Folosind un circuit selectiv de frecvență dublu cu punte T și regulatorul liniar de tensiune LT3080, se poate construi un generator dublu cu punte T cu distorsiune armonică scăzută și control al puterii de ieșire.

Echipamentele de testare a sistemului AC necesită adesea o sursă de semnal cu distorsiune armonică scăzută pentru a efectua testarea instrumentelor. Este o practică obișnuită să se folosească un generator de semnal cu distorsiune scăzută ca referință și să-l alimenteze la un amplificator de putere pentru a conduce dispozitivul testat. Această idee oferă o alternativă mai puțin greoaie.

În fig. 1 prezintă un generator care produce un semnal sinusoidal cu distorsiune scăzută și capacitatea de a controla puterea semnalului de ieșire. Generatorul de mare putere constă din două părți principale: un circuit dublu cu punte în T și un regulator de mare putere și cu pierderi reduse. Circuitul dublu T-bridge funcționează ca două filtre de tip T conectate în paralel: un filtru trece-jos și un filtru trece-înalt.

Circuitul dublu T-bridge are selectivitate de înaltă frecvență ca filtru de oprire. Un regulator cu pierdere redusă amplifică semnalul și controlează sarcina. Regulatorul utilizat în acest circuit conține o sursă internă de curent de referință cu un adept de tensiune. Câștigul de la pinul de control (Set) la pinul de ieșire (Out) este unul, iar sursa de curent este o sursă de curent stabilă de 10 µA. Rezistorul RSET conectat la pinul Set programează nivelul tensiunii DC de ieșire. Conectarea unui circuit dublu T-bridge între pinii Out și Set, determinând filtrul să atenueze atât frecvențele înalte, cât și cele joase, are ca rezultat un semnal cu o frecvență corespunzătoare frecvenței de rezonanță a filtrului care trece nestingherit prin el. Rezistoarele și condensatoarele stabilesc frecvența centrală a filtrului, f0: f0=1/(2πRC).

Analiza semnalului mic a circuitului dublu T-bridge arată că câștigul maxim are loc la frecvența centrală. Câștigul maxim al generatorului pe o punte în T dublă crește de la valoarea 1 la valoarea 1,1 pe măsură ce factorul K crește de la doi la cinci (Fig. 2). Câștigul maxim scade pe măsură ce factorul K devine mai mare de 5. Prin urmare, este obișnuit să alegeți o valoare a factorului K între trei și cinci pentru a obține un câștig mai mare de unu. Câștigul buclei trebuie să fie egal cu unitatea pentru a menține oscilația stabilă. Astfel, este necesar un potențiometru pentru a regla câștigul buclei și a controla amplitudinea semnalului de ieșire.

Generatorul dublu cu punte T poate conduce sarcini inductive, capacitive și rezistive. Limita de curent scăzută a regulatorului de întrerupere de 1,1 A pentru tehnologia liniară LT3080 este singura limită a capacităților de control al sarcinii ale generatorului. Caracteristicile de sarcină, la rândul lor, limitează domeniul de frecvență. De exemplu, o sarcină de 10 ohmi cu un condensator de ieșire de 4,7 µF are ca rezultat o distorsiune armonică totală (THD) de 7% peste 8 kHz, în timp ce la 400 Hz THD este de numai 0,1% pentru circuitul din Fig. 3. Generatorul dublu T-bridge are aceleași performanțe, cu control liniar al sarcinii, ca și cipul LT3080 în sine. În plus, funcționează pe o gamă largă de temperaturi.

Folosind controlul automat al câștigului, puteți înlocui potențiometrul cu o lampă incandescentă (Figura 3) sau un canal MOSFET controlat de tensiune (Figura 4). Rezistența lămpii incandescente crește pe măsură ce amplitudinea semnalului de ieșire a generatorului crește, rezultând un efect de autoîncălzire, monitorizându-se astfel câștigul care controlează generarea semnalului de ieșire. În fig. 4, prin detectarea valorii de vârf a tensiunii de ieșire folosind o diodă Zener, rezistența canalului tranzistorului MOSFET scade pe măsură ce amplitudinea semnalului de ieșire al oscilatorului crește. Câștigul buclei este, de asemenea, redus, controlând generarea semnalului.

