Oszillierender Frequenzgenerator mit Frequenzganganzeige auf dem LCD. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Dieses Gerät basiert auf zwei Designs – einem Funktionsgenerator und einem Taschenoszilloskop, deren Beschreibungen bereits früher in unserem Magazin veröffentlicht wurden. Mit seiner Hilfe können Sie die Resonanzfrequenz eines Schwingkreises oder Quarzresonators, die Form des Frequenzgangs einer Verstärkungsstrecke oder eines Filters im Bereich von mehreren Hertz bis zehn Megahertz bestimmen.

Das Gerät besteht aus zwei Blöcken – dem Schwingfrequenzgenerator selbst und der Anzeige.

Technische Eigenschaften

• Mittenfrequenz am Ausgang 1, Hz .......1...107
• Relative Frequenzabweichung am Ausgang 1, % ......0.30
• Ausgangsfrequenzabweichung 2, kHz ......0.100
• Ausgangssignalamplitude, V .......0.2
• Indikatorempfindlichkeit, V ....... 0,1
• Aufgenommener Strom, mA im Stromkreis -5 V ....... 10
• +5 V-Schaltung ...... 50

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Das Diagramm des Generatorteils des Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Es basiert auf einem Generator auf Basis der Mikroschaltung MAX038, deren Schaltung und detaillierte Beschreibung in [1] veröffentlicht wurden. Die Teile, die erforderlich sind, um am Ausgang dieser Mikroschaltung (DA3) Dreiecks- und Rechtecksignale zu erhalten, werden weggelassen, so dass nur ein Sinussignal übrig bleibt. Der Frequenzabstimmungseingang FADJ der DA3-Mikroschaltung wird von einem aus den Transistoren VT3, VT4 und VT6 zusammengesetzten Generator mit einer Sägezahnspannung versorgt. Die „Säge“-Frequenz wird durch den Kondensator C19 eingestellt und ihre Feinabstimmung kann durch Auswahl des Widerstands R15 erfolgen, wobei sein Widerstandswert um nicht mehr als ±20 % geändert wird. Der Knoten an den Transistoren VT8 und VT10 erzeugt zu Beginn jeder Periode der Sägezahnspannung einen kurzen Synchronimpuls, um den Durchlauf der Anzeige auszulösen.

Mit dem variablen Widerstand R22 können Sie die relative Frequenzabweichung des Generators auf dem DA3-Chip von 0 bis 30 % der durch den Schalter SA1 und den variablen Widerstand R10 vorgegebenen Durchschnittsfrequenz einstellen. Für eine reibungslose Anpassung können Sie einen weiteren variablen Widerstand mit einem Nennwert von 10 kOhm in Reihe mit R4,7 eingeben.

Der Abstimmbereich des Generators von 1 Hz bis 10 MHz ist in sieben Teilbereiche mit jeweils zehnfacher Frequenzänderung unterteilt. Der Gesamtabstimmbereich kann soweit erweitert werden, wie es die Möglichkeiten des DA3-Chips zulassen. Dazu ist es notwendig, die Anzahl der Positionen des Schalters SA1 zu erhöhen und die Kondensatoren auszuwählen, die er in neuen Positionen mit Pin 5 der Mikroschaltung verbindet. Über den Anschluss XW1 „Output 1“ wird dem Prüfling ein sinusförmiges Signal zugeführt.

Um den Frequenzgang von Tongeräten zu untersuchen, ist eine größere relative Frequenzabweichung erforderlich (z. B. von 20 Hz auf 20 kHz). Um es zu erhalten, wurde die Methode der Überlagerung der Signale zweier Generatoren verwendet – abstimmbar und vorbildlich (nicht abstimmbar). Ein beispielhafter Quarzoszillator mit einer Frequenz von 1 MHz wird mit dem Transistor VT1 zusammengebaut. Die Differenzfrequenz der beiden Generatoren wird durch einen Mischer an den Transistoren VT2, VT5 gebildet und über einen Emitterfolger an den Transistoren VT2 und VT2 dem Anschluss XW7 „Ausgang 9“ zugeführt.

Bei Verwendung dieses Ausgangs muss der Hauptoszillator auf dem DA3-Chip so konfiguriert werden, dass die untere Grenzfrequenz seiner Sägezahnabstimmung möglichst genau der Frequenz des Quarzoszillators (1 MHz) entspricht und die obere Grenze um höher liegt der Betrag der erforderlichen Frequenzabweichung am Ausgang 2. Wenn Sie beispielsweise die Obergrenze auf 1,1 MHz einstellen, variiert die Signalfrequenz an diesem Ausgang sägezahnförmig von 0 Hz bis 100 kHz.

Der Signalpegel an beiden Ausgängen des Generators wird gleichzeitig durch einen doppelten variablen Widerstand R26 gesteuert.

Fig. 2

Der Generatorteil (mit Ausnahme des Netzteils am Transformator T1, der Gleichrichterbrücken VD1, VD2 und der integrierten Stabilisatoren DA1, DA2) ist auf einer Leiterplatte montiert, die gemäß der Zeichnung in Abb. hergestellt wurde. 2. Die Frequenzeinstellkondensatoren C1, C5, C6, C10, C14, C15, C17 werden direkt an die Anschlüsse des Schalters SA1 angelötet.

Reis. 3 (zum Vergrößern anklicken)

Als Indikator zur Darstellung des Frequenzgangs des untersuchten Geräts wurde ein in [2] beschriebenes Oszilloskop verwendet. An der Schaltung und dem Mikrocontrollerprogramm wurden geringfügige Änderungen vorgenommen. Das modifizierte Diagramm ist in Abb. dargestellt. 3. Tasten zur Auswahl der Betriebsarten sind davon ausgenommen und im Programm verbleibt nur noch ein Sweep mit einer Dauer von 10 ms, der etwas länger ist als die Periode der Sägezahnspannung des Generators am Unijunction-Transistor VT3. Um den Sweep zu starten, werden Taktimpulse vom Kollektor des Transistors VT7 am RB10-Eingang des Mikrocontrollers empfangen.

Fig. 4

Der Hauptteil der Anzeigeteile befindet sich auf der in Abb. gezeigten Leiterplatte. 4. Die Detektorbaugruppe mit Stecker XW3, Diode VD3, Kondensatoren C28, C29 und Widerständen R30, R31 besteht jedoch aus einer Fernsonde, die über ein abgeschirmtes Kabel mit dem Mikrocontroller verbunden ist. Dies ist praktisch, um die Sonde an das zu prüfende Gerät anzuschließen. Darüber hinaus können die Sonden je nach Frequenz und Amplitude der ihnen zugeführten Signale austauschbar und unterschiedlich gestaltet sein.

Das Gerät wird zunächst mit einer Auswahl von Frequenzeinstellkondensatoren des Hauptgenerators so eingestellt, dass der gesamte Frequenzbereich lückenlos abgedeckt wird. Als nächstes wird die Funktion des Quarzoszillators und Mischers überprüft, indem die Frequenz des Hauptoszillators auf 1 MHz bei Nullabweichung eingestellt und am Ausgang 2, an den Kopfhörer zur Überwachung angeschlossen werden können, durch Nullschläge überwacht wird. Beim Einrichten eines Sägezahnspannungsgenerators kommt es darauf an, den Kondensator C19 so auszuwählen, dass eine Schwingfrequenz von mindestens 80, jedoch nicht mehr als 100 Hz (Sweepfrequenz des Indikators) erreicht wird.

Der Nachteil dieses Indikators besteht darin, dass der Kontrast des Bildes auf dem Bildschirm aufgrund seiner ständigen Aktualisierung gering ist. Sie können sie erhöhen, indem Sie den Scan vorübergehend stoppen. Dazu müssen Sie das in Abb. gezeigte installieren. 1 gestrichelter Schalter SA2. Wenn es geschlossen ist, stoppt der Fluss der Taktimpulse zum PB7-Eingang des DD1-Mikrocontrollers und die zuletzt angezeigte Kurve wird mit maximalem Kontrast auf dem HG1-Anzeigebildschirm „eingefroren“.

Ein „Taschenoszilloskop“, das wie in [2] beschrieben hergestellt wurde, kann ohne Änderungen verwendet werden. In diesem Fall wird der Bildschirm jedoch alle zwei Sekunden aktualisiert, und nach jedem Einschalten des Geräts muss die Abtastgeschwindigkeit eingestellt werden.

Um nicht nur den Frequenzgang des untersuchten Gerätes qualitativ beurteilen zu können, sondern auch die genaue Frequenz seiner charakteristischen Punkte zu bestimmen, empfiehlt es sich, das Gerät mit einem Frequenzmesser zu ergänzen, der nach einem solchen hergestellt werden kann der in der Zeitschrift veröffentlichten Schaltungen. Die Frequenz sollte gemessen werden, indem die Abweichung am Gerät auf Null gesetzt wird.

Dateien von Leiterplatten im Sprint Layout 5.0-Format und das Mikrocontroller-Programm können von ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/08/oscg.zip heruntergeladen werden.

Literatur

1. Netschajew I. Funktionsgenerator mit einem Frequenzbereich von 0,1 Hz...10 MHz. - Radio, 1997, Nr. 1, S. 34, 35.
2. Pichugov A. Taschenoszilloskop. - Radio, 2013, Nr. 10, p. 20, 21.

Autor: . Kamenew

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