Site Loader

Генератор сигналов прямоугольной и синусоидальной формы на Arduino: схема и программа

Главная » Обзоры

Каждый инженер, увлекающийся электроникой, на определенном этапе своей деятельности мечтает о создании своей мини лаборатории. Мультиметр, осциллограф, генератор сигналов специальной формы, источник питания, трансформатор – вот лишь минимальный обязательный набор для подобной лаборатории. Конечно, сейчас все это можно купить, но чтобы сэкономить свои деньги, часть из этих устройств можно сделать самостоятельно на основе платы Arduino. Например, генератор сигналов или осциллограф.

В этой статье мы рассмотрим как на основе платы Arduino достаточно просто сконструировать генератор сигналов прямоугольной и синусоидальной формы. При формировании сигналов прямоугольной формы данный генератор может формировать прямоугольную волну с перепадами уровней 5V/0V с частотой от 1 Гц до 2 МГц. Частотой формируемого сигнала можно будет управлять с помощью инкрементального энкодера. Коэффициент заполнения (цикл занятости) данного сигнала будет равен 50%, но его можно изменить, внеся соответствующие изменения в программу. Рассматриваемый нами генератор не является промышленным устройством и его не рекомендуется использовать на серьезном производстве, но для домашних условий использования он вполне подойдет.

Также на нашем сайте вы можете посмотреть проекты более «продвинутых» генераторов для формирования сигналов прямоугольной и синусоидальной формы:

  • генератор сигналов на Arduino и DDS модуле AD9833;
  • генератор перестраиваемой частоты 10 кГц – 225 МГц на Arduino и модуле Si5351.

Если же вам нужно исключительно простое решение для формирования сигналов прямоугольной формы с частотой до 1 МГц с помощью платы Arduino, то рекомендуем этот проект.

Работа схемы

Схема генератора сигналов на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.


Плата Arduino Nano управляет всеми процессами в схеме. ЖК дисплей используется для отображения частоты формируемого сигнала, а с помощью углового кодера производится установка частоты сигнала. Также на нашем сайте вы можете прочитать статью о подключении инкрементального энкодера к плате Arduino.

Схема запитывается от USB кабеля Arduino. Необходимые соединения в схеме представлены в следующей таблице.

Контакт платы ArduinoКуда подключен
D14контакт RS ЖК дисплея
D15контакт RN ЖК дисплея
D4контакт D4 ЖК дисплея
D3контакт D5 ЖК дисплея
D6контакт D6 ЖК дисплея
D7контакт D7 ЖК дисплея
D10to Rotary Encoder 2
D11to Rotary Encoder 3
D12to Rotary Encoder 4
D9выход прямоугольного сигнала
D2контакт D9 платы Arduino
D5выход SPWM сигнала

В схеме мы будем формировать прямоугольную волну (сигнал прямоугольной формы) на контакте D9 платы Arduino. Его частоту мы будем регулировать с помощью углового кодера. Для формирования синусоидального сигнала мы будем формировать SPWM сигнал (синусоидальный ШИМ (широтно-импульсной модуляции) сигнал) на контакте D5, его частота будет зависеть от частоты сигнала прямоугольной формы, которая будет подаваться на контакт D2 и будет действовать как прерывание и затем мы с помощью процедуры обработки (обслуживания) прерывания будем управлять частотой синусоидального сигнала.

Вы можете собрать схему проекта на макетной или даже на печатной плате, но мы решили спаять ее на перфорированной плате, в результате у нас получилась конструкция, показанная на следующих рисунках:

На самостоятельную проработку

Рейтинг

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Схема простого широкополосного генератора ВЧ сигналов

В любом радиолюбительском хозяйстве должен быть напильник, молоток и генератор.
Можно ли обойтись без этого?
Ну, не знаю, не знаю… Кому как, а лично мне — никак!
При этом генератор должен быть, не абы какой, а работающий широкой полосе частот, со стабильной амплитудой выходного сигнала и нормированным выходным сопротивлением (обычно 50 Ом).

Хороший пример подобного генератора был опубликован в журнале Funkschau, 1981, N25/26, а с полным переводом статьи можно ознакомиться на страницах Pадио, N6, 1997.
Полезной особенностью данной конструкции, отличающей её от большинства представленных в разнообразных источниках — наличие узла стабилизации уровня выходного сигнала во всём диапазоне генерируемых частот.

«Принципиальная схема прибора представлена на рис. 1. Транзисторы VT1, VT2 совместно с переменным конденсатором установки частоты С1 и индуктивностями L1 — L4 образуют задающий генератор (диапазон частот 2…160 МГц). Делитель R1R5 задает напряжение смещения для этих транзисторов по постоянному току.

Резисторы, имеющие малую величину сопротивления, включены в цепи базы (затвора) транзисторов VT1 — VT4; они служат для подавления паразитной генерации высокочастотных транзисторов. Регулировкой тока, протекающего через общий резистор R6 в цепи эмиттеров транзисторов VT1 и VT2, может быть установлен режим синусоидальных колебаний с малыми искажениями при амплитуде напряжения в несколько вольт.

Рис.1. Схема генератора

Высокочастотный сигнал с генератора через конденсатор С4 поступает на затвор полевого транзистора VT3. Этим обеспечивается почти идеальная развязка нагрузки и генератора. Для установки напряжения смещения транзисторов VT3 и VT4 служат резисторы R7, R8, а токовый режим каскада определяют резисторы R12 — R 14. Для увеличения степени развязки выходное высокочастотное напряжение снимается с коллекторной цепи VT4.

Для стабилизации уровня сигнал ВЧ через конденсатор С9 подводится к выпрямителю с удвоением напряжения, выполненного на элементах VD1, VD2, С10, С11, R15.

Пропорциональное амплитуде выходного сигнала выпрямленное напряжение дополнительно усиливается в цепи управления на VT5 и VT6. При отсутствии сигнала ВЧ транзистор VT6 полностью открыт; при этом к задающему генератору поступает максимальное напряжение питания. В результате облегчаются условия самовозбуждения генератора и в начальный момент устанавливается большая амплитуда его колебаний. Но это напряжение ВЧ через выпрямитель открывает VT5, при этом напряжение на базе VT6 увеличивается, что приводит к уменьшению напряжения питания генератора и в конечном счете к стабилизации амплитуды его колебаний. Равновесное состояние устанавливается при амплитуде сигнала ВЧ на коллекторе VT4 несколько выше 400 мВ.

Переменный резистор R17 (показан как потенциометр) в действительности представляет собой ВЧ аттенюатор и при отсутствии нагрузки на его выходе максимальное напряжение достигает четверти входного, т.е. 100 мВ. При нагрузке коаксиального кабеля на сопротивление 50 Ом (что является необходимым для его согласования в частотном диапазоне от 50 до 160 МГц и выше) на выходе генератора устанавливается напряжение ВЧ около 50 мВ, которое регулировкой аттенюатора может быть уменьшено до необходимого уровня.


В качестве регулятора R17 в схеме генератора был использован 50-омный аттенюатор фирмы Prech. Если для некоторых конкретных применений не требуется регулировки уровня выходного напряжения, аттенюатор R17 может быть заменен фиксированным резистором с сопротивлением 50 Ом.

Однако и в этом случае сохраняется возможность регулировки уровня напряжения ВЧ в некоторых пределах: с этой целью конденсатор С9 присоединяют не к коллектору VT4, а к его эмиттеру, при этом приходится учитывать небольшое изменение (уменьшение) уровня сигнала на высших частотах рабочего диапазона. Тогда нагрузку для VT4 образуют аттенюатор R17 и резисторы R11, R12. Увеличение амплитуды выходного высокочастотного напряжения может быть достигнуто замыканием резистора R11 проволочной перемычкой, если же требуется уменьшить амплитуду выходного напряжения, то резистор R11 оставляют в устройстве, а конденсаторы С7, С8 выпаивают. Еще большее уменьшение уровня выходного сигнала может быть получено снижением величины сопротивления R17, но в этом случае уже не будет согласования с кабелем, а на частотах выше 50 МГц это недопустимо!

Все детали генератора расположены на печатной плате небольших размеров.

Катушки индуктивности генератора L1 — L3 намотаны на каркасах диаметром 7,5 мм. Их индуктивности подстраивают ферритовыми сердечниками с малыми потерями, предназначенными для работы в диапазоне УКВ. Катушка L3 имеет 62 витка, L2 — 15 и L1 — 5 витков провода ПЭЛ 0,2 (намотка всех катушек в один слой). Индуктивность WL1 выполнена в виде шлейфа, который одной своей стороной прикреплен к переключателю диапазонов, а другой — к конденсатору С1 переменной емкости. Размеры шлейфа приведены на рис. 2. Он выполнен из медного посеребренного провода диаметром 1,5 мм; для фиксации расстояний между его проводниками применяются три пластины из изоляционного материала с малыми потерями (например фторопласта), в которых просверлены по два отверстия диаметром 1,5 мм, находящиеся соответственно на расстоянии 10 и 2,5 мм (рис. 2).


Рис.2. Конструкция шлейфа

Весь прибор размещают в металлическом корпусе размерами 45х120х75 мм. Если аттенюатор и ВЧ разъем установлены в корпусе на стороне, противоположной той, на которой находится печатная плата, то внутри корпуса прибора еще остается достаточно места для узлов блока питания: трансформатора питания мощностью 1 Вт с понижением напряжения сети до 15 В, выпрямительного моста и микросхемы 7812 (отечественный аналог- КР142ЕН8Б).

В корпусе может быть размещен также миниатюрный частотомер с предварительным делителем частоты. При этом вход делителя следует подключить к коллектору VT4, а не к выходному разъему, что позволит производить отсчет частоты при любом напряжении ВЧ, снимаемом с аттенюатора R17.

Возможно изменение частотного диапазона прибора путем изменения индуктивности катушки контура или емкости конденсатора С1. При расширении частотного диапазона в сторону более высоких частот следует уменьшать потери контура настройки (применение в качестве С1 конденсатора с воздушным диэлектриком и керамической изоляцией, катушек индуктивности с малыми потерями). Кроме того, диоды VD1 и VD2 должны соответствовать этому расширенному диапазону частот, в противном случае с увеличением частоты выходное напряжение генератора будет увеличиваться, что объясняется уменьшением эффективности цепи стабилизации.

Для облегчения настройки параллельно С 1 подключают дополнительный переменный конденсатор малой емкости (электрический верньер) или же применяют механический верньер к конденсатору настройки с передаточным отношением 1:3 — 1:10.

»

В этой конструкции все транзисторы, кроме VT5 и VT6, должны иметь полосу пропускания не менее 1000МГц, а вместо транзисторов ВС252С вполне подойдут КТ3107, или какие-либо им подобные.

Для достижения приемлемых параметров стабильности частоты устройства — в качестве С1, регулирующего частоту генерации, желательно использовать воздушный (с воздушным диэлектриком) конденсатор переменной ёмкости.
Верньерное устройство с передаточным отношением 1:3 — 1:10 однозначно не сможет обеспечить комфортную и точную настройку на нужную частоту, поэтому даже при его наличии, дополнительный переменный растягивающий конденсатор малой ёмкости окажется совсем не лишним.

 

5 Простые схемы генератора синусоидальных колебаний

Генератор синусоидальных колебаний на самом деле представляет собой схему генератора синусоидальных колебаний, которая генерирует экспоненциально возрастающую и падающую синусоидальную форму волны.

5 простых схем генератора синусоидальных колебаний, представленных в следующей статье, легко построить, поскольку они включают небольшое количество обычных электронных компонентов и могут использоваться для генерации экспоненциально изменяющейся формы волны с заданной частотой. Частота определяется цепью обратной связи RC между входом и выходом схемы.

Форма синусоидального сигнала, которую можно получить с помощью следующих цепей, представлена ​​на следующей схеме:

1) Высококачественный генератор синусоидального сигнала

Указанная ниже схема генератора синусоидального сигнала не только проста в сборке, но и обеспечивает исключительно чистый выходной сигнал с общим уровнем шума и искажений менее 0,1%.

Конструкция представляет собой простой осциллятор с мостом Вина, сконфигурированный на основе операционного усилителя.

Однако схема состоит из термистора Th2, используемого для стабилизации коэффициента усиления замкнутого контура схемы с величиной, которая может генерировать выходной синусоидальный сигнал очень хорошего качества с амплитудой около 2 вольт от пика к пику.

Единственным недостатком этой схемы является наличие термистора RA53, обладающего полезным свойством самонагрева. Этот тип термистора может быть намного дороже по сравнению с обычными термисторами.

Тем не менее, простая конструкция этого генератора синусоидальных колебаний и превосходный выходной синусоидальный сигнал, полученный благодаря этому методу стабилизации, вероятно, оправдывают его высокую стоимость.

В качестве альтернативы термистор можно заменить небольшой лампочкой накаливания на 6 В, чтобы получить тот же эффект

Конденсаторы C1, C2 и резисторы R1, R2 служат для фиксации рабочей частоты выходной синусоиды. Здесь значение резистора R1 может быть таким же, как R2, и точно так же C1 и C2 также могут иметь одинаковые значения.