În fig. Figura 5 prezintă un test al formei de undă a oscilatorului pe o punte în T dublă folosind o lampă incandescentă. Ieșirea este configurată pentru a furniza un semnal de 4 V vârf la vârf la o tensiune de compensare de 5 V CC (Figura 6). Generatorul pe un pod dublu în T are o frecvență de generare de 400 Hz și un coeficient armonic Kg de 0,1%. contribuția cea mai semnificativă o are cea de-a doua armonică, care are o amplitudine mai mică de 4 mV vârf la vârf. În fig. Figura 6 prezintă un test al formei de undă a oscilatorului pe o punte în T dublă folosind un tranzistor MOSFET. Kg a fost de 1% cu o a doua amplitudine armonică de 40 mV vârf la vârf.

Tranzitorii de pornire sunt un alt aspect important al unui generator. În ambele scheme nu există oscilații de frecvență ultra joasă caracteristice altor tipuri de generatoare. Formele de undă din fig. 7 și fig. 8 indică o supratensiune scăzută când este pornit. Un generator care utilizează stabilizarea MOSFET este mai rapid decât un generator care utilizează stabilizare cu lămpi cu incandescență, deoarece o lampă cu incandescență are o inerție mai mare atunci când temperatura se schimbă.

Acest circuit poate fi folosit ca sursă de tensiune AC controlată de CC în aplicații care necesită o distorsiune scăzută și control al puterii de ieșire.

Generatoarele de semnal sunt dispozitive care sunt concepute în principal pentru testarea transmițătorilor. În plus, specialiștii le folosesc pentru a măsura caracteristicile convertoarelor analogice. Transmițătoarele model sunt testate prin simularea unui semnal. Acest lucru este necesar pentru a verifica dispozitivul pentru conformitatea cu standardele moderne. Semnalul direct către dispozitiv poate fi furnizat în forma sa pură sau cu distorsiune. Viteza sa pe canale poate varia foarte mult.

Cum arată generatorul?

Dacă ne uităm la un model obișnuit al unui generator de semnal, putem vedea un ecran pe panoul frontal. Este necesar pentru a monitoriza fluctuațiile și pentru a efectua controlul. În partea de sus a ecranului există un editor care oferă diverse funcții din care să aleagă. Mai jos este un secvențior care arată frecvența de oscilație. Sub ea este linia de mod. Amplitudinea sau nivelul de offset al semnalului poate fi ajustat folosind două butoane. Există un mini-panou separat pentru lucrul cu fișierele. Cu ajutorul acestuia, rezultatele testelor pot fi salvate sau deschise imediat.

Pentru ca utilizatorul să poată schimba frecvența de eșantionare, generatorul are un regulator special. Folosind valori numerice, vă puteți sincroniza destul de rapid. Ieșirile de semnal sunt de obicei situate în partea de jos a dispozitivului, sub ecran. Există și un comutator pentru pornirea generatorului.

Dispozitive de casă

Realizarea unui generator de semnal cu propriile mâini este destul de problematică din cauza complexității dispozitivului. Elementul principal al echipamentului este considerat a fi selectorul. Este proiectat în model pentru un anumit număr de canale. De regulă, în dispozitiv există două microcircuite. Pentru a regla frecvența, generatorul are nevoie de un sintetizator. Dacă luăm în considerare dispozitivele cu mai multe canale, atunci microcontrolerele pentru acestea sunt potrivite pentru seria KN148. Convertoarele sunt utilizate numai de tip analogic.

Dispozitive cu undă sinusoidală

Microcircuitul generator de semnal sinusoidală folosește unele destul de simple. În acest caz, amplificatoarele pot fi utilizate numai de tip operațional. Acest lucru este necesar pentru transmiterea normală a semnalului de la rezistențe la placă. Potențiometrele sunt incluse în sistem cu un rating de cel puțin 200 ohmi. Indicatorul ciclului de lucru al impulsului depinde de viteza procesului de generare.

Pentru configurarea flexibilă a dispozitivului, sunt instalate blocuri cu mai multe canale. Generatorul de undă sinusoidală este schimbat cu ajutorul unui control rotativ. Este potrivit doar pentru testarea receptoarelor de tip modulator. Acest lucru sugerează că generatorul trebuie să aibă cel puțin cinci canale.

Circuit generator de joasă frecvență

Generatorul de semnal de joasă frecvență (circuitul prezentat mai jos) include rezistențe analogice. Potențiometrele trebuie setate numai la 150 ohmi. Pentru a modifica valoarea pulsului, se folosesc modulatoare din seria KK202. Generarea în acest caz are loc prin condensatoare. Trebuie să existe un jumper între rezistențele din circuit. Prezența a doi pini vă permite să instalați un comutator (de joasă frecvență) în generatorul de semnal.

Principiul de funcționare al modelului de semnal sonor

La conectarea unui generator de frecvență, tensiunea este aplicată inițial selectorului. În continuare, curentul alternativ trece printr-o grămadă de tranzistoare. După conversia la locul de muncă, condensatoarele sunt pornite. Vibrațiile sunt reflectate pe ecran folosind un microcontroler. Pentru a regla frecvența de limitare, sunt necesari pini speciali pe cip.

În acest caz, generatorul de semnal audio poate atinge o putere maximă de ieșire de 3 GHz, dar eroarea ar trebui să fie minimă. Pentru a face acest lucru, în apropierea rezistenței este instalat un limitator. Sistemul absoarbe zgomotul de fază prin conector. Indicatorul de modulație de fază depinde numai de viteza de conversie a curentului.

Schema circuitului cu semnal mixt

Circuitul generator standard de acest tip se distinge printr-un selector multicanal. În acest caz, există mai mult de cinci ieșiri pe panou. În acest caz, limita maximă de frecvență poate fi setată la 70 Hz. Condensatorii din multe modele sunt disponibili cu o capacitate de cel mult 20 pF. Rezistoarele sunt pornite cel mai adesea cu o valoare nominală de 4 ohmi. Timpul de instalare pentru primul mod este în medie de 2,5 s.

Datorită prezenței unui limitator de transmisie, puterea inversă a unității poate ajunge la 2 MHz. În acest caz, frecvența spectrului poate fi ajustată folosind un modulator. Există ieșiri separate pentru impedanța de ieșire. nivelul circuitului este mai mic de 2 dB. Convertoarele în sisteme standard sunt disponibile în seria PP201.

Instrument cu formă de undă arbitrară

Aceste dispozitive sunt proiectate pentru erori mici. Ele oferă un mod de secvență flexibil. Circuitul selector standard implică șase canale. Parametrul de frecvență minimă este de 70 Hz. Impulsurile pozitive sunt percepute de un generator de acest tip. Condensatorii din circuit au o capacitate de cel puțin 20 pF. Impedanța de ieșire a dispozitivului este menținută până la 5 ohmi.

În ceea ce privește parametrii de sincronizare, acești generatori de semnal sunt destul de diferiți. Acest lucru se datorează de obicei tipului de conector. Ca rezultat, timpii de creștere variază de la 15 la 40 ns. Există două moduri în modele (liniar și logaritmic). Cu ajutorul lor, amplitudinea poate fi modificată. Eroarea de frecvență în acest caz este mai mică de 3%.

Modificări ale semnalelor complexe

Pentru a modifica semnale complexe, specialiștii folosesc doar selectoare multicanal în generatoare. Acestea trebuie să fie echipate cu amplificatoare. Regulatoarele sunt folosite pentru a schimba modurile de funcționare. Datorită convertorului, curentul devine constant de la 60 Hz. Timpul mediu de creștere nu trebuie să depășească 40 ns. În acest scop, capacitatea minimă a condensatorului este de 15 pF. Rezistența sistemului pentru semnal trebuie percepută în regiunea de 50 ohmi. Distorsiunea la 40 kHz este de obicei de 1%. Astfel, generatoarele pot fi folosite pentru testarea receptorilor.

Generatoare cu editori încorporați

Generatoarele de semnal de acest tip sunt foarte ușor de configurat. Regulatoarele din ele sunt proiectate pentru patru poziții. Astfel, nivelul frecvenței limită poate fi ajustat. Daca vorbim de timpul de instalare, la multe modele este de 3 ms. Acest lucru se realizează prin microcontrolere. Ele sunt conectate la placă folosind jumperi. Limitatoarele de transmisie nu sunt instalate la generatoarele de acest tip. Conform diagramei dispozitivului, convertoarele sunt situate în spatele selectoarelor. Sintetizatoarele sunt rar folosite în modele. Puterea maximă de ieșire a dispozitivului este de 2 MHz. Eroarea în acest caz este permisă doar 2%.

