Funktionsgenerator mit elektronischer Frequenzabstimmung. Schema, Beschreibung

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Funktionsgenerator mit elektronischer Frequenzabstimmung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Funktionsgeneratoren werden von Funkamateuren zum Testen und Einstellen verschiedener elektronischer Geräte verwendet. Der Autor des vorgeschlagenen Artikels beschreibt eine der Varianten eines solchen Generators, der Sägezahn- und Rechtecksignale erzeugt.

Wie Sie wissen, können Funktionsgeneratoren ein Ausgangssignal mit dreieckiger, sägezahnförmiger, rechteckiger, sinusförmiger und vielen anderen Formen liefern. Zwar werden solche Geräte normalerweise von Spezialisten verwendet, die professionell komplexe Geräte entwickeln. In der Amateurfunkpraxis reicht es in den meisten Fällen beispielsweise aus, ein Dreiecks- und Rechtecksignal empfangen zu können. Mit der ersten können Sie die analogen Geräte des 3H-Bereichs abstimmen und (natürlich, wenn Sie ein Oszilloskop haben) Verzerrungen vom Typ „Schritt“, Signalbeschränkungen „von oben“ oder „von unten“ erkennen. Mit Hilfe des zweiten können Sie digitale Geräte überprüfen und anpassen sowie die dynamischen Eigenschaften analoger Geräte steuern. Der Generator selbst, der solche Signale liefert, wird stark vereinfacht.

Das Schema des Geräts ist in Abb. eines.

(zum Vergrößern klicken)

Der Generator selbst ist auf einem DA1-Chip aufgebaut, der zwei Operationsverstärker enthält. Auf DA1.1 ist ein Integrator und auf DA1.2 ein Komparator montiert (siehe Horowitz P., Hill W. Art of Circuitry. - M.: Mir, 1998, S. 257). Der Frequenzbereich des Generators von 20 Hz bis 20 kHz ist in drei Teilbereiche unterteilt, die durch den Schalter SA1 eingestellt werden, der einen der Kondensatoren C1 – C3 mit dem Integrator verbindet. In jedem der Teilbereiche wird die Oszillatorfrequenz durch einen variablen Widerstand R2 geändert.

Beim Laden des Frequenzeinstellkondensators entsteht am Ausgang des Operationsverstärkers DA1.1 (Pin 9) eine zeitlich ansteigende Spannung. Sobald er einen bestimmten Wert erreicht, ändert der Komparator die Integrationsrichtung. Der Frequenzeinstellkondensator beginnt sich zu entladen, die Spannung am angegebenen Ausgang sinkt. Das Ergebnis ist eine dreieckige Wellenform. Über den Widerstand R8 und den Kondensator C6 gelangt es zum variablen Widerstand R9 und von dessen Motor zur Ausgangsbuchse XS3. Die maximale Spannung, die am Ausgang mit einem variablen Widerstand eingestellt werden kann, beträgt 1 V.

Am Ausgang des Komparators (Pin 13 des Operationsverstärkers DA1.2) entstehen rechteckige Schwingungen, die dem Shaper auf dem DD1-Chip zugeführt werden. Mit diesem Chip können Sie Spannung an die Eingänge anlegen,

eine höhere Versorgungsspannung, wodurch Sie seinen Eingang 1 direkt mit dem Ausgang des Operationsverstärkers DA1.2 verbinden können. Die Versorgungsspannung wird ihm über eine der Zenerdioden VD1 - VD4 zugeführt, sodass am Ausgang der Logikelemente DD1.2 - DD1.6 je nach Rechteckimpulse mit einer Amplitude von 3, 5, 9, 12 V vorliegen die Position des beweglichen Kontakts des Schalters SA2.

Aufgrund der Verwendung eines relativ leistungsstarken CMOS-Chips K561LN2 kann sein Ausgangsstrom 20...30 mA erreichen. Daher eignet sich das Gerät zum Konfigurieren von Geräten, die auf Mikroschaltungen verschiedener Serien montiert sind: K155, K176, K530, KR531, K555, K564, KR1554 und viele andere.

Mit den Nennwerten der im Diagramm angegebenen Elemente wird die Frequenz des erzeugten Signals in Hertz durch die Formel bestimmt: Fout = (40 / C) (UR2 / Upit), wobei C die Kapazität des angeschlossenen Frequenzumrichters ist Kondensator, μF; UR2 - Spannung am Motor des variablen Widerstands R2, V; Upit - Versorgungsspannung, V.

Da der Operationsverstärker von einer einzigen Spannungsversorgung gespeist wird, wird der Wert von UR2 nach unten begrenzt. Bei dem vom Autor verwendeten Operationsverstärker betrug sie 1,45 V; bei einer niedrigeren Spannung funktionierte der Generator nicht. Um eine zehnfache Frequenzüberlappung zu erreichen, wurde daher eine stabilisierte Versorgungsspannung von 15 V gewählt. Der Generator ist zwar auch bei einer niedrigeren Spannung betriebsbereit, aber die Frequenzüberlappung in jedem Teilbereich ist auch geringer.

Im Gerät kann jeder Transistor der KT3102-Serie verwendet werden. Kondensatoren C1 - C Z-PM-2, K71, aber im Extremfall, wenn keine hohe thermische Stabilität erforderlich ist, - KD, KLS, K10-17; C4 – jeder Typ, C5 – C7 – K50-16, K50-35 oder ähnlich. Variable Widerstände – SP, SPO, SP4, fest – MLT, S2-33. Schalter – jeder Typ.

Die meisten Teile sind auf einer Leiterplatte (Abb. 2) aus einseitiger Glasfaserfolie montiert.

Funktionsgenerator mit elektronischer Frequenznachstellung

Die Platine wird in ein Gehäuse mit geeigneten Abmessungen eingebaut und Schalter, Steckdosen und variable Widerstände werden am Gehäuse angebracht. Es ist wünschenswert, den Widerstand R2 mit einer Skala zu versehen und darauf die Werte der erzeugten Frequenzen für jedes Teilband anzugeben.

Wählen Sie beim Einrichten des Geräts zunächst einen Widerstand R1 mit einem solchen Widerstand aus, dass in der linken (gemäß Diagramm) Position des Widerstands R2 des Motors ein stabiler Betrieb des Generators bei der niedrigsten Frequenz - 20 Hz (der bewegliche Kontakt von) beobachtet wird der Schalter SA1 befindet sich in der Stellung „20 ... 200 Hz“). Die Frequenzen der Teilbänder werden durch Auswahl der Kondensatoren C1–C3 eingestellt, und die maximale Amplitude der Dreiecksspannung wird durch Auswahl des Widerstands R8 eingestellt.

Der Betriebsfrequenzbereich des Generators ist durch die Geschwindigkeit des verwendeten Operationsverstärkers begrenzt und beträgt 40 ... 50 kHz. Wenn es notwendig ist, solche Frequenzen zu erhalten, fügen Sie einen weiteren Frequenzeinstellkondensator hinzu, verwenden Sie einen Vierstellungsschalter und stellen Sie andere Teilbereiche ein, zum Beispiel 4 ... 40 Hz, 40 ... 400 Hz, 0,4 ... 4 kHz, 4 . .40 kHz.

Autor: I.Nechaev

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