Схема лабораторного генератора сигнала низкой частоты (10Гц-100КГц)

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.

Принципиальная схема

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.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторного генератора низкой частоты на микросхеме К140УД608.

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 двухполярным 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 С10. 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 С10 выделяются равные по модулю напряжения, но противоположные по полярности. Вот этим двухполярным напряжением и питается операционный усилитель.

Детали и монтаж

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.

Кривенко Р. Ю.

Генераторы синусоидальных сигналов низкой частоты

При нормировании метрологических характеристик низкочастотных генераторов вводится понятие индекса класса точности. За индекс класса точности принимается значение основной погрешности установки частоты и уровня выходного напряжения в процентах. Запись вида, например,  F0,5
 U2,5    означает, что основная относительная погрешность установки частоты не превышает 0,5 %, а основная приведенная погрешность установки выходного напряжения (уровня) не превышает  2,5 %. Для большинства генераторов НЧ широкого применения установлено 6 классов по частоте и 5 классов по напряжению

  F 0,1 ;  0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,0 ; 3,0

  U 1,0 ; 2,0 ; 3,5  ;  4,0 ; 6,0 .

Для каждого класса точности установлены нормы на другие метрологические характеристики ГНЧ. 

Обобщенная структурная схема  генератора  синусоидальных сигналов низкой частоты.

Рисунок 9.1

На схеме обозначены:

ЗГ – задающий генератор

УНЧ – усилитель низкой частоты

АТТ – аттенюатор

СТ – согласующий трансформатор

АРУ –система автоматической регулировки уровня

В – вольтметр

Задающий генератор (ЗГ) — предназначен для формирования сигнала заданной формы и частоты. Известные типы и схемные решения ЗГ будут рассмотрены ниже.

УНЧ – предназначен для усиления сигнала ЗГ по напряжению и мощности, а также для развязки выхода ЗГ от выхода генератора.

Аттенюатор
– предназначен для внесения известного затухания в уровень выходного сигнала генератора. Как правило, он позволяет ступенчато (обычно через 10 ДБ) изменять ослабление сигнала на выходе генератора.

Согласующий трансформатор (СТ) – предназначен для согласования выходного сопротивления генератора  Rвых с сопротивлением нагрузки Rн. Условием полного согласования является  Rвых = Rн.

СТ, как правило, используется в генераторах с повышенной выходной мощностью (Рвых
> 5 Вт).

АРУ – предназначен для стабилизации уровня сигнала на выходе УНЧ. Применяется в генераторах с повышенными требованиями к точности установки выходного напряжения и его стабильности.

Вольтметр (В) – предназначен для контроля напряжения на выходе УНЧ в процессе регулировки и установки заданного уровня выходного сигнала генератора.

Наиболее важным блоком структурной схемы ГНЧ, определяющим диапазон генерируемых частот, погрешность установки и нестабильность частоты,  искажения формы сигнала и т.д., является задающий генератор (ЗГ). В ЗГ могут использоваться  следующие схемные решения:

          —   LC  — генераторы

          —   RC  — генераторы

          —   генераторы на биениях

          —   синтезаторы частот (генераторы с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты

          —   цифро-аналоговые генераторы

Остановимся подробнее на указанных схемных решениях ЗГ.

 LC – генератор  представляет собой усилительную схему с самовозбуждением, содержащую колебательный LC – контур. Частота генерируемого сигнала  f0
определяется параметрами контура

                                                                              (9.3)

В генераторах основной частоты данная схема не используется, т.к. при формировании низких частот требуются большие величины L и С, что, в свою очередь, ухудшает характеристики генерируемых сигналов.

RC – генератор представляет собой усилитель, охваченный положительной RC обратной связью (как правило двойной Т – образный мост Вина). В этом случае схема RC – генератора имеет следующий вид:

                                   

Рисунок 9.2

 

Если       R1 =  R2
= R

               C1 =   C2
= C , то частота формируемого сигнала определяется соотношением 

                                                                               (9.

4)

Для того, чтобы схема работала в автоколебательном режиме необходимо выполнить два условия самовозбуждения:

а) Баланс амплитуд  Кβ > 1, где

    К – коэффициент передачи разомкнутого усилителя (коэффициент усиления )

    β – коэффициент передачи цепи обратной связи.

б) Баланс фаз

                                                                           (9.5)

где  — сдвиг фазы обеспеченный операционным усилителем

  —  сдвиг фазы цепи обратной связи.

В данной схеме перестройка по частоте, как правило, осуществляется:

— по поддиапазонам – дискретно за счет переключения сопротивлений

— внутри поддиапазона – плавно за счет изменения величины емкости.