Dispozitive cu iesiri digitale

Generatoarele de semnal cu ieșiri și conectori digitale sunt echipate cu seria KR300. Rezistoarele, la rândul lor, sunt pornite cu o valoare nominală de cel puțin 4 ohmi. Astfel, rezistența internă a rezistorului este mare. Receptoarele cu o putere de cel mult 15 V sunt capabile să testeze aceste dispozitive. Conexiunea la convertor se face numai prin jumperi.

Selectoarele din generatoare pot fi găsite în tipuri cu trei și patru canale. Microcircuitul dintr-un circuit standard este de obicei folosit ca KA345. Întrerupătoarele pentru instrumentele de măsură folosesc numai cele rotative. Modularea impulsurilor în generatoare are loc destul de repede, iar acest lucru se realizează datorită coeficientului ridicat de transmisie. De asemenea, trebuie luat în considerare nivelul scăzut de zgomot în bandă largă de 10 dB.

Modele cu ceas mare

Generatorul de semnal de înaltă frecvență de ceas este foarte puternic. Poate rezista la o rezistență internă medie de 50 ohmi. Lățimea de bandă a unor astfel de modele este de obicei de 2 GHz. În plus, trebuie luat în considerare faptul că condensatoarele sunt utilizate cu o capacitate de cel puțin 7 pF. Astfel, curentul maxim este menținut la 3 A. Distorsiunea maximă în sistem poate fi de 1%.

Amplificatoarele, de regulă, pot fi găsite numai în generatoarele de tip operațional. Limitatoarele de transmisie în circuit sunt instalate la început și, de asemenea, la sfârșit. Este prezent un conector pentru selectarea tipului de semnale. Microcontrolerele pot fi găsite cel mai adesea în seria PPK211. Selectorul este proiectat pentru cel puțin șase canale. Există regulatoare rotative în astfel de dispozitive. Frecvența limită maximă poate fi setată la 90 Hz.

Funcționarea generatoarelor de semnal logic

Aceste rezistențe generatoare de semnal au o valoare nominală de cel mult 4 ohmi. În același timp, rezistența internă rămâne destul de ridicată. Pentru a reduce viteza de transmisie a semnalului, sunt instalate tipuri. De obicei, sunt trei pini pe panou. Conexiunea la limitatoarele de transmisie se face numai prin jumperi.

Comutatoarele din dispozitive sunt rotative. Puteți alege două moduri. Pentru modularea de fază, pot fi utilizați generatoare de semnal de tipul specificat. Parametrul lor de zgomot de bandă largă nu depășește 5 dB. Indicatorul de abatere a frecvenței este de obicei în jur de 16 MHz. Dezavantajele includ un timp lung de creștere și de cădere. Acest lucru se datorează lățimii de bandă reduse a microcontrolerului.

Circuit generator cu modulator MX101

Circuitul generator standard cu un astfel de modulator oferă un selector pentru cinci canale. Acest lucru face posibilă lucrul în modul liniar. Amplitudinea maximă la sarcină mică este menținută la 10 vârfuri. Decalajul de tensiune DC apare destul de rar. Parametrul curentului de ieșire este în jur de 4 A. Eroarea maximă de frecvență poate ajunge până la 3%. Timpul mediu de creștere pentru generatoarele cu astfel de modulatoare este de 50 ns.

Forma semnalului undei pătrate este percepută de sistem. Puteți testa receptoare folosind acest model cu o putere de cel mult 5 V. Modul de baleiaj logaritmic vă permite să lucrați cu succes cu diverse instrumente de măsurare. Viteza de reglare pe panou poate fi modificată fără probleme. Datorită rezistenței mari de ieșire, sarcina pe convertoare este îndepărtată.

Dispozitive și echipamente de casă

Radioconstructor 2007 Nr 11

De obicei, generatoare de semnal sinusoidal de joasă frecvență construit pe amplificatoare operaționale. Dar porți logice Ele pot funcționa și în modul analogic - ca amplificatoare. Acest subiect a fost atins de mai multe ori în literatură, dar în cea mai mare parte acestea au fost circuite amplificatoare de semnal analogice (amplificatoare de joasă frecvență pe cipuri CMOS, receptoare cu amplificare directă etc.). Dar orice amplificator, chiar și unul format din elemente logice, poate fi transformat într-un generator - totul ține de feedback...

Figura 1 prezintă o diagramă a unui generator sinusoidal de frecvență joasă de o frecvență fixă, implementat pe două invertoare logice ale microcircuitului K561LN2. Invertoarele sunt comutate în modul analogic folosind OOS pe rezistențele R1 și R3. fiecare dintre ele este conectat între intrarea și ieșirea invertorului. Amplificatoarele obtinute in acest fel sunt conectate in serie (ca doua trepte) prin rezistenta R4. Mai mult, coeficientul de transmisie al primei trepte depinde de raportul dintre rezistențele R1 și R2. Deoarece aceste rezistențe sunt aceleași, coeficientul de transmisie al primei trepte este egal cu unitatea.

Se formează rezistențele R1-R2 împreună cu capacitățile C1 și C2 Podul Vinei, reglat la o anumită frecvență care este determinată de formula binecunoscută:

F=1/(RC), unde R=R1=R2, C=C1=C2.

Pentru a obține o undă sinusoidală nerestricționată și nedistorsionată, trebuie să ajustați corespunzător câștigul amplificatorului sub rezistorul încorporat R4. În acest circuit, atunci când este alimentat de la o sursă de 9V, cea mai bună formă de undă sinusoidală se obține atunci când valoarea sa efectivă este de aproximativ 1V.

Acest generator, deși realizat pe elemente logice, este pur analogic, iar produsul său de ieșire nu conține componente de impuls sau tensiune în trepte care necesită filtrare.

Figura 2 arată circuit oscilator cu undă sinusoidală digitală de cuarț, generând o tensiune sinusoidală cu o frecvență de 976,5625 Hz (la o frecvență de rezonanță cu cuarț de 500 kHz). Aici, o tensiune sinusoidală este formată din impulsuri dreptunghiulare folosind un DAC pe elementele cipului D2 și ale rezistențelor. Perioada constă din 32 de pași. Semnalul final de ieșire este generat de amplificatorul operațional A1 și de circuitul RC conectat la ieșire. care netezește treptele care formează o sinusoidă.

Frecvența sinusoidei de ieșire va fi de 512 ori mai mică decât frecvența rezonatorului de cuarț sau a impulsurilor de intrare, care, atunci când funcționează de la o sursă externă de impuls, pot fi furnizate pinului 11 al D1. În acest caz, părțile R1, R2, Q1, C1, C2 sunt excluse

Circuitul este atractiv pentru că vă permite să obțineți un semnal sinusoidal de joasă frecvență cu stabilitate de frecvență de cuarț.

RadioMator 2002 nr 6

Un alt circuit simplu generator de undă sinusoidală folosind un microcircuit digital. În ciuda aspectului său neobișnuit, circuitul este destul de fiabil, autorul îl folosește de aproximativ 2 ani.

Elementul principal al generatorului este microcircuitul K155LAZ. Conexiunea inelă a trei invertoare DD1.1...DD1.3 este o structură instabilă, predispusă la excitație la frecvența maximă de funcționare. Rezistorul R1 stabilește punctul de funcționare al microcircuitului lângă pragul de comutare. Datorită prezenței unei „zone moarte” în circuitele TTL (intervalul de tensiune dintre pragurile „0” logic și „1” logic), IC intră în modul activ. Circuitul L1-C1 creează condiții pentru excitare la propria frecvență de rezonanță. Factorul de calitate al circuitului nu contează prea mult; circuitul funcționează în mod fiabil chiar și cu circuite de calitate scăzută.

Stabilitatea frecvenței depinde numai de stabilitatea circuitului și este destul de ridicată. Amplitudinea tensiunii de ieșire depinde de factorul de calitate al circuitului și poate ajunge la 2,5 V. La frecvența maximă (aproximativ 10...15 MHz), amplitudinea impulsurilor este de 2 ori mai mică, iar microcircuitul începe să se încălzească Sus.

Semnalul de ieșire poate fi îndepărtat atât de la bobina L1, cât și de la condensatorul C1. Cu toate acestea, este mai bine să-l scoateți din bobină, în acest caz, capacitatea de sarcină (chiar și una foarte semnificativă) are un efect minim asupra frecvenței de funcționare. În ciuda acestui fapt, este mai bine să conectați sarcina printr-un buffer. Acesta ar putea fi un emițător sau un urmăritor de sursă, un buffer de amplificator operațional sau o bobină de cuplare - totul depinde de frecvența de ieșire. Evident, la o frecvență de 1 kHz, ar trebui să se acorde preferință amplificatorului operațional, iar la 5 MHz, bobinei de cuplare.

Configurarea circuitului se reduce la selectarea punctului de funcționare al circuitului integrat folosind rezistența R1. Pentru a face acest lucru, conectați un osciloscop la ieșirea generatorului și, prin rotirea R1, obțineți o generare stabilă cu amplitudine maximă. R1 este mai bine să luați un tip multi-turn, cum ar fi SPZ-39.

Dispozitivul este compatibil cu orice invertoare din seria TTL și TTLSh. Este mai bine să evitați utilizarea microcircuitelor CMOS, deoarece realizarea unei generații durabile pe ele este aproape imposibilă.

A.UVAROV, Belgorod.

Wien Bridge Generator de semnal de testare a armonicilor scăzute

Când nu o ai la îndemână generator de undă sinusoidală de înaltă calitate- cum să depanați amplificatorul pe care îl dezvoltați? Trebuie să ne descurcăm cu mijloace improvizate.

În acest articol:

• Liniaritate ridicată atunci când utilizați un amplificator operațional de buget
• Sistem AGC precis cu distorsiuni minime
• Funcționează cu baterie: interferență minimă

Fundal

La începutul mileniului, toată familia noastră s-a mutat să locuiască în țări îndepărtate. Unele dintre materialele mele electronice ne-au urmat, dar, din păcate, nu toate. Așa că m-am trezit singur cu monoblocuri mari pe care le asamblasem, dar încă nedepanate, fără osciloscop, fără generator de semnal, cu o mare dorință de a finaliza acel proiect și de a asculta în sfârșit muzică. Am reușit să iau un osciloscop de la un prieten pentru utilizare temporară. Cu generatorul, trebuia urgent să inventez eu ceva. Pe atunci nu mă obișnuisem încă cu furnizorii de componente disponibili aici. Printre opampurile care s-au întâmplat să fie la îndemână erau câteva produse indigeste ale industriei electronice sovietice antice și un LM324 lipit de la o sursă de alimentare arsă a computerului.
Fișă de date LM324: National/TI, Fairchild, OnSemi... Îmi place să citesc fișe de date de la National - de obicei au o mulțime de exemple interesante de utilizare a pieselor. OnSemi a ajutat și în acest caz. Dar „Gypsy Little” și-a privat adepții de ceva :)

Clasici ale genului

Ajută autorul!

Acest articol a arătat mai multe tehnici simple care vă permit să obțineți foarte mult generarea și amplificarea de înaltă calitate a unui semnal sinusoidal, folosind un amplificator operațional ieftin disponibil pe scară largă și un tranzistor cu efect de câmp de joncțiune p-n:

• Limitarea intervalului de control automat al nivelului și reducerea influenței neliniarității elementului de control;
• Trecerea treptei de ieșire a amplificatorului operațional în modul de funcționare liniar;
• Selectarea nivelului de sol virtual optim pentru funcționarea bateriei.

Era totul clar? Ați găsit ceva nou sau original în acest articol? Voi fi încântat dacă lăsați un comentariu sau puneți o întrebare și, de asemenea, distribuiți articolul prietenilor tăi pe o rețea de socializare făcând clic pe pictograma corespunzătoare de mai jos.

Addendum (octombrie 2017) L-am găsit pe Internet: http://www.linear.com/solutions/1623. Am tras doua concluzii:

1. Nu este nimic nou sub soare.
2. Nu alerga după prețuri ieftine, preote! Dacă aș fi luat atunci un amplificator operațional normal, aș fi obținut un Kg exemplar scăzut.

Această intrare a fost publicată în , de . Marcați .

Comentarii la VKontakte

254 gânduri despre „ Wien Bridge Generator de semnal de testare armonici joase”

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul.