Генератор звуковой частоты — Практическая электроника
Что такое генератор звука и с чем его едят? Итак, давайте первым делом определимся со значением слова “генератор”. Генератор – от лат. generator – производитель. То есть объясняя домашним языком, генератор – это устройство, которое производит что-либо. Ну а что такое звук? Звук – это колебания, которые может различить наше ухо. Кто-то пёрнул, кто-то икнул, кто-то кого то послал – все это звуковые волны, которые слышит наше ухо. Нормальный человек может слышать колебания в диапазоне частот от 16 Гц и до 20 Килогерц. Звук до 16 Герц называют инфразвуком, а звук более 20 000 Герц – ультразвуком.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что генератор звука – это устройство, которое излучает какой-либо звук. Все элементарно и просто 😉 А почему бы его нам не собрать? Схему в студию!
Как мы видим, моя схема состоит из:
– конденсатора емкостью 47 наноФарад
– резистора 20 Килоом
– транзисторов КТ315Г и КТ361Г, можно с другими буквами или вообще какие-нибудь другие маломощные
– маленькая динамическая головка
– кнопочка, но можно сделать и без нее.
На макетной пл ате все это выглядит примерно вот так:
А вот и транзисторы:
Слева – КТ361Г, справа – КТ315Г. У КТ361 буква находится посередине на корпусе, а у 315 – слева.
[quads id=1]
Эти транзисторы являются комплиментарными парами друг другу.
А вот и видео:
Частоту звука можно менять, меняя значение резистора или конденсатора. Также частота увеличивается, если повышать напряжение питания. При 1,5 Вольт частота будет ниже, чем при 5 Вольтах. У меня на видео напряжение выставлено 5 Вольт.
Знаете в чем еще прикол? У девчат диапазон восприятия звуковых волн намного больше, чем у парней. Например, парни могут слышать до 20 Килогерц, а девчата уже даже до 22 Килогерц. Этот звук настолько писклявый, что он очень сильно действует на нервы. Что я хочу этим сказать?)) Да да, почему бы нам не подобрать такие номиналы резистора или конденсатора, чтобы девчата слышали этот звук, а парни нет? Прикиньте, сидите вы на парах, врубаете свою шарманку и смотрите на недовольные рожи одногруппниц (классниц). Для того, чтобы настроить прибор, нам конечно понадобится девочка, которая помогла бы услышать этот звук. Не все девчата также воспринимают этот высокочастотный звук. Но самый-самый прикол в том, что невозможно узнать, откуда идет звучание))). Только если что, я вам это не говорил).
⚡️Лабораторный генератор низкой частоты | radiochipi.ru
На чтение 4 мин Опубликовано Обновлено
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.
Для точной установки частоты используется другой самостоятельный прибор – частотомер на основе платы ARDUINO UNO, кстати, выполненный в таком же корпусе. Что касается корпуса, еще в нулевых годах на нашем предприятии как-то раз обновляли компьютерное оборудование и тогда в утиль пошли четыре механических переключателей принтеров «Data transfer switch» (так на них написано). Они древние, еще с тех лет как была Windows 3.11.
В металлических корпусах размерами 150x60x10 см. В общем, очень удобный размер для самодельных приборов. Тогда мне досталось четыре таких. В одном сейчас частотомер на Arduino, в другом регулируемый блок питания, в третьем генератор ВЧ, в четвертом – этот самый генератор НЧ. Схема генератора НЧ показана на рисунке, здесь приводимом. Схема построена на операционном усилителе А1. Это генератор синусоидального сигнала, перестраиваемый по частоте сдвоенным переменным резистором R17 в четырех диапазонах генерации частоты 10-100 кГц, 1-10 кГц, 100-1000 Гц, 10-100 Гц.
Схема построена с мостом Винна в цепи положительной обратной связи операционного усилителя. Сдвоенный переменный резистор регулирует R-составляющую этого моста. С-составляющая состоит из восьми конденсаторов С1-С8, переключаемых галетным переключателем S1 при смене диапазона генерации. А стабилизация коэффициента передачи ОУ выполняется по цепи ООС усилителя с помощью встречно-параллельно включенных диодов VD1, VD2 и резистора R1. Подбором сопротивления этого резистора при налаживании генератора выставляется правильная синусоида на выходе генератора (с минимальными искажениями).
С выхода операционного усилителя генерируемый сигнал поступает на два выхода – разъемы Х1 и Х2. Основным выходом, с которого сигнал подают на исследуемую схему, является разъем Х1. Величину напряжения НЧ на нем можно регулировать переменным резистором R6. И, при необходимости, дополнить еще и делителем на резисторах. Но у меня делителя нет, когда мне нужно получить малый сигнал я на месте паяю делитель на двух резисторах с нужным в данном случае коэффициентом деления.
Второй выход на разъем Х2 служит для контроля частоты при помощи внешнего самостоятельного частотомера. Этот выход не регулируется по амплитуде сигнала. Операционный усилитель питается двух-полярным напряжением около 12V. Для получения этого напряжения используется маломощный силовой трансформатор Т1, предположительно китайского производства. Он при включении первичной обмотки в сеть 220V на вторичной выдает на холостом ходу переменное напряжение 9V.
Обмотка одна, и для получения двух одинаковых по модулю, но разных по значению напряжений используется схема выпрямителя на двух диодах VD3 и VD4 и двух конденсаторах С9 и СЮ. Фактически, это два разных однополупериодных выпрямителя, получающих переменное напряжение от одного источника, – вторичной обмотки трансформатора Т1. Диод VD3 выпрямляет положительную полуволну, а диод VD4 – отрицательную. Так как в электросети переменное напряжение синусоидальное и полуволны симметричные, то на конденсаторах С9 и СЮ выделяются равные по модулю напряжения, но противоположные по полярности.
Вот этим двухполярным напряжением и питается операционный усилитель. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V. Операционный усилитель К140УД608 можно заменить практически любым операционным усилителем общего назначения, например, К140УД6, К140УД7, К140УД708 и др., включая импортные аналоги. Монтаж сделан без применения печатной платы, даже без макетной платы.
Хотя, сначала была мысль собрать на макетке. В передней панели выше указанного металлического корпуса были просверлены необходимые отверстия и установлены все переменные резисторы, разъемы, переключатель и выключатель питания. Трансформатор привинчен на нижней части корпуса. После монтажа конденсаторов прямо на контакты переключателя S1 стало ясно, что удобно будет все собрать «на весу», без каких- либо печатных или других плат.
Радиолюбительские измерения и измерительные приборы. Генераторы специалтных сигналов
Совсем простые вольтметры и не очень. Авометры.
Дальше. | ВНИМАНИЕ НАВИГАЦИЯ! Не закрывайте заглавных страниц подкапталогов, а если это случилось перейдите на «СОДЕРЖАНИЕ» в верхнем или нижнем банерах. |
Простой звуковой генератор — RadioRadar
Простой генератор звуковой частоты собрать совсем несложно. Пригодиться он может для проведения тестирования любых звуковых цепей, к примеру, самодельной аппаратуры, или для игровых/обучающих целей («just-for-fun»). Звук, который будет издавать такой генератор – в большинстве случаев писк. Поэтому такой прибор еще часто называют «пищалкой».
Собрать «пищалку» можно несколькими способами. Опишем два самых простых.
Способ 1 — аналоговый
Схема выглядит так:
Рис. 1. Схема звукового генератора
Требуемые инструменты и материалы:
- Материал для платы – подойдет небольшой кусок фольгированного текстолита.
- Резак.
- 2 комплементарных транзистора типа NPN и PNP. Мощность должна быть совсем небольшой. Примеры таких пар: 2SA1908 — 2SC5100; BD241C -пара BD242C; BC33740 и BC32740 и т.п.
- Конденсатор емкостью от 10 до 100 фарад.
- Маломощный динамик – новый или от любой техники, к примеру, от накладных наушников или слабеньких колонок.
- Кнопка (можно использовать тумблер) – подойдет любая, от фонарика, испорченного джойстика и даже старого тетриса.
- Батарейка – крона или пальчиковая. От мощности батарейки будет зависеть мощность генератора.
- Подстроечный резистор номиналом не более 100-200 кОм.
Первым делом готовим плату – резаком проделываем на ней горизонтальные прорези так, чтобы полученные участки с проводником выполняли роль дорожек, как при травлении. Как альтернативу можно использовать макетную плату (она тоже не требует работы с реагентами, краской и т.п.).
Бывалые радиолюбители определенно смогут собрать такую схему даже без плат, путем простой пайки деталей между собой на весу (в этом случае лучше всего использовать в качестве соединителей провода в изоляционной оплетке).
Компоненты монтируются в любом удобном вам порядке.
Переменный резистор позволит вам «поиграться» с «пищалкой», меняя частоту генерации в определённых пределах (для более сложной генерации звуковых колебаний проектируются более сложные схемы).
Итоговый вариант может выглядеть так.
Рис. 2. Звуковой генератор в сборе
Если в доступе есть двубазовый транзистор (например, как КТ117), то схема становится еще проще.
Рис. 3. Схема с двубазовым транзистором
Способ 1.1 – расширенный для дверного звонка
Если конечной целью использования генератора звука является функционал дверного звонка, то при минимальном количестве исходных элементов можно получить «трели канарейки», собрав схему ниже.
Рис. 4. Схема звукового генератора
Даже ее можно спаять «на весу» без использования печатной или макетной платы.
Способ 2 — с использованием микросхем («цифровой»)
Как бы это ни казалось странным, но простой звуковой генератор можно сделать и из микросхем.
В качестве «простой» микросхемы можно использовать К155ЛА3 (как аналог К555ЛА3 или другие, работающие по логике двух «и-не»).
Фактически, схема представляет собой слегка переделанный генератор тактовых импульсов (ГТИ). Итоговая схема выглядит следующим образом.
Рис. 5. Итоговая схема
Частоты звуковых колебаний здесь могут подстраиваться резистором R1 (второй регулирует величину выходного сигнала) в пределах 500 Гц – 5 кГц.
Все указанные логические элементы (DD1.1-DD1.4) фактически представлены в одном корпусе микросхемы, то есть для сборки вам понадобится только 4 детали (микросхема, 2 резистора и конденсатор).
Способ 2.1 – «странные звуки»
На базе все той же микросхемы, можно сгенерировать целую «какофонию» звуков. Это может быть и мычание быка, и кваканье, и мяуканье, и даже «уканье» кукушки.
Схема будет иметь следующий вид.
Рис. 6. Схема звукового генератора
Добавляются несколько резисторов и транзистор. Получается своего рода симбиоз аналоговой и цифровой схемы.
В качестве микросхемы здесь используется К176ЛА7, однако могут подойти и другие аналоги (например, из серии К561).
Автор: RadioRadar
Схема. Генератор звуковых частот простой
Генератор звуковых частот (ГЗЧ)— совершенно необходимый прибор в лаборатории радиолюбителя, занимающегося звукотехникой. Но не всегда есть возможность купить ГЗЧ заводского изготовления. В таком случае, немного потрудившись, можно собрать схему генератора звуковых частот самому. Предлагаю такой генератор из широко распространенных радиоэлементов.
Схема генератора звуковых частот приведена на рис.1. Данная схема генератора звуковых частот, благодаря использованию слабо нагруженного колебательного контура, обеспечивает малые нелинейные искажения выходного сигнала (не более 0,2%) на 9 фиксированных частотах. Поэтому этот ГЗЧ можно использовать для проверки нелинейности усилителей звуковых частот и другой аппаратуры. Максимальное выходное напряжение составляет 1 В, его можно изменять плавно и ступенями за счет выходного аттенюатора (1:10,1:100 и 1:1000).
Основу схемы генератора звуковых частот составляет генераторный каскад на транзисторе VT1 по схеме с общей базой. Положительная обратная связь, необходимая для возникновения генерации, создается за счет вторичной обмотки контурной катушки L1, которая заводится в цепь эмиттера VT1. Резисторы R3…R20 в эмиттере VT1 создают отрицательную обратную связь (ООС). При достаточно глубокой ООС имеем «мягкое» возбуждение генератора и, в результате, малый коэффициент нелинейных искажений выходного сигнала. Глубина ООС регулируется подстроечными резисторами на каждой фиксированной частоте отдельно. Для этого используется двухплатный галетный переключатель (на 2 направления). Одно направление (SA1.1) переключает емкости колебательного контура, другое (SA1.2) изменяет глубину ООС.
От генератора синусоидальный сигнал подается на выходной аттенюатор через эмиттерный повторитель на VT2, который обеспечивает низкое выходное сопротивление генератора (порядка 600 Ом). С аттенюатора сигнал подается на выходные гнезда ГЗЧ через разделительные конденсаторы С15…С18, что обеспечивает развязку по постоянному току.
При необходимости иметь ГЗЧ только на одну фиксированную частоту (400, 800 или 1000 Гц) переключатель SA1 из схемы исключается, количество конденсаторов и резисторов значительно уменьшается, и ГЗЧ можно собрать в малогабаритном корпусе. Схема такого генератора на частоту 1000 Гц без делителя сигнала на выходе приведена на рис.2.
Перед наладкой генератора все подстроечные резисторы устанавливаются в положение минимального сопротивления. Наладку ГЗЧ необходимо начинать с частоты 1000 Гц, для которой в контуре используется только один конденсатор С4 (рис.1), и точная подстройка частоты по частотомеру (1000±1 Гц) осуществляется с помощью подстроечного сердечника катушки L1. Для остальных частот необходимо подбирать емкость конденсаторов. Емкость конденсаторов, установленных в авторском варианте генератора, приведена в таблице.
При отсутствии частотомера с указанными в таблице конденсаторами ГЗЧ может иметь погрешность ±50 Гц за счет значительного отклонения емкостей конденсаторов от номинала. Желательно применять конденсаторы с допустимым отклонением емкости не более ±5%. Если максимальное выходное напряжение ГЗЧ более 1 В, то необходимо увеличить сопротивление R22.
Наблюдая форму синусоидального сигнала на осциллографе и измеряя коэффициент гармоник с помощью измерителя нелинейных искажений, выставляем подстроечные резисторы в оптимальное положение.
Можно обойтись и без указанных приборов, если использовать для схемы генератора звуковых частот следующюю методику. Устанавливаем подстроечные резисторы в положение максимального сопротивления. При этом генерации не будет ни на одном диапазоне, так как получается глубокая ООС. На каждом диапазоне медленно вращаем ротор подстроечного резистора, уменьшая его сопротивление, и, когда появляется генерация, оставляем его в таком положении. Это пороговое сопротивление обеспечивает синусоидальный сигнал с малым коэффициентом гармоник.
Резистор R23 (R7 на рис.2)— переменный с линейной функциональной характеристикой (типа А). Резистор R1 задает режим работы транзистора VT1 и подбирается в зависимости от его коэффициента h21э.
Катушка L1 выполнена в броневом ферритовом сердечнике типа Б22 (μ=2000) с зазором в виде бумажного кольца толщиной 0,2 мм. Обмотка I содержит 450 витков провода ПЭВ-2 Ø0,16 мм, обмотка II—90 витков Ø0,16 мм. Катушка может иметь и другие данные, но при этом необходимо подобрать емкость контура. К примеру, с броневым ферритовым сердечником Б14 (μ=2000) и обмоткой I из 330 витков ПЭВ-2 Ø0,09 мм и обмоткой II из 84 витков Ø0,09 мм для частоты 1000 Гц емкость контура должна быть 1,47 мкФ.
Транзистор VT1 можно заменить на КТ3102Е, КТ315Е, КТ315Ж, КТ312В, КТ342Б с коэффициентом h21э не менее 100, VT2 — наКТ315, КТ503 с любыми буквами.
Схема генератора звуковых частот собрана в металлическом корпусе размерами 250x80x40 мм. ГЗЧ на одну частоту (рис.2) габаритами значительно меньше (90x50x30 мм).
Комментарий: В общем собрал данный девайс, но только до усиления, хотелось чистой синусоиды. Транс не
мотал — не люблю это взял фабричный ТИМ4(коэф трансформации у него тоже 1:5, но др
параметры не знаю), но на нем удалось получить только частоты от 20 -50 КГц. R1 — тоже
пришлось 6.8 кОм подобрать и надо учитывать, что у транса ток подмагничивания 10 mA, но при
Rэ 10 Ом на низких частотах ток подмагничивания будет больше (у меня было 5 mA при Rэ около
50 Ом), а это нелинейные искажения. Автор так же ошибся — не «заземлил» по переменному току
базу, тем самым не получается полноценная индуктивная трехточка — от базы на землю
электролит стоит поставить, тогда R2 не ослабляет ПОС, а значит значение Rэ при прочих равных
условиях можно взять больше.
Попробую другой транс подобрать и еще поэксперементировать…
Post Views: 2 408
Три схемы простого звукового генератора для телеграфного ключа
Первая схема звукового генератора
Представляю вам схему простого звукового генератора.
Мы видим, что она состоит из конденсатора емкость которого 22 нанофарады, переменного резистора сопротивлением 470 кОм, а также двух транзисторов КТ315 И КТ361. Можно взять любые другие маломощные транзисторы. Также присутствует маленькая динамическая головка. Можно взять электромагнитный излучатель от старой материнской платы.
Транзисторы КТ315 и КТ361. У КТ361 буква находится посередине корпуса, а у КЕ315 слева. Эти транзисторы являются комплементарной парой.
Тон звучания звукового генератора можно менять изменяя сопротивление R1. Напряжение питания схемы 1,5 вольта. Питание схемы можно производить от одной пальчиковой батарейки или от стабилизированного источника питания.
Схему можно собрать на печатной плате. А учитывая то, что детали миниатюрные и их мало можно провести навесной монтаж и заключить его в какую-нибудь маленькую коробочку.
Вторая схема звукового генератора
Схема однотонального звукового генератора выполнена всего на трех деталях. Если считать излучатель, то на четырёх. Питание схемы от 9 вольт, но будет работать и от 3 вольт.
Трансформатор, который используется в схеме, взят от зарядки сотового телефона. Его нужно перемотать. 400 плюс 400 витков. Отвод от середины.
Транзистор КТ 817, но можно использовать и КТ815. Резистор 22кОм. Звукоизлучать от микроволной печи. В этой схеме применен пьезоизлучатель ЗП25.
В качестве источника питания применена батарея “Крона”, но можно взять любой стабилизированный источник питания 9 вольт.
Если последовательно резистору подключить переменный резистор 10 кОм, то можно регулировать тональность звучания.
Всё что вы видите на картинке нужно перенести на печатную плату и заключить в корпус.
Третья схема звукового генератора для телеграфного ключа
В этой схеме используется микросхема-таймер NE555. Схема звукового генератора очень простая и в её сборке не должно быть проблем.
В качестве излучателя можно использовать любой маломощный динамик.
С1 – электролитический конденсатор. Тон звукового излучения можно регулировать с помощью цепочки R C R.
Еще статьи на сайте
Простой генератор звуковой частоты для проверки унч. Генератор звуковых частот схема. Функциональный транзисторный генератор
Нуждаются при настройке в эталонном сигнале постоянной величины. Многие испытывают и настраивают схемы УНЧ просто коснувшись пальцем входа или подав музыкальную мелодию от ПК или смартфона, более продвинутые радиолюбители запускают специальные тестовые программы, но правильнее всего будет собрать маленький и простой малошумящий тестовый генератор, чтобы раз и навсегда решить этот вопрос.
Схема генератора ЗЧ для проверки УНЧ
Схема транзисторного генератора для тестирования УНЧДанная схема представляет собой генератор синусоидальных сигналов с тремя переключаемыми частотами: 300 Гц, 1 кГц, 3 кГц, и благодаря низкому гармоническому искажению — 0,11%, 0,23% и 0,05% соответственно при максимальном выходном напряжении, устройство действительно хорошо работает во время испытаний и измерений параметров усилительных аудиоустройств.
Плата генератора для проверки УНЧ
Выходное напряжение генератора устанавливается в 2-х поддиапазонах 0 — 77,5 мВ и 0 — 0,775 В (RMS). Частоты выбираются с помощью переключателя S1, выходной диапазон напряжений — S2.
Расположение деталей на плате генератора ЗЧ
Калибровка частот на каждом из поддиапазонов выполняется с помощью частотомера и потенциометров R3, R4 и R5. Откалибруйте величину выходного напряжения с помощью милливольтметра.
Осциллограмма сигнала выхода 1
Осциллограмма сигнала выхода 2
Питание схемы возможно от 8 — 15 В. Стабилизатор 78L05 с двумя диодами 1N4148 снижает входное напряжение до 6,2 В. Потребляемый ток около 4,5 мА, поэтому с целью предельного уменьшения шумов и возможности использовать тестер автономно — запитывайте его от батареек (аккумуляторов).
Генератор звуковых частот описание работы схемы |
Генератор звуковых частот схема на транзисторах
Два транзистора — полевой VT1 и биполярный VT2 — включены по схеме составного повторителя, имеющего небольшой коэффициент усиления и повторяющего на выходе фазу входного сигнала. Глубокая отрицательная обратная связь (ООС) через резисторы R7, R8 стабилизирует и усиление, и режим транзисторов.
Но для возникновения генерации нужна еще положительная обратная связь с выхода усилителя на его вход. Она осуществляется через так называемый мост Вина — цепочку из резисторов и конденсаторов R1…R4, С1…С6. Мост Вина ослабляет как низкие (из-за возрастающего емкостного сопротивления конденсаторов С4…С6), так и высокие (из-за шунтирующего действия конденсаторов С1…СЗ). На центральной же часто-те настройки, примерно равной 1/271RC, его коэффициент передачи максимален, а фазовый сдвиг равен нулю. На этой часто-те и возникает генерация.
Изменяя сопротивления резисторов и емкость конденсаторов моста, часто-ту генерации удается изменять в широких пределах. Для удобства пользования выбран десятикратный диапазон изменения частоты сдвоенным переменным резистором R2, R4, а диапазоны частот переключаются (Sla, Sib) конденсаторами C1…С6.
Для перекрытия всех звуковых частот от 25 Гц до 25 кГц достаточно трех диапазонов, но при желании можно добавить и четвертый, до 250 кГц (так сделано у автора). Выбрав несколько большие емкости конденсаторов или сопротивления резисторов, можно сместить диапазон частот вниз, сделав его, например, от 20 Гц до 200 кГц .
Следующий важный момент в проектировании звукового генератора — стабилизации амплитуды выходного напряжения. Для простоты здесь использован самый древний и надежный способ стабилизации — с помощью лампы накаливания. Дело в том, что сопротивление нити лампы возрастает при изменении температуры от холодного состояния до полного накала почти в 10 раз! Малогабаритная индикаторная лампочка VL1 с сопротивлением в холодном состоянии около 100 Ом включена в цепи ООС. Она шунтирует резистор R6, при этом ООС невелика, ПОС преобладает и возникает генерация. По мере роста амплитуды колебаний нить лампы нагревается, ее сопротивление растет, и ООС увеличивается, компенсируя ПОС и тем самым ограничивая рост амплитуды.
На выходе генератора включен ступенчатый делитель напряжения на резис-торах R10…R15, позволяющий получить калиброванный сигнал амплитудой от1 мВ до 1 В . Резисторы делителя распаяны прямо на выводах стандартного пятиштырькового разъема от аудиоаппаратуры. Питание генератор получает от любого источника (выпрямителя, аккумулятора, батареи), часто от того же самого, от которого питается и испытываемое устройство. Напряжение питания на транзисторах генератора стабилизировано цепочкой R11, VD1. Резистор R11 имеет смысл заменить такой же лампой накаливания, как и VL1 (индикаторная телефонная, в «карандашном» исполнении) — это расширит пределы возможных напряжений питания. Потребляемый ток — не более15…20 мА .
В генераторе можно применять детали практически любых типов, но особое внимание надо обратить на качество сдвоенного переменного резистора R2, R4. Автор применил довольно крупный прецизионный резистор от какой-то устаревшей аппаратуры, но подойдут и сдвоенные резисторы от регуляторов громкости или тембра стереоусилителей. Стабилитрон VD1 — любой маломощный, на напряжение стабилизации6,8…9 В .
При налаживании надо обратить внимание на плавность возникновения генерации примерно в среднем положении движка под-строечного резистора R8. При слишком малом его сопротивлении генерация может прекращаться в некоторых положениях ручки установки частоты, а при слишком большом может наблюдаться искажение синусоидальной формы сигнала — ограничение. Следует также измерить напряжение на коллекторе транзистора VT2, оно должно равняться примерно половине напряжения стабилизированного питания. При необходимости подбирают резистор R6 и, в крайнем случае, тип и экземпляр транзистора YT1. В ряде случаев помогает включение последовательно с лампой накаливания VL1 электролитического конденсатора емкостью не менее100 мкФ («плюсом» к истоку транзистора). В заключение резистором R10 выставляют на выходе амплитуду сигнала1 В и градуируют шкалу частоты с помощью цифрового частотомера. Она общая для всех диапазонов.
Особенностью данной схемы звукового генератора является та, что вней все построено на микроконтроллере ATtiny861 и SD карта памяти. Микроконтроллер Tiny861 ссостоит из двух ШИМ-генераторов и благодаря этому способен генерировать качественный звук, а кроме того способен управлять генератором внешними сигналами. Этот генератор звуковых частот можно использовать для проверки звучания высококачественной динамиков или в простых радиолюбительских самоделках типа электронного звонка.
Генератор звуковых частот схема на таймере |
Генератор звуковых частот построен на популярной микросхеме таймере KP1006ВИ1 (почти по стандартной схеме. Частота выходного сигнала около 1000 Гц. Ее можно в большом диапазоне корректировать регулированием номиналов радиокомпонентов С2 и R2. Выходную часто-ту в этой конструкции рассчитывают по формуле:
F = 1,44/(R 1 +2×R 2)×C 2
Выход микросхемы не способен обеспечить большую мощность, поэтому на полевом транзисторе выполнен усилитель мощности.
Генератор звуковых частот на микросхеме и полевом ключе
Оксидный конденсатор С1 предназначен для сглаживания пульсаций блока питания. Емкость СЗ, подключённый к пятому выводу таймера используется для защиты от помех вывода управляющего напряжения.
Подойдет любой стабилизированный, с выходным напряжением от 9 до 15 вольт и током 10 А.
В данной статье описывается простой генератор звуковых частот, проще говоря — пищалка. Схема простая и состоит всего из 5 элементов, если не считать батарейку и кнопку.
Описание схемы:
R1 задает смещение на базу VT1. А с помощью C1 осуществляется обратная связь. Динамик является нагрузкой VT2.
Сборка:
Итак, нам понадобится:
1) Комплементарная пара из 2х транзисторов, то есть один NPN и один PNP. Подойдут практически любые маломощные, например КТ315 и КТ361 . Я использовал то, что было под рукой — BC33740 и BC32740.
2) Конденсатор 10-100нФ, я использовал 47нФ (маркировка 473).
3) Подстроечный резистор около 100-200 кОм
4) Любой маломощный динамик. Можно использовать наушники.
5) Батарейка. Можно практически любую. Пальчиковую, или крону, разница будет только в частоте генерации и мощности.
6) Небольшой кусок фольгированного стеклотекстолита, если планируется делать все на плате.
7) Кнопка или тумблер. Мной была использована кнопка из китайской лазерной указки.
Итак. Все детали собраны. Приступаем к изготовлению платы. Я сделал простенькую плату поверхностного монтажа механическим путем (то есть при помощи резака).
Итак, все готово к сборке.
Сначала монтируем основные компоненты.
Потом впаиваем провода питания, батарейку с кнопкой и динамик.
На видео показана работа схемы от 1.5В батарейки. Подстроечный резистор меняет частоту генерации
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ315Б | 1 | В блокнот | ||
| VT2 | Биполярный транзистор | КТ361Б | 1 | В блокнот | ||
| C1 | Конденсатор | 10-100нФ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 1-200 кОм | 1 |
Радиолюбителям необходимо получать различные радиосигналы. Для этого необходимо наличие нч и вч генератора. Зачастую такой тип приборов называют генератор на транзисторе за его конструктивную особенность.
Дополнительная информация. Генератор тока – это автоколебательное устройство, созданное и используемое для появления электрической энергии в сети или преобразования одного вида энергии в другой с заданной эффективностью.
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.
Изображение на электрических схемах
Для начала рассмотрим получение синусоидального типа сигнала. Самый известный генератор на транзисторе такого типа – генератор колебаний Колпитца. Это задающий генератор с одной индуктивностью и двумя последовательно соединёнными ёмкостями. С помощью него производится генерация требуемых частот. Оставшиеся элементы обеспечивают требуемый режим работы транзистора на постоянном токе.
Дополнительная информация. Эдвин Генри Колпитц – руководитель отдела инноваций «Вестерн Электрик» в начале прошлого века. Был пионером в разработке усилителей сигнала. Впервые произвёл радиотелефон, позволяющий разговаривать через Атлантику.
Также широко известен задающий генератор колебаний Хартли. Он, как и схема Колпитца, достаточно прост в сборке, однако требуется индуктивность с отводом. В схеме Хартли один конденсатор и две последовательно соединённые катушки индуктивности производят генерацию. Также в схеме присутствует дополнительная ёмкость для получения плюсовой обратной связи.
Основная область применения вышеописанных приборов – средние и высокие частоты. Используют для получения несущих частот, а также для генерации электрических колебаний малой мощности. Принимающие устройства бытовых радиостанций также используют генераторы колебаний.
Все перечисленные области применения не терпят нестабильного приёма. Для этого в схему вводят ещё один элемент – кварцевый резонатор автоколебаний. В этом случае точность высокочастотного генератора становится практически эталонной. Она достигает миллионных долей процента. В принимающих устройствах радиоприёмников для стабилизации приёма применяют исключительно кварц.
Что касается низкочастотных и звуковых генераторов, то здесь есть очень серьёзная проблема. Для увеличения точности настройки требуется увеличение индуктивности. Но увеличение индуктивности ведёт к нарастанию размеров катушки, что сильно сказывается на габаритах приёмника. Поэтому была разработана альтернативная схема генератора Колпитца – генератор низких частот Пирса. В ней индуктивность отсутствует, а на её месте применён кварцевый резонатор автоколебаний. Кроме того, кварцевый резонатор позволяет отсечь верхний предел колебаний.
В такой схеме ёмкость не даёт постоянной составляющей базового смещения транзистора дойти до резонатора. Здесь могут формироваться сигналы до 20-25 МГц, в том числе звуковые.
Производительность всех рассмотренных устройств зависит от резонансных свойств системы, состоящей из емкостей и индуктивностей. Отсюда следует, что частота будет определена заводскими характеристиками конденсаторов и катушек.
Важно! Транзистор – это элемент, произведённый из полупроводника. Имеет три вывода и способен от поданного входного сигнала небольшой величины управлять большим током на выходе. Мощность элементов бывает разная. Используется для усиления и коммутации электрических сигналов.
Дополнительная информация. Презентация первого транзистора была проведена в 1947 г. Его производная – полевой транзистор, появился в 1953г. В 1956г. за изобретение биполярного транзистора была вручена Нобелевская премия в области физики. К 80-м годам прошлого века электронные лампы были полностью вытеснены из радиоэлектроники.
Функциональный транзисторный генератор
Функциональные генераторы на транзисторах автоколебания изобретены для производства методично повторяющихся сигналов-импульсов заданной формы. Форма их задаётся функцией (название всей группы подобных генераторов появилось вследствие этого).
Различают три основных вида импульсов:
- прямоугольные;
- треугольные;
- пилообразные.
Как пример простейшего нч производителя прямоугольных сигналов зачастую приводится мультивибратор. У него самая простая схема для сборки своими руками. Часто с её реализации начинают радио электронщики. Главная особенность – отсутствие строгих требований к номиналам и форме транзисторов. Это происходит из-за того, что скважность в мультивибраторе определяется емкостями и сопротивлениями в электрической цепи транзисторов. Частота на мультивибраторе находится в диапазоне от 1 Гц до нескольких десятков кГц. Высокочастотные колебания здесь организовать невозможно.
Получение пилообразных и треугольных сигналов происходит путём добавления в типовую схему с прямоугольными импульсами на выходе дополнительной цепочки. В зависимости от характеристик этой дополнительной цепочки, прямоугольные импульсы преобразуются в треугольные или пилообразные.
Блокинг-генератор
По своей сути, является усилителем, собранным на базе транзисторов, расположенных в один каскад. Область применения узка – источник внушительных, но скоротечных по времени (продолжительность от тысячных долей до нескольких десятков мкс) сигналов-импульсов с большой индуктивной плюсовой обратной связью. Скважность – больше 10 и может доходить до нескольких десятков тысяч в относительных величинах. Наблюдается серьезная резкость фронтов, по своей форме практически не отличающихся от геометрически правильных прямоугольников. Применяются в экранах электронно-лучевых приборов (кинескоп, осциллограф).
Генераторы импульсов на полевых транзисторах
Главное отличие полевых транзисторов – сопротивление на входе соизмеримо с сопротивлением электронных ламп. Схемы Колпитца и Хартли можно собирать и на полевых транзисторах, только катушки и конденсаторы необходимо подбирать с соответствующими техническими характеристиками. В противном случае генераторы на полевых транзисторах работать не будут.
Цепи, задающие частоту, подчиняются таким же законам. Для производства высокочастотных импульсов лучше приспособлен обычный прибор, собранный с использованием полевых транзисторов. Полевой транзистор не шунтирует индуктивность в схемах, поэтому генераторы вч сигнала работают более стабильно.
Регенераторы
LC-контур у генератора можно заменить путём добавления активного и отрицательного резистора. Это регенеративный путь получения усилителя. Такая схема обладает положительной обратной связью. Благодаря этому происходит компенсация потерь в колебательном контуре. Описанный контур называется регенерированным.
Генератор шума
Главное отличие – равномерная характеристика нч и вч частот в требуемом диапазоне. Это означает, что амплитудная характеристика всех частот этого диапазона не будет отличаться. Используются преимущественно в аппаратуре для измерений и в военной отрасли (особенно самолёто,- и ракетостроении). Кроме того, применяют для восприятия звука человеческим ухом – так называемый «серый» шум.
Простой звуковой генератор своими руками
Рассмотрим простейший пример – ревун. Понадобятся всего четыре элемента: плёночный конденсатор, 2 биполярных транзистора и резистор для подстройки. Нагрузкой будет электромагнитный излучатель. Для питания устройства достаточно простой батарейки на 9В. Работа схемы проста: резистор задаёт смещение на базу транзистора. Через конденсатор происходит обратная связь. Резистор для подстройки изменяет частоту. Нагрузка должна быть с высоким сопротивлением.
При всём многообразии типов, размеров и форм исполнения рассмотренных элементов мощных транзисторов для сверхвысоких частот до сих пор не придумано. Поэтому генераторы на транзисторах автоколебания применяют в основном для нч и вч диапазонов.
Видео
В ремонтной и любительской практике для быстрой проверки исправности высокочастотных, низкочастотных радиотехнических цепей и дли обнаружения неисправностей в телевизорах, радиоприемниках н другой аппаратуре можно использовать следующие приборы.
Генератор-пробник на одном транзисторе предназначен для быстрой проверки каскадов усилителей или радиоприемников. Принципиальная схема генератора-пробника изображена на рис. 1. Он вырабатывает импульсное напряжение с амплитудой, достаточной для проверки предоконечных и входных каскадов усиления низкочастотных конструкций.
Рис. 1. Генератор-пробник на одном транзисторе.
Помимо основной частоты на выходе пробника будет большое количество гармоник, что позволяет пользоваться им и для проверки высокочастотных каскадов — усилителей промежуточной и высокой частоты, гетеродинов, преобразователей.
Генерация возникает за счет сильной положительной обратной связи между коллекторной и базовой цепями транзистора. Снимаемый с базовой обмотки трансформатора Тр1 сигнал подается через конденсатор С1 на потенциометр R1, регулирующий выходное напряжение пробника.
Трансформатор намотан на небольшом отрезке ферритового стержня. Обмотка I содержит 2000 витков провода ПЭЛ 0,07, а обмотка II — 400 витков провода ПЭЛ 0,1.
Транзистор типа МП39—МП42. Батарея питания — элемент «332» напряжением 1,5 В или малогабаритный аккумулятор.
Пробник собирается в небольшом футляре (рис. 1б). Для подключения к шасси или общему проводу проверяемой конструкции выводится гибкий монтажный провод с зажимом «крокодил» на конце.
В качестве металлического щупа используется медицинская игла от шприца «Рекорд». На торце футляра устанавливается потенциометр, на ручке которого нанесена риска, позволяющая судить о выходном сигнале.
Генератор-пробник на двух транзисторах без трансформатора
Генератор-пробник на двух транзисторах без трансформатора вырабатывает прямоугольные импульсы и позволяет проверять все каскады усилителя или радиоприемника.
Рис. 2. Генератор-пробник на двух транзисторах.
Причем частоту колебаний можно изменять емкостью конденсатора С1: с увеличением емкости частота понижается. А изменение сопротивления резисторов влияет на форму выходных колебаний: с увеличением R2 и уменьшением R3 нетрудно добиться синусоидальных колебаний на выходе и превратить таким образом пробник в звуковой генератор с фиксированной частотой. Транзисторы, батарея питания и внешнее оформление такие же, как и в генераторе-пробнике на одном транзисторе.
Щуп-генератор радиолюбительский предназначен для проверки исправности высокочастотных и низкочастотных радиотехнических цепей бытовой аппаратуры (радиоприемники, телевизоры, магнитофоны). Принципиальная схема щупа изображена на рис. 3.
Представляет собой мультивибратор, собранный на транзисторах Т1, Т2. Снимаемый сигнал прямоугольной формы, частота колебаний порядка 1000 Гц, амплитуда импульсов не менее 0,5 В. Щуп-генератор собран в пластмассовом корпусе, длина щупа вместе с иглой 166 мм, диаметр корпуса 18 мм.
Питание от одного элемента «316» напряжением 1,5 В. Для включения щупа-генератора необходимо нажать кнопку и острием щупа коснуться проверяемого каскада прибора. Каскады рекомендуется проверять последовательно, начиная от входного устройства.
Рис. 3. Щуп-генератор радиолюбительский.
При исправности проверяемого каскада на выходе будет прослушиваться характерный звук (динамик, телефон) или полоса (кинескоп).
При проверке приборов, не имеющих на выходе динамика или кинескопа, индикатором могут служить высокоомные головные телефоны типа ТОН-2. Категорически запрещается проверять цепи с напряжением выше 250 В. При проверке цепей касаться руками корпуса проверяемого прибора запрещается.
Малогабаритный прибор для обнаружения неисправностей в ТВ
Малогабаритный прибор для обнаружения неисправностей в телевизорах, радиоприемниках и другой бытовой радиоаппаратуре посредством прослушивания звука в динамике проверяемого устройства, наблюдения изображения на экране телевизора или подключения на выход проверяемого устройства другого индикатора (вольтметр, головные телефоны, осциллограф и т. п.).
Прибор позволяет проверять в телевизорах: сквозной канал, канал изображения, канал звука, цепи синхронизации, линейность кадровой развертки; в радиоприемниках: сквозной тракт, канал УПЧ, детектора и УНЧ.
Прибор представляет собой генератор сигнала сложной формы. Низкочастотная составляющая сигнала имеет частоту повторения 200— 850 Гц. Высокочастотная составляющая имеет частоту 5—7 МГц. Указанный сигнал позволяет получать 2—20 горизонтальных полос на экране телевизора и звук в динамике.
Рис. 4. Малогабаритный прибор для обнаружения неисправностей в телевизорах.
Напряжение сигнала на выходе прибора регулируется потенциометром. Прибор питается от батареи «Крона-ВЦ». Потребляемый ток не более 3 мА.
Габаритные размеры прибора без гибкого вывода не более 245 X X 35 X 28 мм. Длина гибкого вывода не менее 500 мм. Масса прибора не более 150 г.
Электрическая схема прибора изображена иа рис. 4, а. Генератор с прерывистым возбуждением выполнен на транзисторе Т1 по схеме с общей базой.
Прерывистое возбуждение генератора обеспечивает наличие в цепи эмиттера цепочки R3, С4. Сигнал на эмиттере транзистора 77 складывается из прерывистого высокочастотного напряжения и напряжения заряда и разряда конденсатора С4.
На транзисторе Т2 выполнен эмиттерный повторитель, служащий для повышения стабильности работы генератора и уменьшения входного сопротивления прибора. Регулировка выходного уровня сигнала производится с помощью потенциометра R5.
Корпус прибора выполнен в виде двух разъемных крышек, изготовленных из ударопрочного полистирола (рис. 4,6). Крышки соединяются с помощью винта и наконечника, который также используется для подключения прибора к проверяемому устройству. В корпусе размещается плата прибора и батарея питания «Крона-ВЦ». К шасси проверяемого устройства прибор подключается зажимом типа «крокодил».
Для определения неисправности усилительных трактов схему проверяют покаскадно, начиная с конца проверяемого тракта. Для этого на вход каскада подают сигнал касанием наконечника прибора, при этом отсутствие сигнала на индикаторе (экран телевизора, динамик, вольтметр, осциллограф, головные телефоны и т. д.) будет свидетельствовать о неисправности каскада.
Для определения нелинейности изображения по вертикали необходимо: получить изображение горизонтальных полос; измерить минимальное и максимальное расстояние между двумя соседними полосами; определить нелинейность по вертикали по формуле:
где Н — нелийность, %; Iмакс — максимальное расстояние между полосами; Iмнннм — минимальное расстояние между полосами. Об устойчивости синхронизации изображения судят по устойчивости горизонтальных полос на экране телевизора.
Следует иметь в виду, что прибор рассчитан на подключение к точкам электрических схем, напряжение которых не превышает 250 В относительно корпуса. Под напряжением понимается сумма постоянного и импульсного напряжений, действующих в схеме.
Генератор звуковых функций своими руками, часть 1
Большинство моих сообщений в блоге связаны с короткими 3-4-часовыми проектами / советами, которые я создаю только для обучения и развлечения. Я подумал, что пришло время разработать что-то более сложное и поделиться своим процессом дизайна в серии сообщений в течение следующих нескольких месяцев.
У меня есть много тестового оборудования в моей домашней лаборатории, от O-осциллографов, генераторов ВЧ сигналов, анализатора спектра, усилителей мощности ВЧ до множества мультиметров и источников питания постоянного тока, но одного элемента, который отсутствует, является простая звуковая функция нижнего уровня. Генератор.Я искал на eBay, и все, что стоило диких, стоило более 200 долларов, и, честно говоря, меня не особо впечатлили их характеристики. Большинство функциональных генераторов за 200 долларов имеют только выходной сигнал синусоидальной волны с коэффициентом нелинейных искажений 1% ……. 1% подходит для большинства случаев, но я только что закончил работу над Jim Williams Wien-Bridge Osc. и смог получить 0,024. Я хочу иметь возможность использовать выход синусоидальной волны для проверки разрешения АЦП и в качестве сигнала основной полосы для радиочастотных проектов, и было бы неплохо иметь очень низкий общий коэффициент гармонических искажений (THD).
Итак, я решил создать свой собственный генератор функций.Большинство генераторов функций DIY, которые я нашел в Интернете, начинаются с подачи осциллятора прямоугольной волны на интегратор, чтобы получить треугольную волну, затем вы подаете треугольную волну в формирователь волны, и вы получаете грубый выходной сигнал синусоидальной волны. Это похоже на проект, который я создал в прошлом году.
Этот метод работает, но синусоидальная волна в форме волны не будет иметь тот низкий коэффициент нелинейных искажений, который я искал, поэтому я использую противоположный подход и начинаю с генератора синусоидальной волны на основе схемы моста Вина с лампой # 327, чтобы получить низкий THD.Затем я введу это в компаратор для получения прямоугольной волны; Затем я использую прямоугольную волну для включения / выключения схемы генератора рампы. Я бы предпочел иметь линейный выход, а не треугольную волну. Схема линейного изменения позволит мне позже поэкспериментировать с различными концепциями одно- и двухканального АЦП.
Ниже представлена блок-схема предлагаемой мной конструкции:
Я добавил выход прямоугольной формы + 3,3 В для подачи на частотомер, поэтому мне не нужно беспокоиться о добавлении дисплея к генератору функций.Я также использую частотомер, который у меня есть для дисплея, а также наличие прямоугольного выходного сигнала + 3,3 В было бы неплохо для любых микропроектов в дальнейшем.
У меня будет Freq. Отрегулируйте Pot, Freq. Переключатель диапазона, потенциометр для регулировки источника линейного тока и потенциометр для регулировки выходной амплитуды. Ниже представлен примерный макет предлагаемой конструкции:
Мне очень нравится компоновка блока измерения источника CEE, поэтому, когда все будет готово, я буду монтировать печатную плату в виде плексигласа сверху и снизу, похожего на внешний вид.
После наброска концептуальных чертежей моим следующим шагом было испытание схемы осциллятора моста Вина, на основе которой я строил всю эту конструкцию. Я создал прототип схемы с переключателем частотного диапазона и потенциометром 10K и был приятно удивлен, увидев, что все работает хорошо.
У меня есть три диапазона частот, выбираемых переключателем: от 16 Гц до 600 Гц, от 160 Гц до 6 кГц и от 1,6 кГц до 60 кГц с потенциометром 10K, который непрерывно регулирует выходную частоту по диапазонам.Единственным недостатком этой реализации на основе лампы является время установления в несколько секунд, необходимое после каждой основной регулировки, чтобы дать лампе время для термической стабилизации…. для меня это приемлемый компромисс, учитывая, что я смогу достичь очень низкого коэффициента нелинейных искажений 0,05% или ниже.
Следующим шагом было создание остальной схемы в LTSPICE, чтобы посмотреть, смогу ли я успешно создать функции прямоугольной волны и линейного изменения.
После полудня игры я остановился на этой трассе.Он хорошо работает в моделировании, и теперь мне нужно его создать и посмотреть, работает ли он на самом деле.
Дополнительные испытания, компоновка печатной платы DesignSpark и создание прототипов в будущем….
Объяснение 10 схем генератора полезных функций
В этом посте мы узнаем, как построить 10 простых, но полезных схем генератора функций, используя IC 4049, IC 8038, IC 741, IC 7400, транзисторы, UJT и т. Д. Для генерации точных прямоугольных волн, треугольников. волны и синусоиды с помощью простых операций переключения.
1) Использование IC 4049
Используя только одну недорогую CMOS IC 4049 и несколько отдельных модулей, легко создать надежный функциональный генератор, который будет обеспечивать диапазон из трех форм волны вокруг звукового спектра и за его пределами.
Целью статьи было создание базового, экономичного генератора частоты с открытым исходным кодом, который легко сконструировать и использовать всеми любителями и профессионалами лабораторий.
Эта цель, несомненно, была достигнута, поскольку схема обеспечивает множество синусоидальных, прямоугольных и треугольных сигналов, а частотный спектр примерно от 12 Гц до 70 кГц использует только одну ИС шестнадцатеричного инвертора CMOS и несколько отдельных элементов.
Без сомнения, архитектура может не обеспечивать эффективность более продвинутых схем, особенно с точки зрения согласованности формы сигнала на повышенных частотах, но, тем не менее, это невероятно удобный инструмент для анализа звука.
Для версии Bluetooth вы можете прочитать эту статью
Блок-схема
Основы работы схемы из показанной выше блок-схемы. Основная часть функционального генератора — это генератор треугольников / прямоугольных импульсов, который состоит из интегратора и триггера Шмита.
Когда на выходе триггера Шмитта высокий уровень, напряжение, возвращаемое с выхода Шмитта на вход интегратора, позволяет выходу интегратора становиться отрицательным, прежде чем он превысит нижний выходной уровень триггера Шмитта.
На этом этапе выход триггера Шмитта является медленным, поэтому небольшое напряжение, возвращаемое на вход интегратора, позволяет ему положительно нарастать до того, как будет достигнут верхний уровень триггера Шмитта.
Выходной сигнал триггера Шмитта снова становится высоким, а выходной сигнал интегратора снова становится отрицательным и т. Д.
Положительная и отрицательная развертки на выходе интегратора представляют собой треугольную форму волны, амплитуда которой вычисляется с помощью гистерезиса триггера Шмитта (т.е. разница между верхним и нижним пределами триггера).
Триггер Шмитта, естественно, представляет собой прямоугольную волну, состоящую из чередующихся состояний высокого и низкого выходного сигнала.
Выходной сигнал треугольника подается на формирователь диода через буферный усилитель, который округляет максимумы и минимумы треугольника для создания сигнала, приближенного к синусоидальному.
Затем с помощью трехпозиционного селекторного переключателя S2 можно выбрать каждую из трех форм сигнала и подать ее на выходной буферный усилитель.
Как работает схема
Полная принципиальная схема функционального генератора CMOS, как показано на рисунке выше. Интегратор полностью построен с использованием КМОП-инвертора N1, а механизм Шмитта включает 2 инвертора с положительной обратной связью. Это N2 и N3.
На следующем изображении показаны детали распиновки IC 4049 для применения в приведенной выше схеме.
Схема работает следующим образом; учитывая, что на данный момент дворник P2 находится в самом нижнем положении, а выход N3 высокий, ток эквивалентен:
Ub — U1 / P1 + R1
проходит через R1 и p1, где Ub указывает напряжение питания и Ut пороговое напряжение N1.
Поскольку этот ток не может пройти на вход инвертора с высоким сопротивлением, он начинает течь в направлении C1 / C2 в зависимости от того, какой конденсатор переключается в линию переключателем S1.
Таким образом, падение напряжения на C1 уменьшается линейно, так что выходное напряжение N1 линейно возрастает до достижения нижнего порогового напряжения триггера Шмитта, как только выход триггера Шмитта становится низким.
Теперь ток, эквивалентный -Ut / P1 + R1 , протекает через R1 и P1.
Этот ток всегда протекает через C1, так что выходное напряжение N1 увеличивается экспоненциально, пока не будет достигнуто максимальное предельное напряжение триггера Шмитта, выходное напряжение триггера Шмитта возрастет, и весь цикл начнется заново.
Для сохранения симметрии треугольной волны (т.е. с одинаковым наклоном как для положительной, так и для отрицательной части формы волны) токи нагрузки и разряда конденсатора должны быть идентичны, то есть Uj, -Ui должны быть идентичны Ут.
Однако, к сожалению, Ut, определяемое параметрами преобразователя CMOS, обычно составляет 55%! Напряжение источника Ub = Ut составляет примерно 2,7 В при 6 В и Ut примерно при 3,3 В.
Эта проблема решается с помощью P2, который требует изменения симметрии. На данный момент примите во внимание, что тайский R связан с положительной линией питания (позиция A).
Независимо от настройки P2 высокое выходное напряжение триггера Шмитта всегда остается 11.
Тем не менее, когда выход N3 низкий, R4 и P2 устанавливают делитель потенциала, так что, в зависимости от конфигурации стеклоочистителя P2, напряжение между 0 В. до 3 В можно было вернуть обратно в P1.
Это гарантирует, что напряжение больше не -Ut, а Up2-Ut. Если напряжение ползунка P2 составляет около 0,6 В, тогда Up2-Ut должно быть около -2,7 В, поэтому токи зарядки и разрядки будут идентичными.
Очевидно, что из-за допуска в значении Ut регулировка P2 должна выполняться в соответствии с определенным функциональным генератором.
В ситуациях, когда Ut составляет менее 50 процентов входного напряжения, может оказаться целесообразным подключение верхней части R4 к земле (положение B).
Можно найти пару частотных шкал, которые будут назначены с помощью S1; От 12 Гц до 1 кГц и от 1 кГц до примерно 70 кГц.
Детальное регулирование частоты задается P1, который изменяет ток заряда и разряда C1 или C2 и, таким образом, частоту, с которой интегратор нарастает и опускается.
Прямоугольный выходной сигнал от N3 отправляется на буферный усилитель через переключатель выбора формы сигнала S2, который состоит из пары инверторов, смещенных как линейный усилитель (подключенных параллельно для повышения эффективности их выходного тока).
Выходной сигнал треугольной волны обеспечивается через буферный усилитель N4, а оттуда переключателем выбора на выход буферного усилителя.
Кроме того, выход треугольника из N4 добавляется в формирователь синуса, состоящий из R9, R11, C3, Dl и D2.
D1 и D2 потребляют небольшой ток примерно до +/- 0,5 вольт, но их разное сопротивление падает за пределы этого напряжения и логарифмически ограничивает максимумы и минимумы треугольного импульса, чтобы создать эквивалент синусоиды.
Выходной синусоидальный сигнал передается на выходной усилитель через C5 и R10.
P4, который изменяет коэффициент усиления N4 и, следовательно, амплитуду треугольного импульса, подаваемого на формирователь синусоиды, изменяет прозрачность синуса.
Слишком низкий уровень сигнала, и амплитуда треугольника будет ниже порогового напряжения диода, и он будет работать без изменений, а при слишком высоком уровне сигнала максимумы и минимумы будут сильно ограничены, тем самым обеспечивая не правильно сформированная синусоида.
Входные резисторы выходного буферного усилителя выбираются таким образом, чтобы все три формы сигналов имели номинальное выходное напряжение от пика до минимума около 1.2 В. Уровень выхода можно изменить через P3.
Процедура настройки
Метод регулировки заключается в простом изменении симметрии треугольника и чистоты синусоиды.
Кроме того, симметрия треугольника идеально оптимизирована путем исследования входной прямоугольной волны, поскольку симметричный треугольник получается, если скважность прямоугольной волны составляет 50% (интервал между отметками 1–1).
Для этого необходимо настроить предустановку P2.
В ситуации, когда симметрия увеличивается, когда дворник P2 перемещается вниз к выходу N3, но правильная симметрия не может быть достигнута, верхняя часть R4 должна быть соединена в альтернативном положении.
Чистота синусоиды изменяется путем регулировки P4 до тех пор, пока форма волны не станет «идеальной», или путем изменения минимального искажения только при наличии измерителя искажений, который необходимо проверить.
Поскольку напряжение питания влияет на выходное напряжение различных форм сигналов и, следовательно, на чистоту синуса, схема должна питаться от надежного источника питания 6 В.
Когда батареи используются в качестве источников питания, их никогда не следует заставлять слишком сильно разряжаться.
КМОП-микросхемы, используемые в качестве линейных схем, потребляют более высокий ток, чем в обычном режиме переключения, и, следовательно, напряжение питания не должно превышать 6 В, иначе ИС может нагреться из-за сильного рассеивания тепла.
Еще один отличный способ построения схемы функционального генератора может быть через IC 8038, как объяснено ниже
2) Схема функционального генератора с использованием IC 8038
IC 8038 — это прецизионный генератор сигналов IC, специально разработанный для создания синусоидальной, квадратной и прямоугольной формы. треугольные формы выходных сигналов за счет минимального количества электронных компонентов и манипуляций.
Его рабочий частотный диапазон может быть определен с помощью 8 частотных шагов, начиная с 0,001 Гц до 300 кГц, путем соответствующего выбора подключенных элементов RC.
Частота колебаний чрезвычайно устойчива независимо от колебаний температуры или напряжения питания в широком диапазоне.
Кроме того, функциональный генератор IC 8038 предлагает рабочий диапазон частот до 1 МГц. Ко всем трем выходным сигналам основной формы сигнала, синусоидальному, треугольному и квадратному, можно одновременно получить доступ через отдельные выходные порты схемы.
Частотный диапазон 8038 можно изменять с помощью внешнего источника напряжения, хотя ответ может быть не очень линейным.Предлагаемый генератор функций также обеспечивает как регулируемую симметрию треугольника, так и регулируемый уровень искажения синусоидальной волны.
3) Функциональный генератор с использованием IC 741
Эта схема функционального генератора на основе IC 741 обеспечивает повышенную универсальность испытаний по сравнению с типичным генератором синусоидального сигнала, давая вместе квадратные и треугольные волны 1 кГц, и это недорогое и очень простое строить. Судя по всему, выходной сигнал составляет примерно 3 В пикап на прямоугольную волну и 2 В среднеквадратичное значение. в синусоиде.Переключаемый аттенюатор может быть быстро включен, если вы хотите более бережно относиться к проверяемой цепи.
Как собрать
Начните набивать детали на печатную плату, как показано на схеме компоновки компонентов, и убедитесь, что полярность стабилитрона, электролитов и микросхем соблюдена правильно.
Как настроить
Чтобы настроить схему простого функционального генератора, просто выполните точную настройку RV1 до тех пор, пока синусоида не окажется немного ниже уровня ограничения. Это дает вам наиболее эффективную синусоиду через осциллятор.Квадрат и треугольник не требуют особых настроек или настроек.
Как это работает
- В этой схеме функционального генератора IC 741 микросхема IC1 сконфигурирована в виде генератора на мосту Вина, работающего на частоте 1 кГц.
- Регулировка амплитуды осуществляется диодами D1 и D2. Выход из этой ИС подается либо на выходной разъем, либо на схему возведения в квадрат.
- Он подключен к SW1a через C4 и является триггером Шмидта (Q1 -Q2).Стабилитрон ZD1 работает как триггер без истеризации.
- Интегратор IC2, C5 и R10 генерирует треугольную волну из входной прямоугольной волны.
4) Простой генератор функций UJT
Однопереходный генератор, показанный ниже, является одним из самых простых генераторов пилы. Два его выхода дают, а именно пилообразную форму волны и последовательность запускающих импульсов. Волна нарастает от примерно 2V (точка впадины, Vv) до максимального пика (Vp). Пиковая точка зависит от источника питания Vs и коэффициента выдержки BJT, который может варьироваться примерно от 0.От 56 до 0,75, при этом 0,6 является обычным значением. Период одного колебания составляет примерно:
t = — RC x 1n [(1 — η) / (1 — Vv / Vs)]
, где «1n» означает использование натурального логарифма. Принимая во внимание стандартные значения, Vs = 6, Vv = 2 и η = 0,6, приведенное выше уравнение упрощается до:
t = RC x 1n (0,6)
Поскольку зарядка конденсатора является инкрементальной, пилообразная величина увеличивается. наклон не линейный. Для многих аудиоприложений это не имеет значения.На рисунке (b) показан зарядный конденсатор через цепь постоянного тока. Это позволяет склону идти прямо вверх.
Скорость заряда конденсатора теперь постоянна, независимо от Vs, хотя Vs по-прежнему влияет на точку пика. Поскольку ток зависит от усиления транзистора, простой формулы для измерения частоты не существует. Эта схема предназначена для работы с низкими частотами и реализована в виде генератора пилообразных колебаний.
5) Использование операционных усилителей LF353
Два операционных усилителя используются для построения точной схемы генератора прямоугольных и треугольных сигналов.В комплект LF353 входят два операционных усилителя с JFET-транзисторами, которые лучше всего подходят для этого приложения.
Частоты выходного сигнала рассчитываются по формуле f = 1 / RC . Схема демонстрирует чрезвычайно широкий рабочий диапазон без каких-либо искажений.
R может иметь любое значение от 330 Ом до примерно 4,7 М; C может иметь любое значение от 220 пФ до 2 мкФ.
Как и в описанной выше концепции, два операционных усилителя используются в следующей синусоидальной схеме генератора косинусоидальной волновой функции.
Они генерируют синусоидальные сигналы почти идентичной частоты, но не совпадают по фазе на 90 °, поэтому выходной сигнал второго операционного усилителя называется косинусоидальной волной.
На частоту влияет набор допустимых значений R и C. R находится в диапазоне от 220k до 10 M; C составляет от 39 пФ до 22 нФ. Связь между R, C и / или немного сложна, так как она должна отражать значения других резисторов и конденсаторов.
Используйте R = 220 кОм и C = 18 нФ в качестве начальной точки, которая обеспечивает частоту 250 Гц.Стабилитроны могут быть маломощными выходными диодами 3,9 В или 4,7 В.
6) Функциональный генератор, использующий TTL IC
Пара логических элементов четырехвходового логического элемента NAND 7400 с двумя входами составляет фактическую схему генератора для этой схемы генератора функций TTL. Кристалл и регулируемый конденсатор работают как система обратной связи на входе затвора U1-a и выходе затвора U1-b. Затвор U1-c функционирует как буфер между каскадом генератора и выходным каскадом U1-d.
Переключатель S1 действует как переключаемый вручную элемент управления затвором для включения / выключения прямоугольного выходного сигнала U1-d на выводе 11.При разомкнутом S1, как указано, прямоугольный сигнал генерируется на выходе, а после закрытия равный сигнал отключается.
Переключатель можно заменить логическим вентилем для цифрового управления выходом. В точке соединения C1 и XTAL1 создается почти идеальная синусоидальная волна от 6 до 8 В от пика до пика.
Импеданс на этом переходе очень высок и не может обеспечить прямой выходной сигнал. Транзистор Q1, настроенный как усилитель с эмиттерным повторителем, обеспечивает высокое входное сопротивление для синусоидального сигнала и низкое выходное сопротивление для внешней нагрузки.
Схема запускает почти все типы кристаллов и работает с частотами кристаллов от менее 1 МГц до более 10 МГц.
Как настроить
Настройка этой простой схемы генератора функций TTL может быть быстро инициирована следующими пунктами.
Если у вас есть осциллограф, подключите его к прямоугольному выходу U1-d на контакте 11 и расположите C1 в центре диапазона, который обеспечивает наиболее эффективную форму выходного сигнала.
Затем наблюдайте за выходным синусоидальным сигналом и отрегулируйте C2 для получения наилучшего вида сигнала.Вернитесь к ручке управления C1 и немного отрегулируйте ее взад и вперед, пока на экране осциллографа не будет получен наиболее здоровый синусоидальный сигнал.
Список деталей
РЕЗИСТОРЫ
(Все резисторы имеют -ватт, 5% единиц.)
RI, R2 = 560 Ом
R3 = 100 кОм
R4 = 1 кОм
Полупроводники
U1 = IC 7400
Q1 = 2N3904 Кремниевый транзистор NPN
Конденсаторы
C1, C2 = 50 пФ, подстроечный конденсатор
C3, C4 = 0,1 мкФ, керамический дисковый конденсатор
Разное
S1 = Тумблер SPST
XTAL1 = Any Crystal (см. text)
7) Схема наилучшего синусоидального сигнала с кварцевым управлением
Следующий генератор сигналов представляет собой двухтранзисторную схему кварцевого генератора, которая работает превосходно, дешево в сборке и не требует катушек или дросселей.Цена зависит в первую очередь от используемого кристалла, так как общая стоимость других элементов вряд ли должна составлять несколько долларов. Транзистор Q1 и несколько смежных частей образуют схему генератора.
Земля для кристалла направляется посредством C6, R7 и C4. В переходе C6 и R7, который имеет довольно малый импеданс, РЧ передается на усилитель эмиттер-повторитель Q2.
Форма волны на переходе C6 / R7 действительно почти идеальная синусоида. Выходной сигнал на эмиттере Q2 имеет амплитуду от 2 до 6 вольт от пика до пика в зависимости от значений добротности кристалла и конденсаторов C1 и C2.
Значения C1 и C2 определяют частотный диапазон цепи. Для кварцевых частот ниже 1 МГц C1 и C2 должны быть 2700 пФ (0,0027 пФ). Для частот от 1 МГц до 5 МГц это могут быть конденсаторы емкостью 680 пФ; и для 5 МГц и 20 МГц. можно применить конденсаторы емкостью 200 пФ.
Вы могли бы попробовать протестировать эти конденсаторы, чтобы получить наилучший синусоидальный выходной сигнал. Кроме того, регулировка конденсатора C6 может влиять на два выходных уровня и общую форму сигнала.
Список деталей
РЕЗИСТОРЫ
(Все резисторы — ватт, 5% единиц.)
R1-R5-1k
R6-27k
R7-270 Ом
R8-100k
КОНДЕНСАТОРЫ
C1, C2 —См. Текст
C3, C5-0,1-пФ, керамический диск
C6-10 пФ до 100 пФ, триммер
ПОЛУПРОВОДНИКИ
Q1, Q2-2N3904
XTAL1 — См. Текст
Цепь генератора с пилообразными зубьями
В пилообразном генераторе В схеме части Q1, D1-D3, R1, R2 и R7 сконфигурированы как простая схема генератора постоянного тока, которая заряжает конденсатор C1 постоянным током.Этот постоянный зарядный ток создает линейно возрастающее напряжение по C1.
Транзисторы Q2 и Q3 устроены как пара Дарлингтона, чтобы протолкнуть напряжение через C1 на выход без нагрузки или искажающих эффектов.
Как только напряжение вокруг C1 увеличивается примерно до 70% от напряжения питания, активируется вентиль U1-a, запускающий выход U1-b на высокий уровень и кратковременное включение Q4; который продолжает гореть, пока конденсатор C1 разряжается.
Это завершает один цикл и запускает следующий.Выходная частота схемы регулируется R7, который обеспечивает нижнюю частоту около 30 Гц и верхнюю частоту около 3,3 кГц.
Диапазон частот можно увеличить, уменьшив значение C1, и уменьшить, увеличив значение C1. Чтобы контролировать пиковый ток разряда Q4. C1 не должен быть больше 0,27 мкФ.
Список деталей
8) Схема функционального генератора с использованием пары микросхем IC 4011
В основе этой схемы фактически лежит генератор моста Вина, который предлагает синусоидальный выходной сигнал.Затем извлекаются квадратные и треугольные формы сигналов.
Генератор моста Вина построен с использованием логических элементов CMOS NAND с N1 по N4, а стабилизация амплитуды обеспечивается транзистором T1 и диодами D1 и D2.
Эти диоды, возможно, должны быть согласованы с набором из двух для минимального искажения. Потенциометр регулировки частоты P1 также должен быть высококачественным стереопотенциометром с дорожками внутреннего сопротивления, спаренными с допуском в пределах 5%.
Предустановка R3 дает возможность регулировки для минимального искажения, и в случае использования согласованных частей для D1, D2 и P1 общее гармоническое искажение может быть ниже 0.5%.
Выходной сигнал генератора моста Вина подается на вход N5, который смещен в свою линейную область и функционирует как усилитель. Логические элементы NAND N5 и N6 совместно усиливают и ограничивают выходной сигнал генератора для генерации прямоугольной волны.
На рабочий цикл формы волны относительно влияют пороговые потенциалы N5 и N6, однако он находится в непосредственной близости от 50%.
Выходной сигнал затвора N6 подается на интегратор, построенный с использованием логических элементов И-НЕ N7 и N8, который согласовывается с прямоугольной волной для получения треугольной формы волны.
Амплитуда треугольной формы сигнала наверняка зависит от частоты, а поскольку интегратор просто не очень точен, линейность дополнительно отклоняется относительно частоты.
На самом деле изменение амплитуды довольно тривиально, учитывая, что функциональный генератор часто используется вместе с милливольтметром или осциллографом, и выходной сигнал можно легко проверить.
9) Схема функционального генератора с использованием LM3900 Norton Op Amp
Чрезвычайно удобный функциональный генератор, который снизит стоимость оборудования, а также стоимость, может быть построен с помощью одного четырехъядерного усилителя Norton IC LM3900.
Если из этой схемы исключить резистор R1 и конденсатор C1, полученная установка будет общей для генератора прямоугольных импульсов с усилителем Norton, с током синхронизации, входящим в конденсатор C2. Подключение интегрирующего конденсатора C1 к генератору прямоугольных импульсов создает на выходе реалистично точную синусоидальную волну.
Резистор R1, который помогает дополнить постоянные времени схемы, позволяет регулировать выходную синусоидальную волну для минимального искажения. Идентичная схема позволяет вам подключить выход синусоидальной волны к стандартному подключению для генератора прямоугольных / треугольных волн, разработанного с двумя усилителями Norton.
Как показано на рисунке, треугольный выход работает как вход для синусоидального усилителя.
Для значений деталей, указанных в этой статье, рабочая частота схемы составляет приблизительно 700 герц. Резистор R1 можно использовать для регулировки наименьшего искажения синусоидальной волны, а резистор R2 можно использовать для регулировки симметрии прямоугольной и треугольной волн.
Четвертый усилитель в четырехъядерном корпусе Norton можно подключить в качестве выходного буфера для всех трех выходных сигналов.
10) Функциональный генератор с использованием IC 566
IC 566 идеально подходит для создания испытательного генератора с помощью его внутреннего генератора, управляемого напряжением (VOC). Схема предназначена для питания отдельных выходов, предлагающих треугольные и прямоугольные волны, а также набор положительных и отрицательных выходов пиковых сигналов. Амплитуда прямоугольного сигнала составляет 5 В пик-пик, остальные формы сигнала — 1,5 В пик-пик. Частота зависит от емкости конденсатора, подключенного к выводу 7 ИС.
Рекомендуется использовать танталовые конденсаторы вместо электролитических. Выходы этого функционального генератора IC 566 созданы для работы с высокоомными нагрузками. В дополнение к оборудованию с низким входным импедансом необходим транзисторный буферный каскад.
Генератор функции точечной синусоиды
На следующем рисунке показана схема, в которой в качестве интегратора используется микросхема IC 7556.
Когда на интегратор подается сигнал прямоугольной формы от таймера, он преобразует его в сигнал треугольной формы.Когда треугольный сигнал подается на другой интегратор, он преобразуется в синусоидальную волну. С помощью очень простой схемы этот метод можно использовать для создания довольно чистой синусоидальной волны заданной частоты. В этой версии все три основные формы волны — квадрат, треугольник и синусоида — генерируются с почти одинаковыми размахом напряжения. Амплитуда синусоиды, размах 3 В при напряжении питания 9 В, почти сравнима со среднеквадратичным значением 1 В, что является полезной величиной для тестирования звука.
Цель этого точечного синусоидального генератора состоит в том, чтобы на всех трех выходах было примерно одинаковое выходное напряжение, чтобы другие схемы можно было быстро проверить на чувствительность к различным формам сигналов. При размахе напряжения, равном одной трети напряжения питания, треугольная волна определяет начальное значение.
Прямоугольная волна изначально имеет значение напряжения питания, поскольку оно меняется от шины к шине, хотя она ослабляется почти до требуемого значения с помощью двух резисторов R4 и R5.Эти два резистора можно удалить, если в них нет необходимости. Вход lC2b, второго интегратора, связан с треугольной волной.
Из-за входных напряжений и токов смещения, выход интегратора может окончательно дрейфовать в направлении одной из шин питания, если не используется какая-либо форма обратной связи по постоянному току. Следовательно, lC2b связан по переменному току с входным сигналом через C4, а большой резистор обратной связи R8 поддерживает правый выходной уровень постоянного тока. Уровни этих двух компонентов достаточны для предотвращения искажения сигнала на рабочей частоте.Настройки R7 и C5 регулируют выходную амплитуду до желаемого уровня примерно одной трети размаха напряжения питания. частота определяется. по формуле:
f = 1 / 1,333 x R6 x C5
Этот метод дает довольно хороший синусоидальный сигнал с единственным недостатком, заключающимся в том, что частота не может быть легко изменена. Любое изменение входной частоты второго интегратора потребует изменения значений RT и C5, чтобы сохранить правильную выходную амплитуду синусоиды, и быстрого метода для этого не существует.
Beavis Audio Research
Создание тональных генераторов из CMOS Logic
В мире синтезаторов DIY люди возятся с простые логические микросхемы CMOS для создания всего из генераторы в секвенсоры.CMOS (бесплатно Metal Oxide Semiconductor) были прогресс в логических микросхемах, который устранил большинство из недостатков старых TTL (транзисторных Transistor Logic) части.
Чипы CMOS недорогие, их легко найти и легко использовать.В этой статье представлена прикладная нагрузка схем генерации звука CMOS для вашего развлечение.
Как звучат синтезаторы CMOS?
В своей простейшей форме эти схемы генерируют цифровые прямоугольные звуки. Они не Hi-Fi и вообще лишены таких удобств, как конверты.Однако, комбинируя различные генераторы CMOS, с помощью нескольких других логических приемов вы можете создать сложные формы волны, которые решительно lofi, шероховатый и похожий на дрон.
Основы микросхемы
Для наших экспериментов мы будем использовать пару основные фишки:
- 40106 Шестнадцатеричный инвертирующий триггер Шмитта: Эта микросхема содержит 6 отдельных триггеров Шмитта триггеры.Триггер Шмитта — компаратор схема, включающая положительную обратную связь. Это означает, что когда высокий сигнал (положительное напряжение, обозначенное как ‘1’) равно применяется к входному контакту, выходной контакт генерирует низкий сигнал (напряжение заземления определяется как ‘0).Эта простая схема может быть подключенным к паре резистор / конденсатор к быстро включить и выключить. Когда частота этого включения / выключения находится в слышимом диапазона, мы слышим прямоугольный сигнал.
- 4040 Двоичный счетчик / делитель: Это простая логическая микросхема принимает входной прямоугольный сигнал и генерирует колебания на 8 выходах с частота, связанная с входной частотой.Q1 генерирует частоту в четверть от частота входной прямоугольной волны, Q2 генерирует восьмую и так далее до Q12. Это позволяет нам использовать октавы частоты.
- 4051 Восьмиканальный аналоговый Мультиплексор / демультиплексор: Состояние напряжения трех адресов контакты A, B и C определяют, какой из восемь каналов подает свое напряжение на общий соединительный штифт.
Примечание: Все схемы на этом сайте используют следующие обозначения для конусов потенциометров: A = Логарифмический, B = линейный
Эксперимент 1: нестабильный мультивибратор
Что за хрень нестабильный мультивибратор? это просто осциллятор, который мы настроим так, чтобы из тона в заданном диапазоне.Подайте 5-9 вольт постоянного тока. к контакту 14 подключите контакт 7 к земле. Затем подключите конденсатор и потенциометр, как показано на схематический. Значения конденсатора и потенциометром определить частотный диапазон — I выбрал значения, которые дают хороший диапазон в пределах слышимые частоты. Горшок B10K регулирует частота.
Эксперимент 2: сигнал линейного выхода и регулировка громкости
Эта версия добавляет развязывающий конденсатор C2, a делитель напряжения (R1 + R2) и регулятор громкости. Это снижает производительность до более высокого уровня. подходит для подключения к входам линейного уровня, например, аудиоусилитель.
Эксперимент 3: простой низкочастотный осциллятор (LFO)
Вот простой LFO, который можно использовать для управлять другими схемами, такими как эффекты модуляции.
Эксперимент 4: простой LFO со светодиодным индикатором скорости
Здесь мы добавляем переключающий транзистор NPN C2 в качестве развязывающий колпачок, диод D1, светодиод и ток ограничивающий резистор (R1) для визуального индикация работы LFO.
Эксперимент 5: Генератор с регулируемым режимом работы Цикл
Эта модификация Simple Oscillator добавляет дополнительный горшок и диод для управления Duty Цикл, или количество времени, потраченное на вывод одного сторона прямоугольной волны.Результат больше интересная вариация тона на выходе.
Эксперимент 6: Двойной осциллятор
Здесь мы берем выход одного осциллятора и подайте его на вход второго генератора. Диод D1 предохраняет второй генератор от обратной связи. в генератор один.
Эксперимент 7: Смешивание с диодами
Здесь мы берем выход двух независимых генераторы и смешайте их вместе.
Если вы просто соедините оба выхода вместе, вы отключит звук.Это потому, что выходной сигнал каждого генератора будет возвращен в ввод, тем самым создавая хаос и другие нефункциональное поведение. Чтобы решить эту проблему, вам нужно изолировать выходной сигнал от входного сигнал.
Это можно сделать с помощью резистивного смесителя (просто поставить два резистора, должно работать 33кОм, на выходы) или используйте диодное смешение, как показано здесь.
Резистивное микширование просто ослабит звук но не изменит своего характера. Диодное смешение действует как полуволновой выпрямитель и создает очень интересная вариация на стандартном квадрате волновой звук.
Давайте создадим что-нибудь забавное
В нашем первом эксперименте с гибким тоном генератор, давайте посмотрим на Гетеродин Космический исследователь.Этот дизайн состоит из четырех 40106 прямоугольных генераторов. Питания напряжение можно понизить с помощью VR1 для создания голодные звуки, поскольку каждый осциллятор конкурирует за Напряжение. Каждый выходной каскад подключается к переключателю, который переключается между резисторным смесителем и диодом Смеситель. Каждый звучит по-разному.Каждый этап также имеет собственную ручку регулировки громкости — это позволяет легко создавать биение гетеродинирующих шумовых стен.
Больше развлечений: Heterodyne Peyote Space Explorer
Это произведение представляет собой совокупность различных вещи: три независимых генератора, комплекс генератор сигналов, схема белого шума и Смеситель.Схема генератора сложной формы из отличной статьи «Забавы с морским мхом». Морской мох. Возьми?
Использование ваших эффектов!
Вы можете взять выходной сигнал вашего CMOS звука схемы генератора и подайте их в свой эффекты и педали. Это открывает совершенно новый набор звуков.Фаз, искажение, задержка, фазировка, припев, все это позволит вам создать очень странные, хорошие или атмосферные звуки.
Если у вас есть схема с несколькими генераторами, например показанный выше Heterodyne Space Explorer, применение аналоговой или цифровой педали задержки) к выходной цепи удалит двухмерный характер звука и откройте его резко вверх.Реверберация также может иметь большой влияние на пространственное распространение звука.
Ссылки и дополнительная литература
Отличная Looney Board от Flux Monkey: http://www.fluxmonkey.com/electronoize/looney1.htm
Красиво хаотичный арт Харрисона Какофонатор: http: // терменвокс.us / Circuit_Library / cacophonator.html
Развлечения с морским мхом — http://www.milkcrate.com.au/_other/sea-moss/
Николас Коллинз, Электронная музыка ручной работы — http://www.nicolascollins.com/read.htm
Лунеттас, схемы, вдохновленные Стэнли Лунеттой — http: // электро-музыка.ru / forum / forum-160.html
Схема генератора звука пулеметас использованием микросхемы 555
Учебное пособие по созданию схемы генератора звука пулемета с использованием микросхемы таймера 555 и некоторых других электронных компонентов. Эта схема имитирует звук, похожий на звук, издаваемый при непрерывном срабатывании пулемета. Выходной сигнал можно дополнительно усилить и использовать с громкоговорителями высокой мощности.
Посмотрите видео выше, чтобы получить подробные пошаговые инструкции о том, как построить эту схему. Мы также рассмотрим, как изменить временной интервал между последовательными срабатываниями, позже в видео.
Необходимые компоненты
- 555 IC таймера
- Транзистор PNP (я использовал BC557)
- 8-омный динамик
- Конденсаторы: 10 нФ, 2 x 10 мкФ, 100 мкФ
- Резисторы: 33 кОм, 100 кОм
- с мгновенным переключением
- Макетная плата
- Несколько разъемов макетной платы
- (5–9) В Источник питания
Принципиальная схема
Резистор 100 кОм регулирует промежуток времени между каждым звуком зажигания, издаваемым динамиком.Увеличение его значения замедлит звук и наоборот. Вы также можете поэкспериментировать с использованием немного другого конденсатора вместо конденсатора 10 мкФ, подключенного между резистором 100 кОм и динамиком.
Дальнейшие улучшения
Хотя звуки, издаваемые этой схемой, очень идентичны звукам, издаваемым реальными пулеметами, время между выстрелами постоянное.
Чтобы сделать его более интуитивным, мы можем иметь переменный временной интервал между каждым запуском и изменять его в зависимости от величины давления, приложенного к переключателю / кнопке.Один из способов добиться этого — заменить резистор 100 кОм на регулируемый скользящий потенциометр. Пружинный механизм также может быть расположен таким образом, чтобы ручка потенциометра возвращалась в исходное положение после снятия приложенного давления.
Если у вас есть какие-либо вопросы / предложения, не стесняйтесь размещать их в разделе комментариев к этому видео: Схема генератора звука пулемета с использованием 555 IC
Генератор звуковых функцийв App Store
Это очень рекомендуемое и высоко оцененное приложение Function Generator — потрясающе мощный и мощный тон-генератор.Обогащенный огромным количеством функций, он чрезвычайно интуитивно понятен и разработан для простоты.
Познакомьтесь с этим замечательным приложением прямо сейчас! Он находится в очень хорошем состоянии и за последние годы был значительно модернизирован.
Итак … что вы можете делать с этим приложением?
• ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ТЕСТОВЫХ ЗВУКОВ Синусоидальная, прямоугольная, треугольная и пилообразная.
• ИГРАТЬ ТЕСТОВЫЕ ЗВУКИ ЧАСТОТЫ в обоих направлениях (от минимальной до максимальной частоты и от максимальной до минимальной частоты).
• ИГРАТЬ ГРОМКОСТЬ (от минимальной до максимальной громкости).
• Попробуйте функцию SWEEP REPEAT / WOBBLE.
• Попробуйте ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ МУЗЫКАЛЬНЫХ ТОНОВ.
• Экспериментируйте с огромным выбором FINE TUNE SELECTON, PRESETS SELECTON!
• Или создайте свои ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ ПРЕДУСТАНОВКИ!
• И СОХРАНИТЕ бесконечное количество КОНФИГУРАЦИЙ (частота, развертка, шум) для последующего быстрого доступа и функции прямого воспроизведения.
• Также поддерживается воспроизведение различных типов ШУМА — белого, розового, фиолетового, серого, коричневого, синего.
Генератор функций УДИВИТЕЛЬНО ИНТУИТИВНЫЙ и ПРОСТОЙ!
И ЭТО РАСШИРЕННЫЕ НАСТРОЙКИ / ФУНКЦИИ (требуется обновление до PRO):
=> Расширение диапазона частот
=> Увеличение времени развертки
=> Изменение диапазонов частот ползунка мин. / Макс.
=> Изменение диапазона ползунка максимального времени развертки
=> Изменение амплитуды сигнала
=> Включение функции повтора / колебания развертки
=> Установка линейного или логарифмического ползунка частоты
=> Индивидуальный выбор левого / правого канала
=> Постоянное сохранение пользовательских предустановок
=> Сохранение бесконечного числа Аудио конфигураций
=> Настройка фазы выхода (пользовательский сдвиг фазы генерируемого сигнала)
=> BPM (ударов в минуту) Характеристика
=> Двухфункциональный генератор
=> Многотональный генератор (воспроизведение до восьми отдельных тонов)
= > Выбор фоновой темы (светлая / темная)
Посетите новую страницу учебного пособия: www.ee-toolkit.com/audio-function-generator
Генераторы синусоидальной волны— Основы схемотехники
В нашей части 3 (из 4) мы поговорим о синусоидальных волнах и генераторах синусоидальных волн.
В идеале синусоидальные волны не должны содержать никаких гармоник и часто используются в генераторах сигналов, используемых для тестирования усилителей и фильтров, а также радиочастотных (РЧ) цепей для обеспечения несущих сигналов для приемников и передатчиков. Спектральная чистота и стабильность имеют первостепенное значение. Хотя есть несколько способов генерировать синусоидальные волны, например, цифровой источник e.грамм. Arduino, в этом уроке мы рассмотрим еще три распространенных способа сделать это.
Метод 1: Осцилляторы моста Вина
Макс Вин изобрел генератор на мосту Вина в 1891 году. В 1939 году под руководством Фредерика Термана два студента Стэнфордского университета, Хьюлетт и Паккард, разработали в своем гараже работающий генератор аудиосигналов, используя мост Вина и стабилизатор лампы. Это был их первый продукт и начало компании Hewlett Packard!
Схема, представленная ниже, очень похожа на конструкцию, за исключением того, что в ней вместо ламп (ламп) используется операционный усилитель.Он по-прежнему использует очень подходящий метод регулятора амплитуды лампы.
Мостовой осциллятор ВинаМостовая схема — C1 R4a и C3 R4b. R4 представляет собой потенциометр с двойным соединением и регулирует частоту, равную 1 / 2πRC. Предполагая, что R4 является центральным, скажем, 2k, это будет 1 / (2 * π * 5k * 0,01u) = 3kHz. Лампа представляет собой небольшую лампу накаливания на 12 В, как и в панельных контрольных лампах. Когда нить накала нагревается, ее сопротивление увеличивается, уменьшая ток через нее, уменьшая усиление и амплитуду на выходе, так что вы получаете очень эффективный контроль амплитуды отрицательной обратной связи.Идея состоит в том, чтобы настроить R2 так, чтобы цепь только колебалась. Это дает меньший выход, но лучшие характеристики с низким уровнем искажений.
C1 R4a — это последовательный фильтр или фильтр верхних частот, а C3 R4b — параллельный фильтр нижних частот. Когда они одинаковы в любой заданной точке, положительная обратная связь от выхода к неинвертирующему входу заставляет усилитель колебаться с коэффициентом усиления, установленным 1+ R2 / Rlamp.
Как видно из приведенного ниже дисплея Фурье, худшая гармоника на 58 дБ ниже; это примерно 0.13% THD. Если бы вы следовали этой схеме с фильтром нижних частот, настроенным на обрезку сразу после установленной частоты, вы могли бы сбить еще 30 дБ, что сделало бы его значительно ниже 0,01%, если бы фильтр сам по себе не добавлял слишком много искажений.
Если генератор очень чистый, стабильный по амплитуде и может настраиваться в частотном диапазоне 10: 1, а также с настраиваемым диапазоном ограничения, из него получится хороший тестовый генератор. Но лучше было бы побольше вэлью банка — у меня было только 50к. Обратите внимание, что горшок должен быть типа LIN, а не типа LOG.
.
| Хорошая чистая синусоида | Все гармоники> 58 дБ вниз |
Метод 2: XR2206
Еще один очень удобный способ генерации хорошей синусоиды с коэффициентом настройки 10: 1 — XR2206. Эта микросхема дает вам бонус в виде прямоугольного сигнала на выходе, который можно использовать для управления отображением частоты.Регулировка R5 и R7 установит THD ниже 1%. Кроме того, размыкание переключателя на контакте 13 изменит синусоидальную волну на довольно хорошую форму треугольника. Этот генератор легко будет работать от 10 Гц до 100 кГц, что делает его отличным настольным генератором звуковых сигналов или полноценным функциональным генератором. Комбинируя два из этих генераторов функций и модулируя один с другим, можно синтезировать практически любой звуковой сигнал тревоги или сирену полиции / скорой помощи.
Генератор синусоидальных, прямоугольных и треугольных волн 2206| Аудиогенератор 2206 | 2206 PCB |
Метод 3: Осциллятор Клаппа
Если вам нужно иметь синусоидальную волну на гораздо более высоких частотах, чем мы можем получить с мостом Вина и 2206, вам нужно выбрать генератор типа RF (радиочастоты).Два распространенных типа — это Hartley, в котором используется индуктивность с ответвлениями, и Colpitts, в котором используется конденсатор с ответвлениями. Оба варианта — отличный выбор. Небольшая вариация Colpitts превращает его в генератор Клаппа.
Диаграмма A показывает базовую модель Colpitts. Обратите внимание, что C1 и C5 включены последовательно / параллельно L1 и образуют резонансный контур. В Clapp, показанном на диаграмме B, значение C7 сделано намного меньше, чем C2 и C6, и имеет гораздо большее влияние на настройку. Если C7 намного меньше, частота f в основном зависит только от C7 и более стабильна и настраивается в лучшем диапазоне.Вот почему схемы Клаппа часто являются более популярным выбором для радио VFO (генераторов переменной частоты).
Ниже показан рабочий VFO Clapp, и есть несколько интересных дополнений к базовой схеме. C1 R1 обеспечивает развязку от источника питания. RFC — это около 10 витков на ферритовой бусине, что дает источнику более высокий импеданс, а R3 обеспечивает смещение для полевого транзистора. C2 и C4 — это основные ограничения обратной связи, а C5 — переменные ограничения настройки. D1 R2 помогает снизить амплитуду, создавая лучшую синусоиду.
Клапп VFO Сборка макета VFO Clapp в стиле RFНиже приведена форма волны Клаппа схемы выше, которая является хорошей синусоидой. Рядом с ним находится дисплей Фурье, показывающий вторую гармонику, которая почти на 40 дБ ниже (около 1% THD).
| Форма волны осциллятора Клаппа | Отображение Фурье 2-й гармоники осциллятора Клаппа составляет 1% |
Теперь мы рассмотрели четыре разных генератора синусоидальной волны, каждый из которых дает красивые чистые формы волны.В последней статье этой серии мы рассмотрим кварцевые генераторы.
Сэм против. Звук — DIY аудио и электронные странности
Снова сезон экзаменов, а это значит, что мое время сборки немного ограничено. Я подумал, что воспользуюсь возможностью, пока я учусь, чтобы написать еще немного контента для основной области этого сайта. Для начала я подумал, что буду развивать свой пост о двоичном представлении. Разобравшись в двоичном коде, мы можем приступить к изучению одного из наиболее запутанных типов данных — с плавающей запятой.1 = 2 и так далее. Для чисел по другую сторону от десятичной точки мы продолжаем ту же схему, но переходим к отрицательным показателям. Приведенная ниже таблица должна внести некоторую ясность.
Это означает, что если мы хотим выразить десятичное число, например, 10,625. Мы могли бы сделать это в двоичном формате, написав 1010.101.
Преобразование дробных чисел
Вы, возможно, помните, что мы можем преобразовать целое число из десятичного в двоичное, многократно уменьшая его вдвое и записывая остатки.Есть аналогичный алгоритм преобразования дробных чисел. Однако на этот раз мы многократно удваиваем число и отмечаем, больше ли результат единицы. Взяв предыдущий пример 10.625. Для целочисленной части (10).
Если читать снизу вверх, это дает нам двоичное представление целой части числа (1010). Далее для дробной части (0,625) мы можем многократно удвоить.
На этот раз мы читаем сверху вниз, чтобы получить дробную часть в двоичном формате.101. Собирая вместе, получаем ответ сверху 1010.101.
Научная запись в базе 2
Если вам когда-либо приходилось заниматься математикой с очень большими или очень маленькими числами, вы, вероятно, сталкивались с научными обозначениями. Это довольно простая концепция. Если у вас есть число с кучей нулей, например 30 000 000. Вы знаете, что деление на 10 приведет к удалению одного из нулей. Если вы разделите на 10 7 раз, у вас останется только 3. Это означает, что 3 * 10 * 10 * 10 * 10 * 10 * 10 * 10 будет эквивалентно 30 000 000.3. Это лежит в основе представления с плавающей запятой.
Плавающая точка
Итак, это было много преамбулы … но что на самом деле является плавающей точкой. На высоком уровне с плавающей точкой можно представить дробные числа в цифровом виде. Благодаря продуманному дизайну с плавающей запятой мы можем представлять как невероятно большие, так и невероятно маленькие числа с одной и той же базовой архитектурой.
Число с плавающей запятой состоит из трех частей. Знак, показатель степени и мантисса.Первый бит знака — самый простой для понимания. Если бит знака равен 1, число отрицательное, если 0, число положительное.
Мантисса
Мантисса содержит фактические цифры числа. Если мы вернемся к нашему примеру 10.625 (1010.101). Мы переместим десятичную дробь к первой цифре, что даст нам 1.010101. Обратите внимание на то, на сколько десятичных знаков мы перемещаем десятичную запятую, это нам понадобится позже. Также обратите внимание, что независимо от числа, с которым мы это делаем, у нас всегда будет 1 слева от десятичной точки.Поскольку мы всегда можем предположить, что он будет там, мы можем исключить его из нашего окончательного представления. Это оставляет нам 010101, который вы найдете в сегменте мантиссы числа с плавающей запятой.
Показатель
Последний кусок — экспонента. Это показывает, на сколько цифр десятичная точка должна быть перемещена от фактического числа, чтобы достичь мантиссы. В нашем примере мы переместили десятичную запятую на 3 позиции влево, но это еще не все.Чтобы показатель степени представлял как положительные, так и отрицательные числа, добавляется смещение. Смещение обычно составляет половину диапазона чисел, которые могут быть представлены в экспоненте. Это означает, что если у нас есть 8 бит для экспоненты (0–255), будет использоваться смещение 127. Таким образом, даже если у нас есть отрицательный показатель степени, он все равно может быть представлен беззнаковым числом. Добавляя 127 к нашей экспоненте (3), мы получаем значение 130. Мы можем представить это в двоичном формате с помощью 1000 0010.
Собираем вместе
Теперь, когда мы определили значения для нашего знакового бита, экспоненты и мантиссы, мы можем объединить их в число с плавающей запятой.Мы можем сделать это одним из двух способов. Числа с плавающей запятой делятся на одиночные или двойные, что относится к уровню точности, доступному для каждого из них. Один состоит из 32 бит (4 байта), а двойной занимает 64 бита (8 байтов). Я рассмотрю каждый из них на нашем текущем примере.
одинарной точности
При одинарной точности мы используем 32 бита. Из этих 32 битов 1 используется для знака, 8 для показателя степени и 23 для мантиссы. Использование значений, которые мы определили ранее, означает одноточечное представление 10.625 будет:
S | Экспонента | Мантисса
0 | 1000 0010 | 0101 0100 0000 0000 0000 000
Обратите внимание, что я добавил нули в конец мантиссы, чтобы заполнить доступные биты. Это не повлияет на число. Из этого примера также довольно ясно видно, что даже с меньшей точностью до одного мы можем представить невероятный спектр чисел. Мы можем использовать экспоненты от 127 до -127. Просто чтобы дать представление о шкале, которая примерно соответствовала бы числу с 38 нулями до или после десятичной точки в базе 10.
Двойная точность
Если одиночный не обеспечивает необходимый диапазон или точность, доступен другой вариант большего размера. С двойной точностью мы используем 64 бита для представления числа. Он разделен на 1 знаковый бит, 11 бит для экспоненты и 52 бита для мантиссы.
Одно важное замечание: поскольку теперь у нас больше 8 бит для экспоненты, нам нужно скорректировать смещение. 11 бит обеспечивают диапазон от 0 до 2047. Половина этого диапазона дает нам смещение 1023.Это делает показатель для нашего примера 1026 (1023 + 3). В двоичном формате 1026 равно 1000 0000 010. Сложив это вместе с другими результатами, рассчитанными ранее, мы получим представление с плавающей запятой двойной точности следующим образом:
S | Экспонента | Мантисса
0 | 1000 0000 010 | 0101 0100 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
С 11 битами, доступными для экспоненты, доступный диапазон чисел вырос экспоненциально (каламбур).