9.2.2. Генератор на биениях

Выходной сигнал в ЗГ данного типа формируется за счет смешения двух высокочастотных сигналов близких по частоте и последующего выделения сигнала разностной частоты – напряжения биения.

Рисунок 9. 3. Структурная схема задающего генератора на биениях.

На схеме обозначены:

ГФЧ   — генератор фиксированной  частоты

ГПЧ   — генератор перестраиваемой частоты

СМ    — смеситель

ФНЧ  — фильтр низкой частоты

В блоках ГФЧ и ГПЧ, как правило, используются схемы автогенерации типа LC.

В структурных схемах ЗГ данного типа удается обеспечить более высокую стабильность частоты.

9.2.3. Синтезаторы частоты

Выходной сигнал в рассматриваемых ЗГ формируется в результате преобразования частоты опорного высокостабильного генератора (как правило с кварцевой стабилизацией частоты).

Основные характеристики синтезаторов частоты    

— Диапазон частот выходного сигнала от 50 Гц до 50*106  Гц с дискретностью установки до   0,01 Гц                                       

— Нестабильность частоты до 10-8  за сутки

— Уровень подавления комбинационных частот до 70 дБ

Синтезаторы строятся по методу прямого или косвенного синтеза.

Прямой синтез основан на выполнении 4–х арифметических действий (умножение, деление, сложение, вычитание) над частотой опорного генератора и последующей фильтрации возникающих комбинационных частот. Косвенный синтез  заключается в синхронизации частоты автогенератора выходного сигнала с частотой опорного генератора.

Рисунок 9.4 Упрощенная структурная схема прямого синтеза частоты

На схеме обозначены:

ГОЧ – высокостабильный генератор опорной частоты.

БСЧ – блок синтеза частот

9.2.4. Цифро-аналоговые генераторы.

В задающих генераторах данного типа входной сигнал формируется путем кусочно-ступенчатой аппроксимации функции sin задающей частоты. С использованием данного метода строится схема генераторов низких и инфронизких частот, а также генераторы с фиксированным значением частоты входного сигнала.

 Обобщенная структурная схема формирования  цифро-аналогового генератора и принцип кусочно-ступенчатой аппроксимации входного сигнала представлен на рисунках.

Рисунок 9.5. Структурная схема цифро-аналогового генератора.

На схеме обозначены:

ГОЧ – генератор опорной частоты

СТ – счетчик импульсов

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (хранит коды функции sin  в точках дискретизации)

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь

УНЧ – усилитель низкой частоты

Рисунок 9.6. Принцип кусочно-ступенчатой аппроксимации функции sin.

С использованием данного метода строятся схемы ГНЧ в диапазоне частот (от 0,01 до 10) Гц  обладающие лучшими метрологическими характеристиками.

— Погрешность установки частот  0,05 %.

— Нестабильность частот формируемого сигнала – до 10-8 в сутки.

— коэффициент гармоник кг0,05%.

— легко согласуются с информационно-измерительными комплексами более высокого уровня иерархии.

ЛФГ-50 | генератор низкой частоты

LFG-50 | генератор низкой частоты | ХарьковЭнергоПрибор

• Дом
• Фото
• видео
• Характеристики
• часто задаваемые вопросы

ВЫСОКАЯ МОЩНОСТЬ №

LFG-50 отличается от других портативных генераторов низкой частоты необычно высокой выходной мощностью (до 50 ВА). Высокая выходная мощность значительно расширяет диапазон полезного сигнала и обеспечивает точную локацию даже при таких неблагоприятных факторах, как большая глубина залегания объекта, влажный грунт, внешняя индуктивность и т. д.

ШИРОКИЙ ВЫБОР РАБОЧИХ ЧАСТОТ

Генератор имеет четыре набора частот, каждый из которых содержит три разные частоты. Частоты могут быть настроены по запросу. Широкий выбор частот позволяет использовать практически любой приемник низкочастотных сигналов вместе с генератором.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ СОГЛАСОВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Выходное сопротивление генератора автоматически согласуется с нагрузкой, что обеспечивает максимальную мощность сигнала в широком диапазоне сопротивлений (0,5 … 1000 Ом). Эта функция делает LFG-50 подходящим для использования в неблагоприятных условиях, а также позволяет эффективно отслеживать очень длинные кабели.

МНОГОЧАСТОТНЫЙ РЕЖИМ

Генератор может выводить сложные сигналы, образованные путем сложения нескольких различных частот.

Сигналы, сформированные с добавлением двух частот, позволяют совместимому приемнику сигналов определять глубину залегания объекта во время трассировки.

Трехчастотные сигналы позволяют точно настроить приемник прямо в процессе трассировки.

ИМПУЛЬСНЫЙ РЕЖИМ

Генерация сигналов в импульсном режиме упрощает локацию при высоком уровне фонового шума.

Импульсный режим также позволяет значительно увеличить время работы генератора при питании от встроенного аккумулятора.

ЯРКИЙ OLED-ДИСПЛЕЙ

Генератор оснащен монохромным OLED-дисплеем, который обеспечивает четкие показания даже при ярком солнечном свете.

Дисплей удобно и наглядно отображает режим работы, выходную мощность, уровни тока и напряжения, заряд встроенного аккумулятора и другие рабочие параметры.

ВСТРОЕННАЯ ПЕРЕДАЮЩАЯ АНТЕННА

Наряду с прямым подключением возможно подключение генератора к объекту с помощью индуктивной связи (с помощью сигнального зажима или встроенной передающей антенны). Индуктивную связь применяют, когда либо нет доступа к токопроводящим частям объекта, либо он находится под напряжением.

ПОРТАТИВНОСТЬ

Портативный генератор LFG-50 весит всего 8 кг и заключен в компактный и ударопрочный корпус, защищающий его от механических повреждений, пыли и влаги. Генератор оснащен встроенным аккумуляторным морозостойким литий-железо-фосфатным аккумулятором (LiFePO 9).0069 4 ) аккумулятор и встроенная светодиодная подсветка панели управления. Возможность питания генератора от аккумулятора, сети или внешнего источника постоянного тока 12 В делает LFG-50 подходящим для работы в полевых условиях.

* Изображения, используемые здесь, предназначены только для иллюстрации. *

Параметры системы	Наборы рабочих частот*	491 / 982 / 8440 Гц 480/1450/9820 Гц 526/1024/8928 Гц 1024/2048/9820 Гц
	Количество одновременно используемых частот	1 … 3
	Выбор частоты	Руководство
	Тип модуляции	Амплитуда
	Диапазон регулировки выходной мощности	0 … 50 В•А, разрешение 2,5 В•А
	Режимы работы	■ Непрерывный ■ Пульс
	Частота модуляции (импульса)	1 Гц
	Диапазон сопротивления нагрузки, в пределах которого может быть достигнута максимальная выходная мощность	0,5 … 1000 Ом
	Согласование сопротивления нагрузки	Автомат
	Максимальное выходное напряжение холостого хода	235 В СКЗ
Диапазоны и точность указанных параметров	Выходное напряжение	0,1 … 240 В СКЗ
	Выходной ток	0,01 … 9,99 А СКЗ
	Угол фазового сдвига	0 … 90°
	Относительная погрешность индикации выходного напряжения	5 %
	Относительная погрешность индикации выходного тока	5 %
Интерфейсы	Дисплей	Монохромный OLED-дисплей
	Интерфейсы подключения	USB-B (только обслуживание)
	Освещение панели управления	Светодиод в крышке
Безопасность	Заземление	■ Защитное заземление
	Защита	■ Перегрузка ■ Перегрев ■ Гальваническая развязка цепи выходного сигнала
	Предохранители	■ Цепь питания: 1 А, 250 В ■ Цепь питания аккумулятора: 10 А, 250 В ■ Внешняя цепь питания: 10 А, 250 В ■ Цепь выходного сигнала: 10 А, 250 В
	Класс защиты от проникновения пыли (в соответствии с EN 60529)	IP 54 (с закрытой крышкой)
Энергоснабжение и потребление	Внутренняя аккумуляторная батарея	12 В, 10 А•ч, LiFePO 4
	Срок службы батареи **	более 1 ч при максимальной выходной мощности
	Среднее время зарядки аккумулятора	3 часа
	Напряжение внешнего источника питания	10 … 15 В пост. тока
	Потребляемый ток при питании от внешнего источника питания (@ 12 В пост. тока)	до 8 А
	Напряжение питания	230 В переменного тока, ± 10 %
	Частота сети	50/60 Гц
	Потребляемая мощность при питании от сети	до 100 В•А
Физический	Размеры, В × Ш × Г	266 × 366 × 270 мм
	Вес	8 кг

* Наборы рабочих частот могут быть изменены по требованию заказчика в диапазоне 100…10000 Гц.

** Срок службы батареи зависит от выбранной выходной мощности и многих других факторов; фактические результаты могут отличаться. Количество циклов перезарядки батареи ограничено.

* Спецификации продуктов могут быть изменены без предварительного уведомления. *

Задать вопрос

Сопутствующие товары

LFG-200

Генератор низкой частоты

ЭТЛ-8

Компактный автомобиль для испытания кабелей

ПТ-14

Кабельный и трубный локатор

ЭТЛ-15

Компактный автомобиль для испытания кабелей

SWG-12 и SWG-32

Мобильная система тестирования кабелей и поиска повреждений

Мы используем файлы cookie, чтобы лучше понять, как используется сайт. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с этой политикой. Нажмите, чтобы узнать больше. Узнать больше

DS1099 Низкочастотный двойной осциллятор Econ | Analog Devices

DS1099 Низкочастотный двойной осциллятор Econ | Аналоговые устройства

1. Продукты
2. Часы и время
3. Кремниевые осцилляторы
4. ДС1099

Включить JavaScript



• Особенности и преимущества
• Информация о продукте

Особенности и преимущества

• Недорогой низкочастотный осциллятор EconOscillator™ с двумя выходами
• Запрограммировано на заводе
• Независимо программируемые выходные частоты от 0,25 Гц до 1,048 МГц
• 2,7–5,5 В, однополярное питание
• Внешние компоненты синхронизации не требуются
• Включение независимого выхода
• CMOS/TTL-совместимые выходы
• Выходы генератора, способные потреблять 16 мА для прямого управления светодиодами
• Освобождает микропроцессор от периодических прерываний
• Низкое энергопотребление
• Диапазон рабочих температур: от -40°C до +125°C
• Температурный дрейф ±100 ppm/°C (МАКС. )

Подробная информация о продукте

DS1099 — недорогой, маломощный низкочастотный кремниевый генератор, генерирующий два выходных прямоугольных импульса с частотами от 0,25 Гц до 1,048 МГц. Включение отдельных выходов позволяет независимо включать/отключать оба выхода. Оба выхода способны потреблять 16 мА, что позволяет им напрямую взаимодействовать со светодиодами (LED), а также с другими внешними схемами. DS1099 работает при широком напряжении питания, что делает его пригодным как для 3-вольтовых, так и для 5-вольтовых систем. Устройство поставляется с завода запрограммированным и откалиброванным, готовым к подключению к конечному приложению.

Свяжитесь с заводом для получения информации о нестандартных частотах или требованиях.

Приложения

• Бытовая техника
• Мигающие светодиодные индикаторы состояния
• Принтеры
• Серверы
• Импульсные блоки питания

Категории товаров

По крайней мере одна модель в этом семействе продуктов находится в производстве и доступна для покупки. Продукт подходит для новых конструкций, но могут существовать более новые альтернативы.

{{#каждый список}}

{{/каждый}}

Спецификации

• DS1099: Спецификация низкочастотного двойного генератора EconOscillator (версия 2)

  06.07.2015

Данные о надежности Технические статьи

• Замена кристаллов и керамических резонаторов кремниевыми генераторами

  15. 08.2005

Сопутствующие детали DS1099

Рекомендуемые сопутствующие детали

• ДС1073, ДС1075, ДС1077, ДС1077Л, ДС1085, ДС1085Л.

Компания ADI всегда уделяла самое пристальное внимание поставке продукции, отвечающей максимальным уровням качества и надежности. Мы достигаем этого путем включения проверок качества и надежности во все области проектирования продуктов и процессов, а также в производственный процесс. «Ноль дефектов» для поставляемой продукции всегда является нашей целью.

Выберите модель

Запрос уведомлений об изменении продукта/процесса

Закрыть

• Сохранить в myAnalog Войти в myAnalog

{{#ifCond_pcn.length 0}} {{еще}} {{#каждый ПК}} {{/каждый}}

{{. ./labels.pcn}}	{{../labels.title}}	{{../labels.publicationDate}}
{{количество}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}} {{#каждая ссылка}} {{название}} {{/каждый}}	{{название}}	{{Дата публикации}}

{{/ifCond}} {{#ifCond pdn. length 0}} {{еще}} {{#каждое персональное имя}} {{/каждый}}

{{../labels.pdn}}	{{../labels.title}}	{{../labels.publicationDate}}
{{количество}} {{#ifCond применимо false}} PDN больше не применим для этой части. Он был удален в этой версии PDN. {{/ifCond}} {{#каждая ссылка}} {{название}} {{/каждый}}	{{название}}	{{Дата публикации}}

{{/ifCond}}

Часто задаваемые вопросы по оформлению заказа

Ответы на вопросы об онлайн-заказах, способах оплаты и многом другом см.