Частота синусоидального сигнала может быть определена по следующей формуле R2 может быть установлен на 33k. Изменение либо резисторов, либо конденсаторов позволяет получить противоположно пропорциональное изменение значения частоты.

Рекомендуется, чтобы номиналы двух резисторов находились в пределах от нескольких кОм до многих мегаом. Для конденсаторов подойдет любое значение в диапазоне нескольких пФ и выше.

Сказав это, вы не можете использовать конденсаторы поляризованного типа, такие как электролитические или танталовые элементы, и практически говоря, это условие ограничивает значение конденсатора максимальным значением около 2,2 мкФ.

Выходную частоту синусоиды можно регулировать, заменив резисторы R1 и R2 постоянными резисторами и последовательно включив потенциометр. значения могут быть изменены комбинированным образом.

Схема работает при минимальном напряжении питания около 6 вольт, а схема может выдерживать абсолютный максимум 36 вольт. Эта простая схема генератора синусоидального сигнала может эффективно управляться через двойной симметричный источник питания, использующий источник питания 0 В с отводом от середины, генерируемый резисторами R3 и R4.

Если схема питается от подлинного двойного источника питания, то очевидно, что R3 + R4, как правило, не нужны и могут быть устранены.

2) Упрощенный генератор синусоидального сигнала

На следующем рисунке ниже показана схема другого генератора синусоидальных колебаний, который по существу точно такой же, как и предыдущий. Однако он работает с методом стабилизации усиления, который не зависит от дорогого термистора.

Диоды D1 и D2 используются для минимизации коэффициента усиления замкнутого контура усилителя, как только выходное напряжение становится выше примерно +/-0,5 В, что эффективно предотвращает переход схемы в неустойчивый колебательный режим. Это, в свою очередь, позволяет избежать возможности сильного ограничения и искажения выходного сигнала.

Однако вы можете обнаружить значительный уровень искажений в выходном синусоидальном сигнале, что может быть неприемлемо для приложений, в которых ожидается высококачественная синусоидальная волна. Выходной уровень синусоидального сигнала составляет около 500 мВ RMS.

3) Использование усилителя звука LM380

Схема построена на основе усилителя мощности звука (IC1), используемого в схеме генератора с фазовым сдвигом. Трехсекционная схема фазового сдвига используется для обеспечения обратной связи между выходом и инвертирующим (-) входом IC1. R2 — C1, R3 — C2 и R4 — C3 составляют три части, каждая из которых обеспечивает 60-градусный фазовый сдвиг на определенной частоте. В результате на этой частоте три части имеют общий фазовый сдвиг в 180 градусов. С предоставленными настройками схема колеблется примерно с частотой 1k5 Гц.

Цепь такого типа обычно должна генерировать синусоидальный сигнал на выходе, поскольку чистый звуковой сигнал приятно слушать в течение продолжительных периодов времени. Здесь этот синусоидальный сигнал воспроизводит форму сигнала, генерируемого реальной связью CW (Морзе), когда он обрабатывается приемником. Если коэффициент усиления усилителя лишь немного компенсирует неэффективность цепи обратной связи, эта схема будет генерировать относительно чистую синусоиду.

Это достигается изменением резистора R1 для обеспечения желаемого уровня потерь через канал обратной связи. Из-за отсутствия обратной связи он тормозится вблизи точки окончания колебаний. C4 и размыкающее соединение на выходном разъеме обеспечивают подачу выходного сигнала на динамики. Если вставить вилку в выходную розетку, динамик сразу отключится. Устройство имеет выходную мощность около 100 мВт (среднеквадратичное значение) и потребляемый ток примерно 20 мА, когда клавиша нажата.

4) Синусоидальный генератор на одном транзисторе

Транзисторный генератор с фазовым сдвигом представляет собой очень простую схему, которую можно использовать для генерации выходного синусоидального сигнала. Сказав это, пока не будет использована какая-либо стабилизация усиления, он может генерировать выходной сигнал с экстремальными уровнями искажений. Рабочая частота этого транзисторного генератора синусоидальной волны регулируется 3 резисторами и 3 конденсаторами.

Из-за использования 3 компонентов регулирования частоты может быть невозможно применить эту конструкцию в приложениях, требующих возможности переменной или регулируемой частоты.

Другая проблема с этой конструкцией заключается в том, что может быть трудно получить удовлетворительную стабилизацию усиления. По этой причине рекомендуется использовать этот фазовращающий генератор только в тех схемах, где допустимы фиксированная частота и синусоидальный сигнал низкого качества.

Полная принципиальная схема простого фазовращателя на транзисторах показана на рисунке выше.

Транзистор Tr1 применяется как усилитель с общим эмиттером с высоким коэффициентом усиления, имеющий обратную связь, настроенную на выводах коллектора/базы биполярного транзистора с помощью трехкаскадной фазовращающей схемы.

Первая ступень состоит из конденсаторов C1 и R1, вторая ступень состоит из конденсаторов C2 и R2, а последняя ступень состоит из конденсаторов C3 и TR1. С определенной частотой у нас есть фазовый сдвиг на 60 градусов через каждый из этапов сети фазового сдвига, что обеспечивает общий сдвиг на 180 градусов.

Таким образом, в усилителе создается положительная, а не отрицательная обратная связь, а коэффициент усиления TR1 достаточно высок, чтобы гарантировать мощные колебания на этой частоте. Теоретически рабочую частоту можно рассчитать по формуле: —

Частота = 1/2π6CR

Это означает, что коэффициент усиления усилителя как раз достаточен для поддержания колебаний, однако при практических измерениях вы можете обнаружить, что он существенно выше.

В связи с этим фактическая частота колебаний довольно низкая по сравнению с расчетным числом, а рабочая частота фактически обычно составляет не более 50 процентов от расчетного значения.

Поэтому значения деталей, указанные на диаграмме, обеспечивают выходную частоту около 1 кГц, а не 2 кГц. Частоту этой простой схемы генератора синусоидального сигнала можно настроить, изменив значения C1 и C3, и все эти значения должны быть идентичными.

Изменение значения обеспечивает обратно пропорциональный сдвиг частоты. Частоту цепи также можно отрегулировать, изменив значения резистора, хотя лучше оставить R1 и R2 с минимальным значением 3 кОм, которое не должно превышать значение 18 кОм.

Транзистор TR1 может быть практически любым кремниевым транзистором NPN с высоким коэффициентом усиления, например, BC109C, BC108C или BC547.

5) Еще один генератор синусоидальной волны на одном транзисторе

Базовый генератор фазового сдвига может быть построен с использованием одного транзистора. Выход представляет собой синусоиду с чем-то вроде «глыбы», что указывает на то, что процент искажения несколько значителен, около 10%. Это не всегда проблема; при создании звуковых тонов большое гармоническое содержание создает гораздо более интригующий звук. Вставив потенциометр (25 Ом) в вывод эмиттера Q1, можно улучшить качество синусоиды.

Когда сопротивление установлено таким образом, что колебания цепи незначительны, синусоида становится достаточно чистой. Но при изменении напряжения питания колебание может полностью прекратиться. Рабочую частоту можно изменить, подключив потенциометр 10k к R3 или изменив C1, 2, 3. Установка C1, 2, 3 равными 100 нФ уменьшает рабочую частоту вдвое.

Использование двух транзисторов

После завершения эта схема будет генерировать синусоидальный сигнал с размахом напряжения около 8 вольт и частотой примерно 500 Гц. Этот надежный тестовый сигнал можно использовать для отслеживания звуков через звуковую систему или просто для того, чтобы раздражать жителей поблизости. Изменения в сетях RC: что произойдет? Это меняет тон? Я оставляю это на ваше расследование.

Генератор переменного синусоидального сигнала

Представленная здесь схема генерирует высококачественный выходной синусоидальный сигнал в трех бесступенчатых диапазонах (диапазон 1, от менее 20 Гц до более 200 Гц; диапазон 2, от менее 200 Гц до более 2 кГц; и диапазон 3, от 2 кГц до более 20 кГц), которые охватывают более чем полный спектр звуковых частот. Используется схема типа моста Вина, которая состоит из усилителя с частотно-избирательной положительной обратной связью, создаваемой сетью C-R. Емкостными элементами этой сети могут быть все, что переключается двумя конденсаторами SW1.

R6, R7 и RV1 — это резистивные компоненты, причем последний позволяет регулировать выходной синусоидальный сигнал во всех вышеупомянутых диапазонах. Эта схема обеспечивает положительную обратную связь по сравнению с операционным усилителем IC1 на основе полевых транзисторов, который имеет низкий уровень шума и искажений.

Неинвертирующий вход IC1 также смещается резисторами RV1a и R6 к центральному ответвлению от питания, генерируемого резисторами R1, R2 и C2. Если необходимо получить удовлетворительные формы сигнала, коэффициент усиления замкнутого контура IC1 должен поддерживаться точно на нужном уровне. Для обеспечения стабильных рабочих параметров и постоянного синусоидального выходного уровня используется схема автоматической регулировки усиления (АРУ).

Цепь отрицательной обратной связи образована стоком резисторов R5, R4 и транзистора Q1 и сопротивлением истока, который регулирует коэффициент усиления IC1 с обратной связью. Q1 сначала смещен в прямом направлении через резистор R3, чтобы обеспечить адекватное усиление для мощных колебаний. R8 и C10 связывают часть выхода IC1 с выпрямителем и сглаживающей цепью, состоящей из D1, D2 и C3. Это приводит к положительному смещению, которое пытается отключить Q1, что приводит к снижению усиления схемы.

Чем выше смещение и меньше коэффициент усиления, тем сильнее колеблется схема. Выходной сигнал можно изменять от нуля до примерно 1V5 среднеквадратичного значения с помощью регулируемого аттенюатора RV2. Текущее использование схемы составляет около 7 миллиампер.

IC 741 Wien Bridge Генератор синусоидальной волны Цепь

Рабочая частота схемы определяется C1, C2, R1 и R2, где операционный усилитель 741 подключен к схеме синусоидального генератора звука по мосту Вина. Частота генератора стабилизирована с помощью металлопленочных резисторов и конденсаторов NPO. Эта настройка достаточно стабильна, чтобы ее можно было использовать с приложениями для регулировки тембра.

Заменив R1 и R2 линейным потенциометром с двумя группами, можно легко преобразовать изображенный генератор с фиксированной частотой в регулируемый генератор.

Различные парные значения для C1 и C2 могут использоваться для охвата альтернативных частотных диапазонов. Более низкие частоты создаются большими значениями, в то время как для меньших значений верно обратное.

Генератор синусоидальных сигналов с прямым и инвертированным выходами

— Реклама —

Во время тестирования аудиосистем и телефонных систем полезно иметь генератор синусоидальных сигналов, который вырабатывает прямые и инвертированные сигналы в диапазоне от 15 Гц до 15 кГц. Вот один из возможных способов создания такого генератора сигналов.

Этот генератор сигналов можно также использовать в качестве синусоидального генератора, телефонного усилителя или низкочастотного аудиоусилителя/драйвера и т. д. Здесь мы попробуем создать синусоидальный генератор с фиксированной частотой, который генерирует четыре частоты.

IC LM272 — это недорогой, простой в использовании стабильный операционный усилитель двойного питания с единичным коэффициентом усиления, который в основном используется в приложениях управления, таких как серводвигатели, источники питания, компакт-диски, видеомагнитофоны. и т. д. Но LM272M, используемый в этой схеме, может гораздо больше.

— Реклама — На рис. в схеме используются стабилизатор напряжения +9 В LM78M09 (IC2), регулятор напряжения -9 В LM79M09 (IC3), выпрямительные диоды 1N4007 (D1-D8) и несколько других компонентов.

Рис. 1: Принципиальная схема

Микросхема LM272M может выдавать выходной ток до 1 А и может работать в диапазоне от ±2 В до ±14 В. Его выход имеет низкое напряжение насыщения около 1,5 В при выходном токе 0,5 А. Полоса пропускания произведения усиления составляет 350 кГц, а типичная скорость нарастания — 1 В/мкс. Типичное искажение составляет около 0,5%. Эта ИС имеет множество других применений.

В схеме используется мостовой генератор Вина, построенный на базе микросхемы IC1A, и регуляторы напряжения 78M09 и 79M09, обеспечивающие питание ±9 В для работы схемы. В таблице на первой странице показано, как выбирать частоты.

Выбор частоты
Диапазон Замкнутые выключатели Резисторы с использованием потенциометров VR1 и VR2 Конденсаторы Приблизительная частота
1 S1A1+S1B1 47k"}»> 11,47к 10 нФ 1,4 кГц
S1A1+S1B1 0,47к 10 нФ 16 кГц
2 S2A1+S2B1 11,47к 100 нФ 140 Гц
S2A1+S2B1 47k"}»> 0,47к 100 нФ 1,6 кГц
3 С3А1+С3Б1 11.47к 1 мкФ 14 Гц
С3А1+С3Б1 0,47к 1 мкФ 160 кГц

Для расчета частоты можно использовать классическую формулу для генератора с мостом Вина:

F=1/(6,28×R×C)

лучшая переносимость. Выходная амплитуда IC1A устанавливается с помощью подстроечного потенциометра VR1 (VR1A1 и VR1B1). Вы можете заменить подстроечный потенциометр VR1 соответствующими постоянными резисторами, в зависимости от электрической лампочки LA1.

Список деталей

Полупроводники:
IC1 (IC1A-
IC1C) – операционный усилитель LM272M
IC2 – регулятор напряжения +9 В,
LM78M09
IC3 – регулятор напряжения -9 В,
LM79M09
D 1-D8 – 1N4007 Выпрямительный диод
Резисторы ( все 1/4 Вт, допуск ±2 %):
R1, R2, R4 – 1 кОм
R2 – 47 Ом
R5, R6 – 2 кОм
R7, R10 – 1,8 кОм -Ом
R8, R11 – 180 Ом
R9, R12 – 20 Ом
R13, R14 – 10 Ом
VR1 (VR1A1,
VR1B1) – стереопотенциометр 470 Ом
VR2 (VR2A1,
VR2B1) – стереопотенциометр 10 кОм
ВР3 – 330
VR4-VR5 – потенциометр 470 Ом
Конденсаторы (предпочтительно с допуском 2% или менее):
C1, C4 – керамический диск 10 нФ
C2, C5, C7, C9,
C11, C13, C14,
C16 – 100 нФ керамический диск
C3, C6 – 1 мкФ полиэстер
C8, C12 – 1000 мкФ, 25 В, электролит
C10, C15 – 220 мкФ, 25 В, электролит
Разное:
S1 (S1A1, S1B1),
S2 (S2A1, S2B1),
S3 (S3A1, S3B1) – Выключатель стерео
LA1 – 6В, 20мА/6В, 40мА/12В, 90 134 20 мА
J1, J4 – 3-контактный разъем
J2, J3 – 4-контактный разъем
– Радиатор для TO220
упаковка (2 шт. )

Схема работает с регулируемым источником питания ±12В. Питание +12В подается на клемму +VIN1, а питание -12В на клемму -VIN1. Вместо +12В и -12В можно подключить +9В и -9 В на +VIN2 и -VIN2 соответственно, если ±12 В недоступно. Схема может работать при напряжении до ±14 В, но рекомендуется поддерживать питание микросхемы на уровне ±9 В, поскольку микросхема может перегреться, если она нагружена высоким током.

Схема имеет два выхода, один из которых нормальный и доступен через клемму J2, а другой инвертированный и доступен через клемму J3. На первый выход OUT1 подается сигнал с частотами, вырабатываемыми первым генератором IC1A. Амплитуда этих выходов регулируется потенциометром VR4. OUT1:10 делится на 10 OUT1, а OUT1:100 делится на 100 OUT1.

Инвертированный выход дает сигнал с частотами, создаваемыми IC1B на клемме J3. Выход OUT2 также производится с первого генератора IC1A, но он инвертирован. Амплитуда этих выходов регулируется потенциометром VR5. OUT2:10 делится на 10 OUT2, а OUT2:100 делится на 100 OUT2.

Демпферные цепи на выходах ОУ не обязательны. Но в случае необходимости мы можем подключить последовательно резистор от 1 до 3 Ом и конденсаторы от 47 до 220 нФ с каждым ОУ, в зависимости от ожидаемых нагрузок. Для стабилизации амплитуды IC1A можно использовать лампы на 6В/20мА, 6В/40мА, 12В/20мА и т.д.

Схему можно использовать дома, в лаборатории или в полевых условиях, поскольку она может работать от батареи (2×4,5 В, 2×6 В или 2×9 В). Для правильной работы требуется простая настройка амплитуды генератора, построенного на IC1A.

Конструкция и испытания

Односторонняя печатная плата для синусоидального сигнала в целом показана на рис. 2, а расположение ее компонентов на рис. 3. После сборки схемы на печатной плате подключите питание через клеммы J1 и J4 в печатная плата. Закрепите потенциометры с VR1 по VR5 на передней стороне корпуса, чтобы можно было отрегулировать их для получения необходимых частот.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *