Схема генератора звуковой частоты. Генератор звуковой частоты: принцип работы, схема и применение

Как работает генератор звуковой частоты. Какие бывают типы генераторов звуковой частоты. Из каких элементов состоит схема генератора звуковой частоты. Для чего применяются генераторы звуковых сигналов. Как собрать простой генератор звуковой частоты своими руками.

Содержание

Что такое генератор звуковой частоты

Генератор звуковой частоты — это электронное устройство, предназначенное для получения электрических колебаний в диапазоне звуковых частот (обычно от 20 Гц до 20 кГц). Такие генераторы широко применяются для настройки и тестирования аудиоаппаратуры, в измерительной технике, а также в различных областях науки и техники.

Основные характеристики генераторов звуковой частоты:

  • Диапазон генерируемых частот (обычно 20 Гц — 20 кГц)
  • Форма выходного сигнала (синусоидальная, прямоугольная, треугольная и др.)
  • Выходное напряжение (от долей вольта до нескольких десятков вольт)
  • Коэффициент нелинейных искажений (обычно не более 0.1-1%)
  • Выходная мощность
  • Стабильность частоты и амплитуды

Принцип работы генератора звуковой частоты

Принцип работы генератора звуковой частоты основан на создании незатухающих электрических колебаний с помощью усилителя, охваченного положительной обратной связью. Основные элементы генератора:


  • Усилитель
  • Частотозадающая цепь
  • Цепь положительной обратной связи
  • Цепь стабилизации амплитуды колебаний

Частотозадающая цепь определяет частоту генерируемых колебаний. Положительная обратная связь обеспечивает самовозбуждение колебаний. Цепь стабилизации поддерживает постоянную амплитуду выходного сигнала.

Основные типы генераторов звуковой частоты

Существует несколько основных типов генераторов звуковой частоты:

1. RC-генераторы

Используют RC-цепи для задания частоты колебаний. Наиболее распространены генераторы на основе:

  • Моста Вина
  • Двойного Т-образного моста
  • Фазосдвигающих цепочек

RC-генераторы просты, но имеют невысокую стабильность частоты.

2. LC-генераторы

Используют колебательный LC-контур для задания частоты. Обеспечивают более высокую стабильность, но применяются в основном на частотах выше 20-50 кГц.

3. Цифровые генераторы

Формируют сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя под управлением микроконтроллера. Обеспечивают высокую точность и стабильность частоты.


Схема простого генератора звуковой частоты

Рассмотрим схему простого RC-генератора звуковой частоты на основе моста Вина:

«` ОУ
R1 R2 C1 C2 Выход «`

Основные элементы схемы:

  • Операционный усилитель (ОУ)
  • Частотозадающая цепь — мост Вина (R1C1 и R2C2)
  • Цепь положительной обратной связи через мост Вина
  • Цепь отрицательной обратной связи для стабилизации амплитуды (не показана)

Частота генерируемых колебаний определяется элементами моста Вина:

f = 1 / (2π * √(R1*R2*C1*C2))

При R1=R2=R и C1=C2=C формула упрощается:

f = 1 / (2π * RC)

Применение генераторов звуковой частоты

Генераторы звуковой частоты находят широкое применение в различных областях:

  • Настройка и тестирование аудиоаппаратуры
  • Измерение характеристик усилителей, фильтров, акустических систем
  • Настройка музыкальных инструментов
  • Проверка слуха в медицине
  • Генерация звуковых сигналов в системах оповещения
  • Создание звуковых эффектов
  • Научные исследования в области акустики

Как собрать простой генератор звуковой частоты

Для сборки простого генератора звуковой частоты понадобятся:


  • Операционный усилитель (например, LM358)
  • Резисторы и конденсаторы для моста Вина
  • Резисторы для цепи отрицательной обратной связи
  • Источник питания (батарейка 9В или блок питания)
  • Монтажная плата

Порядок сборки:

  1. Соберите схему на монтажной плате согласно приведенной выше схеме
  2. Подключите источник питания
  3. Проверьте работоспособность с помощью осциллографа или подключив выход к усилителю с динамиком
  4. При необходимости настройте частоту и амплитуду выходного сигнала

Такой простой генератор позволит получить синусоидальный сигнал частотой около 1 кГц. Для изменения частоты можно использовать переменные резисторы или конденсаторы в мосте Вина.

Заключение

Генераторы звуковой частоты — важные и широко применяемые устройства в электронике и аудиотехнике. Понимание принципов их работы позволяет создавать простые генераторы самостоятельно, а также грамотно использовать профессиональные приборы для различных измерений и исследований.


Схемы простых генераторов низкой частоты


Схемы простых генераторов низкой частоты

Генераторы низкой частоты (ГНЧ) используют для получения незатухающих периодических колебаний электрического тока в диапазоне частот от долей Гц до десятков кГц. Такие генераторы, как правило, представляют собой усилители, охваченные положительной обратной связью (рис. 11.7,11.8) через фазосдви-гающие цепочки. Для осуществления этой связи и для возбуждения генератора необходимы следующие условия: сигнал с выхода усилителя должен поступать на вход со сдвигом по фазе 360 градусов (или кратном ему, т.е. О, 720, 1080 и т.д. градусов), а сам усилитель должен иметь некоторый запас коэффициента усиления, KycMIN. Поскольку условие оптимального сдвига фаз для возникновения генерации может выполняться только на одной частоте, именно на этой частоте и возбуждается усилитель с положительной обратной связью.

Рис. 11.1

Рис. 11.2

Для сдвига сигнала по фазе используют RC- и LC-цепи, кроме того, сам усилитель вносит в сигнал фазовый сдвиг. Для получения положительной обратной связи в генераторах (рис. 11.1, 11.7, 11.9) использован двойной Т-образный RC-мост; в генераторах (рис. 11.2, 11.8, 11.10) — мост Вина; в генераторах (рис. 11.3 — 11.6, 11.11 — 11.15) — фазосдвигающие RC-це-почки. В генераторах с RC-цепочками число звеньев может быть достаточно большим. На практике же для упрощения схемы число не превышает двух, трех.

Рис. 11.3

Рис. 11.4

Рис. 11.5

Рис. 11.6

Расчетные формулы и соотношения для определения основных характеристик RC-генераторов сигналов синусоидальной формы приведены в таблице 11.1. Для простоты расчета и упрощения подбора деталей использованы элементы с одинаковыми номиналами. Для вычисления частоты генерации (в Гц) в формулы подставляют значения сопротивлений, выраженные в Омах, емкостей — в Фарадах. Для примера, определим частоту генерации RC-генератора с использованием трехзвенной RC-це-пи положительной обратной связи (рис. 11.5). При R=8,2 кОм; С=5100 пФ (5,1х1СГ9 Ф) рабочая частота генератора будет равна 9326 Гц.

Таблица 11.1

Для того чтобы соотношение резистивно-емкостных элементов генераторов соответствовало расчетным значениям, крайне желательно, чтобы входные и выходные цепи усилителя, охваченного петлей положительной обратной связи, не шунтировали эти элементы, не влияли на их величину. В этой связи для построения генераторных схем целесообразно использовать каскады усиления, имеющие высокое входное и низкое выходное сопротивления.

На рис. 11.7, 11.9 приведены «теоретическая» и несложная практическая схемы генераторов с использованием двойного Т-моста в цепи положительной обратной связи.

Генераторы с мостом Вина показаны на рис. 11.8, 11.10 [Р 1/88-34]. В качестве УНЧ использован двухкаскадный усилитель. Амплитуду выходного сигнала можно регулировать потенциометром R6. Если требуется создать генератор с мостом Вина, перестраиваемый по частоте, последовательно с резисторами R1, R2 (рис. 11.2, 11.8) включают сдвоенный потенциометр. Частотой такого генератора можно также управлять, заменив конденсаторы С1 и С2 (рис. 11.2, 11.8) на сдвоенный конденсатор переменной емкости. Поскольку максимальная емкость такого конденсатора редко превышает 500 пФ, удается перестраивать частоту генерации только в области достаточно высоких частот (десятки, сотни кГц). Стабильность частоты генерации в этом диапазоне невысока.

Рис. 11.7

Рис. 11.8

На практике для изменения частоты генерации подобных устройств часто используют переключаемые наборы конденсаторов или резисторов, а во входных цепях применяют полевые транзисторы. Во всех приводимых схемах отсутствуют элементы стабилизации выходного напряжения (для упрощения), хотя для генераторов, работающих на одной частоте или в узком диапазоне ее перестройки, их использование не обязательно.

Схемы генераторов синусоидальных сигналов с использованием трехзвенных фазосдвигающих RC-цепочек (рис. 11.3)

Рис. 11.9

Рис. 11.10

показаны на рис. 11.11, 11.12. Генератор (рис. 11.11) работает на частоте 400 Гц [Р 4/80-43]. Каждый из элементов трехзвен-ной фазосдвигающей RC-цепочки вносит фазовый сдвиг на 60 градусов, при четырехзвенной — 45 градусов. Однокаскадный усилитель (рис. 11.12), выполненный по схеме с общим эмиттером, вносит необходимый для возникновения генерации фазовый сдвиг на 180 градусов. Заметим, что генератор по схеме на рис. 11.12 работоспособен при использовании транзистора с высоким коэффициентом передачи по току (обычно свыше 45…60). При значительном снижении напряжения питания и неоптимальном выборе элементов для задания режима транзистора по постоянному току генерация сорвется.

Рис. 11.11

Рис. 11.12

Рис. 11.13

Звуковые генераторы (рис. 11.13 — 11.15) близки по построению к генераторам с фазосдвигающими RC-цепочками [Рл 10/96-27]. Однако за счет использования индуктивности (телефонный капсюль ТК-67 или ТМ-2В) вместо одного из ре-зистивных элементов фазосдвигающей цепочки, они работают с меньшим числом элементов и в большем диапазоне изменения напряжения питания.

Рис. 11.14

Рис. 11.15

Так, звуковой генератор (рис. 11.13) работоспособен при изменении напряжения питания в пределах 1…15 В (потребляемый ток 2…60 мА). При этом частота генерации изменяется от 1 кГц (ипит=1,5 В) до 1,3 кГц при 15 В.

Звуковой индикатор с внешним управлением (рис. 11.14) также работает при 1)пит=1…15 В; включение/выключение генератора производится подачей на его вход логических уровней единицы/нуля, которые также должны быть в пределах 1…15 В.

Звуковой генератор может быть выполнен и по другой схеме (рис. 11.15). Частота его генерации меняется от 740 Гц (ток потребления 1,2 мА, напряжение питания 1,5 В) до 3,3 кГц (6,2 мА и 15 В). Более стабильна частота генерации при изменении напряжения питания в пределах 3…11 В — она составляет 1,7 кГц± 1%. Фактически этот генератор выполнен уже не на RC-, а на LC-эле-ментах, причем, в качестве индуктивности используется обмотка телефонного капсюля.

Низкочастотный генератор синусоидальных колебаний (рис. 11.16) собран по характерной для LC-генераторов схеме «емкостной трехточки». Отличие заключается в том, что в качестве индуктивности использована катушка телефонного капсюля, а резонансная частота находится в диапазоне звуковых колебаний за счет подбора емкостных элементов схемы.

Рис. 11.16

Рис. 11.17

Другой низкочастотный LC-генератор, выполненный по каскодной схеме, показан на рис. 11.17 [Р 1/88-51]. В качестве индуктивности можно воспользоваться универсальной или стирающей головками от магнитофонов, обмотками дросселей или трансформаторов.

RC-генератор (рис. 11.18) реализован на полевых транзисторах [Рл 10/96-27]. Подобная схема используется обычно при построении высокостабильных LC-генераторов. Генерация возникает уже при напряжении питания, превышающем 1 В. При изменении напряжения с 2 до 10 6 частота генерации понижается с 1,1 кГц до 660 Гц, а потребляемый ток увеличивается, соответственно, с 4 до 11 мА. Импульсы частотой от единиц Гц до 70 кГц и выше могут быть получены изменением емкости конденсатора С1 (от 150 пФ до 10 мкФ) и сопротивления резистора R2.

Рис. 11.18

Представленные выше звуковые генераторы могут быть использованы в качестве экономичных индикаторов состояния (включено/выключено) узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности, светоизлучающих диодов, для замены или дублирования световой индикации, для аварийной и тревожной индикации и т.д.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Детали

Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V. Лампа накаливания Н1 — миниатюрная, на напряжение 13,5V и ток 0,068 А. Можно применить и другую лампу на напряжение не ниже 12V и не бопее 30V и ток не более 0,1 А.

Трансформатор питания Т1 используется готовый, от сетевого адаптера с выходным напряжением 12V. У него переменное напряжение на вторичной обмотке около 9V. В принципе, подойдет любой трансформатор с выходным напряжением около 8-10V и на выходной ток не ниже 0,1 А.

Как умощнить выход

Генератор предполагался для работы на низкоомную нагрузку в несколько Ом. Разумеется ни один маломощный ОУ не сможет выдать необходимый ток.

Для умощнения, на выходе генератора разместился повторитель на TDA2030. Все вкусности такого применения этой микросхемы описаны в статье Схема повторителя напряжение на ОУ. Мощный повторитель напряжения на TDA2030.

А вот так собственно выглядит схема всего синусоидального генератора с усилителем напряжения и повторителем на выходе:

Генератор синуса на мосту Вина можно собрать и на самой TDA2030 в качестве ОУ. Все зависит от требуемой точности и выбранной частоты генерации.

Если нет особых требований к качеству генерации и требуемая частота не превышает 80-100 кГц, но при этом предполагается работа на низкоомную нагрузку, то этот вариант вам идеально подойдет.

Дополнительное усиление

Генератор синуса был собран на сдвоенном ОУ, и половина микросхемы осталась висеть в воздухе. Поэтому логично задействовать ее под регулируемый усилитель напряжения. Это позволило перенести переменный резистор из дополнительной цепи ОС генератора в каскад усилителя напряжения для регулировки выходного напряжения.

Применение дополнительного усилительного каскада гарантирует лучшее согласование выхода генератора с нагрузкой. Он был построен по классической схеме неинвертирующего усилителя.

Указанные номиналы позволяют изменять коэффициент усиления от 2 до 5. При необходимости номиналы можно пересчитать под требуемую задачу. Коэффициент усиления каскада задается соотношением:

K=1+R2/R1

Резистор R1 представляет из себя сумму последовательно включенных переменного и постоянного резисторов. Постоянный резистор нужен, чтобы при минимальном положении ручки переменного резистора коэффициент усиления не ушел в бесконечность.

Автоколебательные транзисторные приборы

Генератор на транзисторе разделяют на несколько видов:

  • по частотному диапазону выдаваемого сигнала;
  • по типу выдаваемого сигнала;
  • по алгоритму действия.

Частотный диапазон принято подразделять на следующие группы:

  • 30 Гц-300 кГц – низкий диапазон, обозначается нч;
  • 300 кГц-3 МГц – средний диапазон, обозначается сч;
  • 3-300 МГц – высокий диапазон, обозначается вч;
  • более 300 МГц – сверхвысокий диапазон, обозначается свч.

Так подразделяют диапазоны радиолюбители. Для звуковых частот используют промежуток 16 Гц-22 кГц и тоже делят его на низкие, средние и высокие группы. Эти частоты присутствуют в любом бытовом приёмнике звука.

Следующее разделение – по виду выдаваемого сигнала:

  • синусоидальный – происходит выдача сигнала по синусоиде;
  • функциональный – на выходе у сигналов появляется специально заданная форма, например, прямоугольная или треугольная;
  • генератор шума – на выходе наблюдается равномерный диапазон частот; диапазоны могут быть различны, в зависимости от нужд потребителя.

Транзисторные усилители различаются по алгоритму действия:

  • RC – основная область применения – низкий диапазон и звуковые частоты;
  • LC – основная область применения – высокие частоты;
  • Блокинг-генератор – используется для производства сигналов-импульсов с большой скважностью.


Деление частот

Мост Вина и операционный усилитель

Сам по себе мост Вина не является генератором сигнала. Для возникновения генерации его следует разместить в цепи положительной обратной связи операционного усилителя. Такой автогенератор можно построить и на транзисторе. Но использование ОУ явно упростит жизнь и даст лучшие характеристики.

Замена переменного резистора постоянными

Теперь о подстроечном резисторе. Изначально в качестве резистора R5 был применен многооборотный подстроечный резистор на 470 Ом. Он позволял точно регулировать величину выходного напряжения.

Использование переменного резистора в подобных цепях нежелательно по двум основным причинам:

  • ненадежность подвижного контакта
  • наличие у многооборотных подстроечных резисторов паразитной индуктивности, которая может отрицательно сказаться на качестве выходного сигнала

При построении любого генератора крайне желательно наличие осциллографа. Переменный резистор R5 напрямую влияет на генерацию — как на амлитуду так и на стабильность.

Для представленной схемы генерация стабильна лишь в небольшом интервале сопротивлений этого резистора. Если соотношение сопротивлений больше требуемого — начинается клиппинг, т.е. синусоида будет подрезаться сверху и снизу. Если меньше — форма синусоиды начинает искажаться, а при дальнейшем уменьшении генерация глохнет.

Так же это зависит от используемого напряжения питания. Описываемая схема исходно была собрана на ОУ LM833 с питанием ±9В. Затем, без изменения схемы, ОУ были заменены на AD8616, а напряжение питания на ±2,5В (максимум для этих ОУ). В итоге такой замены синусоида на выходе подрезалась. Подбор резисторов дал значения 210 и 165 ом, вместо 150 и 330 соответственно.

Коэффициент усиления на троечку

Мост Вина имеет коэффициент пропускания b=1/3. Поэтому условием генерации является то, что ОУ должен обеспечивать коэффициент усиления равный трем. В таком случает произведение коэффициентов пропускания моста Вина и усиления ОУ даст 1. И будет происходить стабильная генерация заданной частоты.

Если бы мир был идеальным, то задав резисторами в цепи отрицательной обратной связи, нужный коэфф усиления, мы бы получили готовый генератор.

Это неинвертирующий усилитель и его коэффициент усиления определяется соотношением: K=1+R2/R1

Но увы, мир не идеален.… На практике оказывается, что для запуска генерации необходимо, чтобы в самый начальный момент коэфф. усиления был немного больше 3-х, а далее для стабильной генерации он поддерживался равным 3.

Если коэффициент усиления будет меньше 3, то генератор заглохнет, если больше — то сигнал, достигнув напряжения питания, начнет искажаться, и наступит насыщение.

При насыщении, на выходе будет поддерживаться напряжение, близкое к одному из напряжений питания. И будут происходить случайные хаотичные переключения между напряжениями питания.

Поэтому, строя генератор на мосте Вина, прибегают к использованию нелинейного элемента в цепи отрицательной обратной связи, регулирующего коэффициент усиления. В таком случае генератор будет сам себя уравновешивать и поддерживать генерацию на одинаковом уровне.

Как подобрать резисторы «на глаз»

В принципе можно оставить и подстроечный резистор. Все зависит от требуемой точности и генерируемой частоты синусоидального сигнала.

Для самостоятельного подбора следует, в первую очередь, установить подстроечный резистор номиналом 200-500 Ом. Подав выходной сигнал генератора на осциллограф и вращая подстроечный резистор дойти до момента когда начнется ограничение.

Затем понижая амплитуду найти положение, в котором форма синусоиды будет наилучшей.Теперь можно выпаять подстроечник, замерить получившиеся величины сопротивлений и впаять максимально близкие значения.

Если вам требуется генератор синусоидального сигнала звуковой частоты, то можно обойтись и без осциллографа. Для этого, опять таки, лучше дойти до момента когда сигнал, на слух, начнет искажаться из-за подрезания, а затем убавить амплитуду. Убавлять следует до тех пор пока искажения не пропадут, а затем еще немного. Это необходимо т.к. на слух не всегда можно уловить искажения и в 10%.

Видео


Кофе капсульный Nescafe Dolce Gusto Капучино, 3 упаковки по 16 капсул

1305 ₽ Подробнее


Кофе в капсулах Nescafe Dolce Gusto Cappuccino, 8 порций (16 капсул)

435 ₽ Подробнее

Умные розетки

Генератор звуковой частоты » Схемы электронных устройств

Генератор звуковой частоты 
Генератор, о котором идет речь интересен тем, что весь перекрываемый диапазон 20 гц … 20 кгц перекрывается при помощи одного сдвоенного резистора без переключателей поддиапазонов. Кроме синусоидального сигнала генератор вырабатывает и прямоугольные импульсы. Как известно для возникновения генерации в усилителе с коэффициентом усиления более единицы необходимо соединить его вход и выход через цель, обеспечивающую сдвиг фаз на К360°, причем К может быть равно любому целому числу, включая 0.
Если за основу взять схему фазосдвигающего каскада показанную на рисунке 1А, то для получения необходимого сдвига нужно включить последовательно две таких каскада потому что каждый из них создает сдвиг на -90°, и дополнительный инвертор, обеспечивающий сдвиг на 180°.

Характеристики генератора:

1. Напряжение питания +-6…15В.
2. Диапазон частот 0,02…20 кГц.
3. Коэффициент гармоник 1В.
5. Выходное сопротивление 600ом.

В результате получается сдвиг -360гр. В тоже время если в качестве второго каскада использовать схему показанную на рисунке 1В, обеспечивающего сдвиг фазы на +90°, и включить их как показано на рисунке 1В, дополнительно охватив каскады общей ОС, инвертор не понадобится.

Принципиальная схема генератора на основе такой схемы показана на рисунке 2. Амплитуда колебаний стабилизируется нелинейным делителем на резисторе R21 и цели из диодов VD1-VD6. Для получения прямоугольных импульсов служит формирователь импульсов на транзисторах VT1 и VT2, охваченный ПОС.

В процессе настройки нужно отключить конденсатор С1, а ползунок переменного резистора R20 установить в положение максимального сопротивления, а ползунки R21 и R22, соответственно в левое и верхнее по схеме положения. Затем подключите к выходу генератора осциллограф и включите питание.

На экране должен быть виден периодический сигнал с частотой около 20 кгц с амплитудой, равной напряжению питания. Подстройкой R21 добиваются уменьшения амплитуды до 1,5В. И после этого подбирают С1 таким образом, чтобы этот уровень поддерживался постоянным (или почти постоянным) во всем диапазоне частот. В последнюю очередь настраивают формирователь импульсного сигнала, подстраивая R23 таким образом, чтобы сигнал был прямоугольным во всем диапазоне частот.

Отградуировать прибор можно любым способом, например при помощи частотомера, или по сигналу образцового генератора по нулевым биениям.

В схеме использованы два операционных усилителя К140УД6. Резисторы и конденсаторы любого типа, малогабаритные. Источник питания должен быть стабилизированным.

Конструктивно прибор можно выполнить любым способом. Отсутствие большого числа коммутирующих переключателей, по сравнению с генератором по традиционной схеме, позволяет прибор смонтировать в одном корпусе с низкочастотным частотомером.

При этом на приборной панели прибора требуется установка только регуляторов частоты и амплитуды (делитель можно сделать выносным). Роль шкалы при этом может выполнять табло частотомера, а резистор для настройки желательно снабдить редуктором.



Схема генератора частоты с работой и ее типы

Генератор частоты

Генератор частоты представляет собой один из типов электронных устройств, используемый клиническими исследователями и практикующими врачами в качестве исследовательского инструмента для воздействия на организм человека при внесении изменений в химическое вещество с помощью звука. волны или биочастоты. Принцип работы генератора частоты — симпатический резонанс. Например, если есть два одинаковых объекта и один из них вибрирует, то остальные объекты начнут вибрировать. Подобно тому, как волна может вызвать резонанс в хрустальном стакане и разрушить камни в почках, можно использовать ультразвук. Многие исследователи считают, что можно создать частоту, которая активирует работу органов, паразитов и вирусов, что приводит к их удалению из организма человека. В этой статье дается обзор схемы генератора частоты и ее работы.

Что такое генератор частоты?

Генератор частоты — это электронное устройство, которое используется для поражения электрическим током отдельных организмов с помощью синхронометра для определения частоты конкретного организма.

Схема цепи генератора частоты

Схема цепи генератора высокочастотных сигналов показана ниже. Эта схема состоит из различных электрических и электронных компонентов.

Схема генератора частоты

Основная функция этой схемы генератора частоты — генерировать синусоидальную, прямоугольную или треугольную волну путем программирования входов контактов A0 и A1.

  • Если входы контактов A0 и A1, то генерируется сигнал
  • Если входы вывода X1, то генерируется синусоидальная волна
  • Если входы контактов равны 00, то он генерирует прямоугольную волну
  • Если входы контактов равны 10, генерируется треугольная волна.

Поток тока в вышеуказанной цепи может управлять частотой. Если мы отсоединим 20k RIN от контакта 1 (REF) и подключим его к ЦАП, то мы сможем управлять частотой с помощью цифровых помех или микроконтроллера. p фазового компаратора, который соответствует синхронизированному выходу (вывод 14 MAX038) и эталонному сигналу CLK от кварцевого резонатора. Этот чип генератора формы сигнала частоты весьма интересен, поскольку он может производить 0,1 Гц-20 МГц, широкая рабочая частота, как оценивается для каждого генератора сигналов.

Типы генераторов частоты

Существуют различные типы генераторов частоты для различных применений. Как правило, ни один инструмент не подходит для всех возможных приложений. Обычно эти генераторы представляли собой встроенные аппаратные блоки, но со времен мультимедийных ПК также были доступны программируемые генераторы тона с гибким программным обеспечением. Схемы генератора частоты используются для тестирования, проектирования, ремонта электронных устройств, устранения неполадок, а также используются как художественные.

Генератор звуковых частот

Генератор звуковых частот представляет собой один из видов генераторов частот и активный генератор сигналов. Всякий раз, когда на вход схемы подается положительный импульс, на выходе появляется модулированный сигнал звуковой частоты. Схема сигнала этой схемы такая же, как чириканье птицы. Ширина импульса сигнала активации должна быть миллисекундами. Напряжение питания составляет от 9В до 20В. Генератор звуковой частоты потребляет ток 2 мА или ниже. Эту схему можно превратить в генератор сигналов азбуки Морзе, заменив конденсатор С1 на конденсатор емкостью 0,1 мкФ.

Генератор звуковых частот

Цифровой генератор частот

В цифровом генераторе частот цифровая часть состоит из сумматора, регистра сдвига, 1M бит EPROM и защелки. Сдвиговый регистр уменьшает потребность в выводах порта в блоке микроконтроллера с 33-контактного до 3-контактного. Он также синхронизирует входные данные от блока микроконтроллера с работой сумматора.

Цифровой генератор частоты

Выход сумматора подключается как обратная связь к самому себе через защелку. Таким образом, выходное значение защелки улучшается на значение сдвигового регистра в каждом цикле CLK. Значение регистра также используется как адрес для EPROM. Эта СППЗУ состоит из таблицы, которая позволяет изменить значение защелки на амплитуду сигнала o/p. В принципе, любой сигнал можно сохранить и затем воспроизвести.

Точность получаемой частоты определяется на низких частотах точностью генератора, а на высоких частотах — дрожанием, которое вызвано раздельной природой сумматора и таблицы. Амплитудная модуляция и частотная модуляция основаны на программном обеспечении DDS в MCU. Поскольку синус считывается из справочной таблицы размером 16 КБ (сначала младший значащий бит), начиная с H01000, вы можете заменить его любым другим типом сигнала.

Характеристики цифрового генератора частоты

К основным характеристикам цифрового генератора частоты относятся следующие:

  • 16-битное цифро-аналоговое преобразование, дает четкий знак до 2 мегагерц с 4-кратной дискретизацией
  • Фильтр Баттерворта 2,5 мегагерца 9-го порядка
  • 32-битный сумматор дает шаг настройки 0,0037 Гц при работе на частоте 16 мегагерц
  • Частотная модуляция и амплитудная модуляция:
  • Микроконтроллер включает программное обеспечение DDS
  • Модуляция синусоидальным, треугольным и пилообразным сигналами
  • 24-разрядный сумматор
  • приводит к шагу изменения 0,0003 Гц при частоте модуляции 5,3 кГц и шагу изменения 0,0005 Гц при работе с частотой 8,9 кГц для AM
  • Модуляция с 12 битами для амплитудной модуляции и 16 битами для частотной модуляции
  • Фильтр Баттерворта 4-го порядка 2 кГц для АМ-сигнала
  • Выходное напряжение может регулироваться от 0 до +/-12 В
  • Выходное смещение может регулироваться от 0 до +/-8 В
  • Автономная работа этого генератора частоты
    Дистанционное управление через RS232

Итак, это все о том, что такое генератор частоты, схема генератора частоты и виды генератора частоты. Мы надеемся, что вы лучше поняли эту концепцию. Кроме того, любые вопросы, касающиеся этой темы или проектов в области электротехники и электроники, дайте свои ценные предложения, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вопрос к вам, каковы применения схемы генератора частоты

  Фото:

  • Генератор частоты gb4000
  • Схема генератора частотыЭлектросхема
  • Генераторы звуковых частотsunequipco
  • Цифровой генератор частоты aliimg

Генератор аудиофункций обеспечивает три одновременных прямоугольных, треугольных и синусоидальных сигнала

Этот простой, надежный и недорогой генератор сигналов, основанный на микросхеме усилителя мощности LM386, обеспечивает три сигнала аудиодиапазона с тремя различными одновременными выходами на одинаковая частота: квадрат/прямоугольник (SQW), треугольник (TRG) и синусоидальный (SS).

Каждый выход может управлять такими нагрузками, как длинные кабели, трансформаторы, автотрансформаторы, аудиоразветвители или активные громкоговорители. Амплитуда каждого выхода может регулироваться независимо. Выходы могут быть подключены к земле, источнику питания или между ними на короткое время без повреждений.

Генератор полезен для проверки электрических или звуковых установок, звуковых или сетевых трансформаторов и подобных компонентов. Рекомендуемая максимальная нагрузка для каждого выхода составляет 8 Ом, но с меньшим сопротивлением также можно работать при некотором снижении выходной мощности. Для дополнительного удобства пользователь может переключать выходной триплет между двумя частотами.

Упрощенная блок-схема показывает, что IC1 работает как генератор прямоугольных импульсов с частотой, определяемой в основном резисторами R1 и C1 (рис. 1) . Сигнал в точке А имеет приблизительно треугольную форму с амплитудой около 0,35 В от пика до пика и шиной питания +9 В.

1. На блок-схеме показано, как три маломощных аудиоусилителя (LM386) сконфигурированы для реализации генератора тройной формы волны. на одной из двух выбираемых частот.

Треугольный сигнал поступает на усилитель IC2 через потенциометр P1. Он также направляется на фильтр нижних частот (LPF) или полосовой фильтр (BPF). Качество этого фильтра определяет качество синусоидального сигнала, который усиливает IC3.

Частота ФНЧ на уровне 3 дБ должна быть равна или ниже частоты треугольного сигнала в точке А. В случае полосового фильтра центральная частота или резонансная частота должны быть примерно равны частоте сигнала в той же точке. точка. В простейшем случае это могут быть RC-фильтры нижних частот второго порядка, RC-полосные, LC-полосовые или LC-фильтры нижних частот. IC3 усиливает синусоидальный сигнал в точке B после потенциометра P2.

IC2 и IC3 используются с коэффициентом усиления 200. Это может привести к трапециевидным сигналам на выходах TRG и SS, когда входные сигналы слишком велики и усилители насыщены. Если это проблема, то коэффициенты усиления IC2 и IC3 можно установить примерно равными 50, как описано в описании IC.

Фактическая схема генератора построена на трех микросхемах LM386. Он выдает две частоты, выбираемые с помощью двухполюсного двухпозиционного переключателя S1 (рис. 2) . Когда переключатель находится в положении 1, частота составляет 1 кГц. В положении 2 это 500 Гц. Подстроечный потенциометр P1 используется для точной настройки номинальной частоты 1 кГц, в то время как выход 500 Гц для простоты не регулируется.

2. Частоту одновременных прямоугольных, треугольных и синусоидальных сигналов можно переключать между двумя значениями (здесь 500 Гц и 1 кГц) с помощью переключателя DPDT S1, который выбирает конденсатор для резонансного LC-контейнера.

IC2 усиливает треугольный сигнал из точки A через потенциометр P3. Он также поступает на полосовой LC-фильтр, построенный на C9 (или C10) и L1. Резонансная частота L1/C9 составляет около 500 Гц, а резонансная частота L1/C10 составляет 1 кГц, при этом C10 реализован в виде двух параллельно включенных конденсаторов (0,47 мкФ + 68 нФ). Резонансную частоту F резервуара LC можно аппроксимировать по стандартной формуле F = 1/(2π √LC).

В зависимости от положения ползунка P3 выход TRG будет треугольным или трапециевидным, с максимальной амплитудой, ограниченной источником питания. Сигнал прямоугольной формы доступен на выходах SQW1 (амплитуда не регулируется) и SQW2 (амплитуда регулируется потенциометром P2). Синусоидальный сигнал в точке B подключается через потенциометр P4 для усиления микросхемой IC3. Усиленный сигнал доступен как выход SS.

Внутренний шум выбранного LM386 может быть не указан, поэтому его коэффициент усиления следует минимизировать. Значения R1, R7, R8, R9, P3 и P4 также должны быть минимизированы, чтобы минимизировать шум. Усилитель LM386 доступен из разных источников с некоторыми изменениями в спецификациях, таких как диапазон рабочего напряжения от 4 до 12 В или от 5 до 18 В. Типичная и максимальная выходная мощность зависит от выбранного LM386, а также от рабочего напряжения и импеданс нагрузки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *