполнения домашних упражнений по основам электроники, но этот комплект не поддерживает проведение экспериментов с переменным током в реальном времени.Чтобы удовлетворить эту потребность, мы предлагаем снабдить студентов за пределами кампуса недорогим генератором сигналов переменного тока с питанием от батареи и осциллографом. Компонент генератора сигналов генерирует синусоидальные, прямоугольные и треугольные волны с частотой до 860 кГц и размахом до 7 вольт. Пакет осциллографа позволяет использовать ПК в качестве осциллографа посредством входа на звуковую карту компьютера. Пакет позволит дистанционным студентам проводить эксперименты с электроникой на переменном токе без необходимости присутствия в кампусе или полностью полагаться на компьютер…

Как собрать генератор сигналов | Пользовательский

Как работает генератор сигналов?

Первый каскад генератора сигналов представляет собой ГУН, что означает генератор, управляемый напряжением. Этот ГУН состоит из операционных усилителей U3A и U3B, где U3A сконфигурирован как интегратор, а U3B сконфигурирован как триггер Шмитта. Когда входное напряжение подается на ГУН (через RV4), интегратор U3A интегрирует это постоянное напряжение, что приводит к тому, что выходной сигнал U3A имеет нисходящий устойчивый наклон (задний фронт треугольной формы волны).В конце концов, выходной сигнал интегратора становится ниже нижнего порога инвертирующего триггера Шмитта (U3B), что приводит к переключению выходного сигнала триггера Шмитта на 5 В. Когда это происходит, Q1 полностью насыщается, что приводит к разрядке C1 (через R3). Когда это происходит, выходной сигнал интегратора начинает расти (нарастающий фронт треугольной формы сигнала). В конце концов, этот выход пересекает верхний порог инвертирующего триггера Шмитта, что приводит к переключению выхода триггера Шмитта на 0 В.Это выключает Q1 и приводит к падению выходного сигнала интегратора, запуская весь процесс заново.

Сигнал ШИМ генерируется путем подачи сигнала треугольной формы (на выходе U3A) на операционный усилитель (U1A), сконфигурированный как компаратор. Положительный вход компаратора подключен к потенциометру (RV1), а отрицательный вход подключен к источнику сигнала треугольной формы. Когда треугольный сигнал превышает напряжение от потенциометра, выход переключается на 5 В.Когда треугольный сигнал опускается ниже напряжения от потенциометра, выход переключается на 0 В. Регулируя потенциометр, операционный усилитель U1A будет включаться и выключаться на разных уровнях, что приводит к прямоугольной волне ШИМ.

Каждый источник сигнала дополнительно подключен к буферу единичного усиления, за которым следует потенциометр. Буфер единичного усиления предотвращает влияние других цепей на ГУН, а потенциометр регулирует амплитуду выходной волны. Затем каждый сигнал подключается к другому буферу единичного усиления на конце для улучшения выходного импеданса.

Конструкция

Эта схема может быть изготовлена ​​с использованием стандартных методов конструирования, включая макетные платы без пайки, ленточные платы и печатные платы. К файлам проекта прилагается информация ЧПУ, необходимая для фрезерования вашего собственного генератора сигналов, включая код автоматического выравнивания. Рекомендуется, чтобы этот проект использовался вместе с коробкой проекта или кожухом, если намерение состоит в том, чтобы построить Ваш собственный станочный инструмент. Показанный здесь пример относится к открытому корпусу, чтобы показать внутреннюю проводку и методы сборки.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.