Схемы генераторов: Генераторы, схемы

Содержание

Генераторы, схемы

Генератор — это усилитель с такой положительной обратной связью, ко­торая обеспечивает поддержание сигнала на выходе усилителя без пода­чи внешнего входного сигнала. Генератор преобразует постоянный ток (получаемый от источника питания) в переменный сигнал. Для возник­новения устойчивых колебаний должны выполняться два основных тре­бования:

а) обратная связь должна быть положительной;

б) полный петлевой коэффициент усиления должен быть больше 1.

Существует два типа генераторов: генераторы синусоидальных сиг­налов, вырабатывающие гармонические сигналы, и генераторы несинусо­идальных сигналов, называемые также релаксационными генераторами или мультивибраторами, обычно вырабатывающие прямоугольные сиг­налы.

 

Генераторы с резонансным контуром в цепи коллектора

В схеме генератора на рис. 33.1 элементы L2 и C2 образуют резонансный контур, с которого снимается выходной сигнал.

Рис. 33.1. Генератор с резонансным            Рис. 33.2. Генератор с резонансным контуром в       

           контуром в цепи базы.                                                    цепи  коллектора.           

 

Часть этого выходного сигнала подается обратно на вход через трансформаторную связь       L1L2 таким образом, чтобы сигнал обратной связи совпадал по фазе с сигналом на входе. Транзистор включен по схеме с ОЭ и работает в режиме класса А, который задается цепью смещения R1R2. Конденсатор C1 обеспе­чивает развязку для резистора R2 цепи смещения, а конденсатор C3развязку для обычного стабилизирующего резистора R3 в цепи эмиттера.

 

Генераторы с резонансным контуром в цепи базы

В схеме генератора на рис. 33.2 разделительный конденсатор C2 обеспечи­вает работу транзистораT1 в режиме класса С. Элементы L2 и C1 образу­ют резонансный контур. Положительная обратная связь осуществляется через конденсатор C3 и трансформатор Тр1.

Трехточечная схема генератора с индуктивной обратной связью (схема Хартли)

В этом генераторе (рис. 33.3) катушка индуктивности с отводом L1 обеспе­чивает необходимую обратную связь на эмиттер транзистора. Элементы C2 и L1 образуют резонансный контур.

Трехточечная схема генератора с емкостной обратной связью (схема Колпитца)

В этом случае используется расщепленный конденсатор C1C2 (рис. 33.4). Элементы         C1C2 и L1 образуют резонансный контур, кон­денсатор C3 обеспечивает работу транзистора в режиме класса С.

Генераторы с фазосдвигающей цепью обратной связи, или RC-генераторы

Синусоидальные колебания можно также получить с помощью специаль­но подобранных  RC-цепочек обратной связи, как показано на рис. 33.5. RC-секции R1C1, R2C2,                  R3C3 образуют фазосдвигающую цепь, которая на заданной частоте обеспечивает сдвиг фазы сигнала на 180°. Поскольку транзистор сдвигает фазу сигнала на 180°, то в петле обратной связи получается полный фазовый сдвиг 360°. Таким образом, обратная связь оказывается положительной. Обычно номиналы всех резисторов и всех конденсаторов в фазосдвигающей цепи выбираются одинаковыми, и каждая RC-секция вносит фазовый сдвиг 60°.


Рис. 33.3. Схема Хартли.                         Рис. 33.4. Схема Колпитца.

Рис. 33.5.RC-генератор с фазосдвигающей цепью обратной связи на элементах R1C1,

 R2C2, R3C3, обеспечивающей сдвиг фазы сигнала на 180°. 

Еще раз отметим, что вся фазосдвигающая цепь обеспечивает фазовый сдвиг 180° только на одной частоте, определяемой номиналами используемых компонентов.

Кварцевые генераторы

Одним из самых важных требований, предъявляемых к генератору, явля­ется стабильность частоты генерируемых им колебаний. Изменения частоты могут быть вызваны, например, изменением емкости или индук­тивности элементов резонансного контура или изменением параметров транзистора при колебаниях температуры. Стабильность частоты можно улучшить путем точного подбора элементов схемы, в том числе транзистора. Для обеспечения очень высокой стабильности частоты приме­няется кристалл кварца, точно задающий и стабилизирующий частоту колебаний. В небольших пределах частоту генератора с кварцевой стаби­лизацией можно изменять с помощью конденсатора переменной емкости, подключаемого параллельно кристаллу кварца. Кварцевые генераторы используются в цветных телевизорах для генерации поднесущей частоты 4,43 МГц с точностью до нескольких герц.

УВЧ-генераторы

Генераторы очень высоких и ультравысоких частот (УВЧ) по принципу работы аналогичны другим генераторам. Однако из-за очень высокой частоты емкости и индуктивности элементов настройки С и L очень ма­лы. Катушку индуктивности может заменить одна полоска проводника или простая петля из меди. В качестве конденсатора может служить варактор. Для построения резонансной схемы иногда используются от­резки длинных линий, имеющих распределенную емкость и индуктив­ность.

Генераторы несинусоидальных сигналов

Эти генераторы, называемые еще релаксационными генераторами, выра­батывают прямоугольные импульсные сигналы путем переключения од­ного или двух транзисторов из открытого состояния в закрытое и обратно. Несинхронизированный мультивибратор, описанный в предыдущей главе, является примером такого генератора. Другой разновидностью генерато­ра несинусоидальных сигналов является блокинг-генератор.

Блокинг-генератор

В генераторе этого типа применяется трансформаторная обратная связь с коллектора на базу транзистора (рис. 33.6). Работа этой схемы осно­вана на том, что в силу трансформаторной связи напряжение на базе будет наводиться только при изменении тока коллектора, то есть при его увеличении или уменьшении. В первом случае действует положитель­ная обратная связь, во втором — отрицательная. При первом включении схемы транзистор открывается, его коллекторный ток увеличивается, со­здавая напряжение обратной связи на базе, в результате чего транзистор открывается еще больше. Когда достигается насыщение, увеличение кол­лекторного тока прекращается, что вызывает появление на базе напря­жения противоположной полярности. Это напряжение закрывает тран­зистор. Транзистор удерживается в закрытом состоянии отрицательным зарядом на конденсаторе С до тех пор, пока этот конденсатор в доста­точной степени не разрядится через резистор R. После этого транзистор снова отпирается и описанный процесс повторяется.

Выходное напряжение блокинг-генератора представляет собой после­довательность узких импульсов (рис. 33.7). Ширина (длительность) импульса определяется параметрами трансформатора, а временной интер­вал между импульсами — постоянной времени RC. Поэтому частоту ко­лебаний блокинг-генератора можно изменять путем изменения номинала резистора R.


Рис. 33.6. Блокинг-генератор.

   

Рис. 33.7. Выходной сигнал бло­кинг-генератора.

 

Рис. 33.8. Генератор на однопереходном транзисторе.

Вторичная обмотка трансформатора является коллекторной нагруз­кой транзистора. Быстрое изменение тока через эту обмотку при закры­вании транзистора приводит к появлению большой противоЭДС и большо­го выброса коллекторного напряжения. Этот выброс напряжения может превысить максимально допустимое коллекторное напряжение и вызвать разрушение транзистора. Для защиты транзистора параллельно первич­ной обмотке трансформатора включается диод D1. В нормальном режиме этот диод смещен в обратном направлении и закрыт. Открывается он только в том случае, когда напряжение на коллекторе транзистора превышает напряжение источника питания VCC.

 

Генераторы на однопереходных транзисторах

Полупроводниковые приборы, имеющие на характеристике участок с от­рицательным сопротивлением, например одиопереходные транзисторы, могут быть использованы в генераторах. На рис. 33.8 приведена схе­ма генератора на однопереходном транзисторе. Транзистор смещен в ту область своей выходной характеристики, где выходной ток увеличивается при уменьшении входного напряжения, то есть в область отрицательного сопротивления. Он попеременно открывается и закрывается без какой-либо обратной связи. Выходное напряжение на базе 2 (b2) представля­ет собой последовательность импульсов. Еще один выходной сигнал — последовательность импульсов противоположной полярности — можно снять с базы 1 (b1). С эмиттера транзистора можно снять пилообраз­ный сигнал. Частота генерируемых импульсов определяется постоянной времени R1C1.

 

Генераторы пилообразного напряжения

На рис. 33.9 показана схема генератора, вырабатывающего пилообразный сигнал при подаче на его вход прямоугольных импульсов. На участке периода входной последовательности импульсов между точками А и В (рис. 33.10) на базе транзистора действует нулевое напряжение, и тран­зистор находится в состоянии отсечки, т. е. закрыт. Конденсатор C1 постепенно заряжается через резистор R1. Прежде чем конденсатор пол­ностью зарядится, на вход поступает положительный фронт ВС импуль­са, переключающий транзистор в проводящее состояние. В результате конденсатор C1 очень быстро разряжается через открытый транзистор. Конденсатор находится в разряженном состоянии во время действия им­пульса (вершина CD). Отрицательный фронт DE импульса переключает транзистор в состояние отсечки, конденсатор C1 снова начинает заря­жаться и т. д.


Рис. 33.9. Генератор пилообразно­го напряжения,

управляемый последовательностью

прямоугольных им­пульсов.

Рис. 33.10. Форма сигналов на вхо­де и

выходе генератора пилообразно­го напряжения.

Тот же принцип заряда и разряда конденсатора используется и в дру­гих генераторах пилообразного напряжения. На рис. 33.11 приведены схемы двух таких генераторов на основе несинхронизированного мульти­вибратора и блокинг-генератора соответственно, применяемых в блоках: развертки телевизоров. Потенциометр R1 управляет частотой развертки (кадровой синхронизацией), а потенциометр R2 — амплитудой сигнала развертки (размером изображения по вертикали).

Рис. 33.11. Генераторы пилообразного напряжения на основе (а) несинхронизированного мультивибратора и (б) блокинг-генератора, применяемые в блоках кадровой развертки телевизоров.

В этом видео рассказывается о генераторах для исследования, настройки и испытаний систем и приборов:

Добавить комментарий

Схемы генераторов высокой частоты

Предлагаемые генераторы высокой частоты предназначены для получения электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, выполняют с использованием LC-колебательных контуров или кварцевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами. Принципиально схемы от этого существенно не изменяются, поэтому ниже будут рассмотрены LC-генераторы высокой частоты. Отметим, что в случае необходимости колебательные контуры в некоторых схемах генераторов (см., например, рис. 12.4, 12.5) могут быть без проблем заменены кварцевыми резонаторами.

Рис. 12.1

Генераторы высокой частоты (рис. 12.1, 12.2) выполнены по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практике схеме «индуктивной трехточки». Они различаются наличием эмиттерной RC-цепочки, задающей режим работы транзистора (рис. 12.2) по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности (рис. 12.1, 12.2) делают отвод (обычно от ее 1/3… 1/5 части, считая от заземленного вывода). Нестабильность работы генераторов высокой частоты на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации «плавает». Для ослабления влияния транзистора на рабочую частоту генерации следует максимально ослабить связь колебательного контура с транзистором, до минимума уменьшив переходные емкости. Кроме того, на частоту генерации заметно влияет и изменение сопротивления нагрузки. Поэтому крайне необходимо между генератором и сопротивлением нагрузки включить эмиттерный (истоковый) повторитель.

Для питания генераторов следует использовать стабильные источники питания с малыми пульсациями напряжения.

Рис. 12.2

 

Рис. 12.3

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах (рис. 12.3), обладают лучшими характеристиками.

Генераторы высокой частоты, собранные по схеме «емкостной трехточки» на биполярном и полевом транзисторах, показаны на рис. 12.4 и 12.5. Принципиально по своим характеристикам схемы «индуктивной» и «емкостной» трехточек не отличаются, однако в схеме «емкостной трехточки» не нужно делать лишний вывод у катушки индуктивности.

Во многих схемах генераторов (рис. 12.1 — 12.5 и другие схемы) выходной сигнал может сниматься непосредственно с колебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза-земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и рабочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контроля технологических параметров.

Рис. 12.4

 

Рис. 12.5

На рис. 12.6 показана схема несколько видоизмененного варианта ВЧ генератора — «емкостной трехточки». Глубину положительной обратной связи и оптимальные условия для возбуждения генератора подбирают с помощью емкостных элементов схемы.

Схема генератора, показанная на рис. 12.7, работоспособна в широком диапазоне значений индуктивности катушки колебательного контура (от 200 мкГн до 2 Гн) [Р 7/90-68]. Такой генератор можно использовать в качестве широкодиапазонного высокочастотного генератора сигналов или в качестве измерительного преобразователя электрических и неэлектрических величин в частоту, а также в схеме измерения индуктивностей.

Рис. 12.6

 

Рис. 12.7

 

Рис. 12.8

Генераторы на активных элементах с N-образной ВАХ (туннельные диоды, лямбда-диоды и их аналоги) содержат обычно источник тока, активный элемент и частотозадающий элемент (LC-контур) с параллельным или последовательным включением. На рис. 12.8 показана схема ВЧ генератора на элементе с лям-бдаобразной вольт-амперной характеристикой. Управление его частотой осуществляется за счет изменения динамической емкости транзисторов при изменении протекающего через них тока.

Светодиод НИ стабилизирует рабочую точку и индицирует включенное состояние генератора.

Генератор на аналоге лямбда-диода, выполненный на полевых транзисторах, и со стабилизацией рабочей точки аналогом стабилитрона — светодиодом, показан на рис. 12.9. Устройство работает до частоты 1 МГц и выше при использовании указанных на схеме транзисторов.

Рис. 12.9

 

Рис. 12.10

На рис. 12.10 в порядке сопоставления схем по степени их сложности приведена практическая схема ВЧ генератора на туннельном диоде. В качестве полупроводникового низковольтного стабилизатора напряжения использован прямосме-щенный переход высокочастотного германиевого диода. Этот генератор потенциально способен работать в области наиболее высоких частот — до нескольких ГГц.

Высокочастотный , по схеме очень напоминающий рис. 12.7, но выполненный с использованием полевого транзистора, показан на рис. 12.11 [Рл 7/97-34].

Прототипом RC-генератора, показанного на рис. 11.18 является схема генератора на рис. 12.12 [F 9/71-171; 3/85-131].

Этот генератор отличает высокая стабильность частоты, способность работать в широком диапазоне изменения параметров частотозадающих элементов. Для снижения влияния нагрузки на рабочую частоту генератора в схему введен дополнительный каскад — эмиттерный повторитель, выполненный на биполярном транзисторе VT3. Генератор способен работать до частот свыше 150 МГц.

Рис. 12.11

 

Рис. 12.12

Из числа всевозможных схем генераторов особо следует выделить генераторы с ударным возбуждением. Их работа основана на периодическом возбуждении колебательного контура (либо иного резонирующего элемента) мощным коротким импульсом тока. В результате «электронного удара» в возбужденном таким образом колебательном контуре возникают постепенно затухающие по амплитуде периодические колебания синусоидальной формы. Затухание колебаний по амплитуде обусловлено необратимыми потерями энергии в колебательном контуре. Скорость затухания колебаний определяется добротностью (качеством) колебательного контура. Выходной высокочастотный сигнал будет стабилен по амплитуде, если импульсы возбуждения следуют с высокой частотой. Этот тип генераторов является наиболее древним в ряду рассматриваемых и известен с XIX века.

Практическая схема генератора высокочастотных колебаний ударного возбуждения показана на рис. 12.13 [Р 9/76-52; 3/77-53]. Импульсы ударного возбуждения подаются на колебательный контур L1C1 через диод VD1 от низкочастотного генератора, например, мультивибратора, или иного генератора прямоугольных импульсов (ГПИ), рассмотренных ранее в главах 7 и 8. Большим преимуществом генераторов ударного возбуждения является то, что они работают с использованием колебательных контуров практически любого вида и любой резонансной частоты.

Рис. 12.13

 

Рис. 12.14

Еще один вид генераторов — генераторы шума, схемы которых показаны на рис. 12.14 и 12.15.

Такие генераторы широко используют для настройки различных радиоэлектронных схем. Генерируемые такими устройствами сигналы занимают исключительно широкую полосу частот — от единиц Гц до сотен МГц. Для генерации шума используют обратносмещенные переходы полупроводниковых приборов, работающих в граничных условиях лавинного пробоя. Для этого могут быть использованы переходы транзисторов (рис. 12.14) [Рл 2/98-37] или стабилитроны (рис. 12.15) [Р 1/69-37]. Чтобы настроить режим, при котором напряжение генерируемых шумов максимально, регулируют рабочий ток через активный элемент (рис. 12.15).

Рис. 12.15

Отметим, что для генерации шума можно использовать и резисторы, совмещенные с многокаскадными усилителями низкой частоты, сверхрегенеративные приемники и др. элементы. Для получения максимальной амплитуды шумового напряжения необходим, как правило, индивидуальный подбор наиболее шумящего элемента.

Для того чтобы создать узкополосные генераторы шума, на выходе схемы генератора может быть включен LC- или RC-фильтр.


Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

ГЕНЕРАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ • Большая российская энциклопедия

ГЕНЕРА́ТОР ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИХ КОЛЕ­БА́НИЙ, уст­рой­ст­во, пре­об­ра­зую­щее разл. ви­ды элек­три­че­ской энер­гии (напр., ис­точ­ни­ков по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния или то­ка) в энер­гию элек­три­че­ских (элек­тро­маг­нит­ных) ко­ле­ба­ний. Тер­мин «Г. э. к.» ча­ще все­го от­но­сит­ся к ав­то­ге­не­ра­то­рам (ге­не­ра­то­рам с не­за­ви­си­мым воз­бу­ж­де­ни­ем), в ко­то­рых час­то­та и фор­ма воз­бу­ж­дае­мых ав­то­ко­ле­ба­ний оп­ре­де­ля­ют­ся свой­ст­ва­ми са­мо­го ге­не­ра­то­ра. Г. э. к. с по­сто­рон­ним воз­бу­ж­де­ни­ем пред­став­ля­ют со­бой уси­ли­те­ли мощ­но­сти элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний, соз­да­вае­мых за­даю­щим ге­не­ра­то­ром.

Схема транзисторного LC-генератора с индуктивной (а), ёмкостной (б) и автотрансформаторной (в) обратной связью: Т – транзистор; L, C – индуктивность и ёмкость колебательного контура; Eк &n… Рис. И. В. Баланцевой

Не­об­хо­ди­мые эле­мен­ты Г. э. к.: ис­точ­ник энер­гии; пас­сив­ные це­пи, в ко­то­рых воз­бу­ж­да­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся ко­ле­ба­ния; ак­тив­ный эле­мент, пре­об­ра­зую­щий энер­гию ис­точ­ни­ка пи­та­ния в энер­гию ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний, обыч­но в со­че­та­нии с управ­ляю­щи­ми до­пол­нит. це­пя­ми (це­пя­ми об­рат­ной свя­зи). В за­ви­си­мо­сти от тре­буе­мых ха­рак­те­ри­стик в Г. э. к. ис­поль­зу­ют раз­но­об­раз­ные эле­мен­ты. Для воз­бу­ж­де­ния ко­ле­ба­ний в диа­па­зо­нах НЧ и ВЧ слу­жат ко­ле­ба­тель­ные кон­ту­ры, элек­трич. фильт­ры и др. це­пи с со­сре­до­то­чен­ны­ми па­ра­мет­ра­ми (ём­ко­стью, ин­дук­тив­но­стью, со­про­тив­ле­ни­ем), а в ка­че­ст­ве ак­тив­ных эле­мен­тов – элек­трон­ные лам­пы, тран­зи­сто­ры, тун­нель­ные дио­ды, опе­ра­ци­он­ные уси­ли­те­ли и др. В Г. э. к. СВЧ при­ме­ня­ют гл. обр. це­пи с рас­преде­лён­ны­ми па­ра­мет­ра­ми, вклю­чаю­щие объ­ём­ные ре­зо­на­то­ры, за­мед­ляю­щие сис­те­мы, по­лос­ко­вые и ко­ак­си­аль­ные ли­нии, вол­но­во­ды, а так­же от­кры­тые ре­зо­на­то­ры. Ак­тив­ные эле­мен­ты СВЧ ча­ще все­го со­вме­ще­ны с пас­сив­ны­ми це­пя­ми и пред­став­ля­ют со­бой, как пра­ви­ло, элек­тро­ва­ку­ум­ные (СВЧ-три­од, маг­не­трон, клис­трон, лам­па об­рат­ной вол­ны и др.) или твер­до­тель­ные (СВЧ-тран­зи­с­тор, ди­од Ган­на, ла­вин­но-про­лёт­ный ди­од, тун­нель­ный ди­од) при­бо­ры. В оп­тич. кван­то­вых ге­не­ра­то­рах (ла­зе­рах) при­ме­ня­ют разл. ви­ды от­кры­тых ре­зо­на­то­ров и ак­тив­ную сре­ду, пре­об­ра­зую­щую энер­гию ис­точ­ни­ка пи­та­ния (энер­гию «на­кач­ки») в энер­гию элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний.

Возбуждение автоколебаний

Воз­бу­ж­де­ние ав­то­ко­ле­ба­ний в Г. э. к. на­чи­на­ет­ся с воз­ник­но­ве­ния на­чаль­ных ко­ле­ба­ний в к.-л. эле­мен­те при вклю­че­нии ис­точ­ни­ка пи­та­ния, за­мы­ка­нии це­пей, вслед­ст­вие элек­трич. флук­туа­ций и т. п. Бла­го­да­ря це­пи об­рат­ной свя­зи энер­гия это­го ко­ле­ба­ния по­сту­па­ет в ак­тив­ный эле­мент и уси­ли­ва­ет­ся в нём. Ко­ле­ба­ния в Г. э. к. на­рас­та­ют, т. е. про­ис­хо­дит са­мо­воз­бу­ж­де­ние ге­не­ра­то­ра, ес­ли мощ­ность, пе­ре­да­вае­мая ко­ле­ба­ниям ак­тив­ным эле­мен­том от ис­точ­ни­ка пи­та­ния, боль­ше мощ­но­сти по­терь во всех эле­мен­тах Г. э. к. (вклю­чая мощ­ность, от­да­вае­мую в на­груз­ку). Ес­ли по­те­ри энер­гии пре­вы­ша­ют по­сту­п­ле­ние, ко­ле­ба­ния за­ту­ха­ют. Энер­ге­тич. рав­но­ве­сие, со­от­вет­ст­вую­щее ста­цио­нар­но­му ре­жи­му Г. э. к., осу­ще­ст­ви­мо лишь при на­ли­чии у эле­мен­тов сис­те­мы не­ли­ней­ных свойств. В про­тив­ном слу­чае в Г. э. к. мо­гут воз­бу­ж­дать­ся ли­бо на­рас­таю­щие, ли­бо за­ту­хаю­щие ко­ле­ба­ния, и ге­не­ри­ро­ва­ние ста­цио­нар­ных элек­трич. ко­ле­ба­ний не­воз­мож­но.

Вид воз­бу­ж­дае­мых ко­ле­ба­ний, их час­тот­ный спектр су­ще­ст­вен­но за­ви­сят от час­тот­ных свойств пас­сив­ных це­пей и ак­тив­но­го эле­мен­та Г.  э. к. Ес­ли це­пи, в ко­то­рых воз­бу­ж­да­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся элек­трич. (элек­тро­маг­нит­ные) ко­ле­ба­ния, об­ла­да­ют яр­ко вы­ра­жен­ны­ми ко­ле­ба­тель­ны­ми (ре­зо­нанс­ны­ми) свой­ст­ва­ми (напр., ко­ле­бат. кон­тур, объ­ём­ный ре­зо­на­тор), то час­то­та и фор­ма ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний в осн. оп­ре­де­ля­ют­ся час­то­той и фор­мой собств. ко­ле­ба­ний це­пи. При ма­лых по­те­рях (вы­со­кой доб­рот­но­сти ко­ле­бат. сис­те­мы) фор­ма ко­ле­ба­ний близ­ка к си­ну­сои­даль­ной, со­от­вет­ст­вую­щие Г. э. к. на­зы­ва­ют­ся ге­не­ра­то­ра­ми гар­мо­нич. ко­ле­ба­ний. Ес­ли пас­сив­ные це­пи и ак­тив­ный эле­мент Г. э. к. не об­ла­да­ют ре­зо­нанс­ны­ми свой­ст­ва­ми, то воз­мож­но воз­бу­ж­де­ние ко­ле­ба­ний слож­ной фор­мы как пе­рио­ди­че­ских, так и не­пе­рио­ди­че­ских (шу­мо­по­доб­ных) ко­ле­ба­ний.

Генераторы гармонических колебаний

Наи­бо­лее раз­но­об­раз­ны ви­ды ге­не­ра­то­ров гар­мо­нич. ко­ле­ба­ний. Их осн. ха­рак­те­ри­сти­ки: час­то­та ко­ле­ба­ний, вы­ход­ная мощ­ность, кпд, воз­мож­ность меха­нич. или элек­трич. пе­ре­строй­ки час­то­ты, ста­биль­ность час­то­ты, ха­рак­те­ри­зуе­мая ши­ри­ной ге­не­ри­руе­мой спек­т­раль­ной ли­нии, а так­же воз­мож­ность ра­бо­ты в не­пре­рыв­ном или им­пульс­ном ре­жи­ме. Прин­ци­пы по­строе­ния и кон­ст­рук­ция Г. э. к. за­ви­сят от диа­па­зо­на ге­не­ри­руе­мых час­тот (длин волн).

Для воз­бу­ж­де­ния ко­ле­ба­ний в НЧ- и ВЧ-диа­па­зо­нах слу­жат LC-ге­не­ра­то­ры, со­дер­жа­щие в ка­че­ст­ве осн. эле­мен­та пас­сив­ной це­пи ко­ле­бат. кон­тур (с ин­дук­тив­но­стью L и ём­ко­стью C), по­те­ри в ко­то­ром ком­пен­си­ру­ют­ся, напр., с по­мо­щью лам­по­во­го (на ос­но­ве трио­да или тет­ро­да) ли­бо тран­зи­стор­но­го уси­ли­те­ля; ге­не­ри­ру­ют гар­мо­нич. ко­ле­ба­ния с час­то­той ώ , близ­кой к ре­зо­нансной час­то­те кон­ту­ра ώрез= (LC)–1/2.

 

В LC-ге­не­ра­то­рах ис­поль­зу­ют­ся три осн. ти­па свя­зи – ин­дук­тив­ная, ём­ко­ст­ная или ав­то­транс­фор­ма­тор­ная. Про­стей­ший тран­зи­стор­ный ге­не­ра­тор со­дер­жит ис­точ­ни­ки пи­та­ния, ко­ле­бат. кон­тур, ак­тив­ный эле­мент – тран­зи­стор и цепь об­рат­ной свя­зи (рис.). Тран­зи­стор уси­ли­ва­ет ко­ле­ба­ния, под­во­ди­мые от кон­ту­ра к управ­ляю­ще­му элек­тро­ду (ба­зе), что по­зво­ля­ет с по­мо­щью це­пи об­рат­ной свя­зи под­ка­чи­вать энер­гию в кон­тур для его воз­бу­ж­де­ния и под­дер­жа­ния не­за­ту­хаю­щих ко­ле­ба­ний. LC-ге­не­ра­то­ры по­зво­ля­ют по­лу­чать ко­ле­ба­ния мощ­но­стью от до­лей мил­ли­ватт до со­тен ки­ло­ватт в диа­па­зо­не час­тот от несколь­ких ки­ло­герц до еди­ниц ги­га­герц.

В квар­це­вых LC-ге­не­ра­то­рах ис­поль­зу­ет­ся квар­це­вый ре­зо­на­тор, в ко­то­ром энер­гия элек­трич. по­ля пре­об­ра­зу­ет­ся в энер­гию ме­ха­нич. ко­ле­ба­ний и об­рат­но. Элек­трич. квар­це­вый ре­зо­на­тор ана­ло­ги­чен ко­ле­бат. кон­ту­ру с вы­со­кой доб­рот­но­стью (до 107 и бо­лее) и сла­бой за­ви­си­мо­стью ре­зо­нанс­ной час­то­ты от темп-ры и др. фак­то­ров, что по­зво­ля­ет до­бить­ся вы­со­кой ста­биль­но­сти ге­не­ри­руе­мой час­то­ты.

В ос­но­ве ра­бо­ты ге­не­ра­то­ров СВЧ-диа­па­зо­на ле­жат разл. фи­зич. прин­ци­пы пе­ре­да­чи энер­гии элек­тро­нов элек­тро­маг­нит­но­му по­лю, ис­поль­зую­щие как ме­ха­низ­мы из­лу­че­ния отдельных элек­тро­нов (тор­моз­ное, че­рен­ков­ское, син­хро­трон­ное и др.), так и ме­ха­низ­мы груп­пи­ров­ки по­то­ка элек­тро­нов в дви­жу­щие­ся сгу­ст­ки, соз­даю­щие то­ки СВЧ и при­во­дя­щие к ин­ду­ци­ро­ван­но­му из­лу­че­нию.

Лам­по­вые и тран­зи­стор­ные ге­не­ра­то­ры СВЧ пред­став­ля­ют со­бой мо­ди­фи­ка­ции LC-ге­не­ра­то­ров, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся объ­ём­ные ре­зо­на­то­ры и ко­ле­бат. сис­те­мы с рас­пре­де­лён­ны­ми па­ра­мет­ра­ми, тран­зи­сто­ры, трио­ды и тет­ро­ды спец. кон­ст­рук­ции (см. так­же Ге­не­ра­тор­ная лам­па). В ди­од­ных СВЧ-ге­не­ра­то­рах ис­поль­зу­ют ла­вин­но-про­лёт­ные дио­ды, тун­нель­ные дио­ды и Ган­на дио­ды, в ко­то­рых при оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях воз­ни­ка­ет от­ри­цат. диф­фе­рен­ци­аль­ное со­про­тив­ле­ние. Вклю­че­ние та­ко­го дио­да в ко­ле­бат. цепь СВЧ при­во­дит к ком­пен­са­ции по­терь в це­пи и са­мо­воз­бу­ж­де­нию ко­ле­баний на со­от­вет­ст­вую­щих час­то­тах. Лам­по­вые ге­не­ра­то­ры обес­пе­чи­ва­ют по­лу­че­ние им­пульс­ной мощ­но­сти до не­сколь­ких ки­ло­ватт на час­то­тах 1–6 ГГц. Ди­од­ные и тран­зи­стор­ные ге­не­ра­то­ры при­ме­ня­ют­ся в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков СВЧ-ко­ле­ба­ний ма­лой и ср. мощ­но­сти (до де­сят­ков ватт в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме) в диа­па­зо­не 1–100 ГГц; они об­ла­да­ют ря­дом пре­иму­ществ пе­ред элек­тро­ва­ку­ум­ны­ми ге­не­ра­то­ра­ми ана­ло­гич­но­го на­зна­че­ния по раз­ме­рам и мас­се, по­треб­ляе­мой мощ­но­сти, дол­го­веч­но­сти и со­вмес­ти­мо­сти с мик­ро­схе­ма­ми. Вме­сте с тем пре­дель­ная мощ­ность твер­до­тель­ных ге­не­ра­то­ров ог­ра­ни­че­на ве­ли­чи­ной рас­сеи­вае­мой в по­лу­про­вод­ни­ке те­п­ло­вой энер­гии и не пре­вы­ша­ет (для од­но­го при­бо­ра) 100 Вт на час­то­тах до 10 ГГц.

Для ге­не­ри­ро­ва­ния СВЧ-ко­ле­ба­ний ши­ро­ко при­ме­ня­ют ва­ку­ум­ные элек­т­рон­ные при­бо­ры с ди­на­мич. управ­ле­ни­ем элек­трон­ным по­то­ком (клис­тро­ны, маг­не­тро­ны, лам­пы об­рат­ной вол­ны, лам­пы бе­гу­щей вол­ны и др.). В маг­не­трон­ном ге­не­ра­то­ре ис­точ­ни­ком энер­гии яв­ля­ет­ся ис­точ­ник анод­но­го на­пря­же­ния, ко­ле­бат. сис­те­мой – объ­ём­ные ре­зо­на­то­ры, а функ­ции ак­тив­но­го эле­мен­та вы­пол­ня­ет элек­трон­ный по­ток в маг­нит­ном по­ле. Маг­не­тро­ны обыч­но ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний боль­шой мощ­но­сти (до не­сколь­ких ме­га­ватт) в им­пульс­ном ре­жи­ме и де­сят­ков ки­ло­ватт при не­пре­рыв­ной ге­не­ра­ции в диа­па­зо­не час­тот от 300 МГц до 300 ГГц.

Клис­трон­ный ге­не­ра­тор так­же со­дер­жит объ­ём­ный ре­зо­на­тор, в ко­то­ром ко­ле­ба­ния воз­бу­ж­да­ют­ся и под­дер­жи­ва­ют­ся элек­трон­ным по­то­ком, управ­ляе­мым элек­трич. по­лем. Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны клис­трон­ные ге­не­ра­то­ры, ра­бо­таю­щие в диа­па­зо­не час­тот от еди­ниц до де­сят­ков ги­га­герц. Мощ­ность та­ких ге­не­ра­то­ров за­ви­сит от ти­па клис­тро­на и со­став­ля­ет: у от­ра­жат. клис­тронов – от не­сколь­ких мил­ли­ватт до не­сколь­ких ватт, у про­лёт­ных клис­тро­нов – от со­тен ки­ло­ватт до де­сят­ков ме­га­ватт со­от­вет­ст­вен­но в не­пре­рыв­ном и им­пульс­ном ре­жи­мах ге­не­ри­ро­ва­ния.

Лам­пы об­рат­ной вол­ны (ЛОВ) при­ме­ня­ют в ка­че­ст­ве Г. э. к. ма­лой и ср. мощ­но­сти; их осн. пре­иму­ще­ст­во – боль­шой диа­па­зон элек­трон­ной пе­ре­строй­ки час­то­ты, оп­ре­де­ляе­мый гл. обр. по­ло­сой про­пус­ка­ния за­мед­ляю­щей сис­те­мы (со­став­ля­ет до не­сколь­ких ок­тав). Ге­не­ра­то­ры на ЛОВ ис­поль­зу­ют в ка­чест­ве ге­те­ро­ди­нов, за­даю­щих ге­не­ра­то­ров ра­дио­пе­ре­даю­щих уст­ройств, для ра­дио­спек­тро­ско­пии и др. це­лей.

Ге­не­ра­то­ра­ми мощ­ных ко­ле­ба­ний мил­ли­мет­ро­во­го диа­па­зо­на яв­ля­ют­ся ма­зе­ры на цик­ло­трон­ном ре­зо­нан­се, в ко­то­рых при­ме­ня­ют­ся вин­то­вые элек­трон­ные пуч­ки в про­доль­ном ста­тич. маг­нит­ном по­ле, взаи­мо­дей­ст­вую­щие с по­пе­реч­ным по от­но­ше­нию к оси пуч­ка пе­ре­мен­ным элек­трич. по­лем ре­зо­на­то­ра или вол­но­во­да. Воз­бу­ж­де­ние ко­ле­ба­ний в та­ком Г. э. к. про­ис­хо­дит на цик­ло­трон­ной час­то­те вра­ще­ния элек­тро­нов в маг­нит­ном по­ле или на од­ной из её гар­мо­ник. Осо­бое ме­сто сре­ди мощ­ных СВЧ-ге­не­ра­то­ров за­ни­ма­ют при­бо­ры с ре­ля­ти­ви­ст­ски­ми элек­трон­ны­ми пуч­ка­ми, имею­щие боль­шой ток (по­ряд­ка 103 кА и бо­лее) и со­от­вет­ст­вен­но боль­шую мощ­ность в те­че­ние им­пуль­сов ог­ра­ни­чен­ной дли­тель­но­сти (см. так­же Ре­ля­ти­ви­ст­ская вы­со­ко­час­тот­ная элек­тро­ни­ка).

Отд. груп­пу Г. э. к. со­став­ля­ют кван­то­вые ге­не­ра­то­ры, в ко­то­рых элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния воз­бу­ж­да­ют­ся за счёт вы­ну­ж­ден­ных кван­то­вых пе­ре­хо­дов ато­мов или мо­ле­кул. Важ­ная осо­бен­ность та­ких Г. э. к. – чрез­вы­чай­но вы­со­кая ста­биль­ность час­то­ты ге­не­ра­ции (до 10–14), что по­зво­ля­ет ис­поль­зо­вать их как кван­то­вые стан­дар­ты час­то­ты. В ла­зе­рах и ма­зе­рах час­то­та из­лу­че­ния на­кач­ки пре­вы­ша­ет час­то­ту ге­не­ри­руе­мых ко­ле­ба­ний. Так, в па­ра­маг­нит­ном ма­зе­ре при на­кач­ке на час­то­те 10 ГГц воз­бу­ж­да­ют­ся ко­ле­ба­ния с час­то­той до 5 ГГц со ста­биль­но­стью час­то­ты, оп­ре­де­ляе­мой лишь ста­биль­но­стью темп-ры и маг­нит­но­го по­ля.

К Г. э. к., пре­об­ра­зую­щим энер­гию пер­вич­ных элек­трич. ко­ле­ба­ний, от­но­сят­ся так­же па­ра­мет­ри­че­ские ге­не­ра­то­ры ра­дио­диа­па­зо­на, пред­став­ляю­щие со­бой ре­зо­нанс­ную ко­ле­бат. сис­те­му – кон­тур или объ­ём­ный ре­зо­на­тор, в ко­то­ром один из энер­го­ём­ких (ре­ак­тив­ных) па­ра­мет­ров (L или C) за­ви­сит от про­те­каю­ще­го то­ка или при­ложен­но­го на­пря­же­ния; дей­ст­вие ос­но­ва­но на яв­ле­нии па­ра­мет­ри­че­ско­го ре­зо­нан­са. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ма­ло­мощ­ные па­ра­мет­ри­че­ские Г. э. к., в ко­то­рых в ка­че­ст­ве эле­мен­та с элек­три­че­ски управ­ляе­мой ём­ко­стью ис­поль­зу­ет­ся ПП ди­од.

Релаксационные генераторы

Су­ще­ст­ву­ет ши­ро­кий класс ге­не­ра­то­ров пе­рио­дич. ко­ле­ба­ний разл. фор­мы, пе­ри­од ко­то­рых оп­ре­де­ля­ет­ся вре­ме­нем ре­лак­са­ции (ус­та­нов­ле­ния рав­но­ве­сия) в пас­сив­ных це­пях, не об­ла­даю­щих ре­зо­нанс­ны­ми свой­ст­ва­ми. В та­ких Г. э. к. за ка­ж­дый пе­ри­од ко­ле­ба­ний те­ря­ет­ся и вновь по­пол­ня­ет­ся зна­чит. часть ко­ле­бат. энер­гии. Фор­ма ко­ле­ба­ний за­ви­сит от свойств как пас­сив­ных це­пей, так и ак­тив­но­го эле­мен­та и мо­жет быть весь­ма раз­но­об­раз­ной – от скач­ко­об­раз­ных, поч­ти раз­рыв­ных ко­ле­ба­ний до ко­ле­баний, близ­ких к гар­мо­ни­че­ским. В радио­тех­ни­ке, элек­тро­ни­ке, из­ме­рит. и им­пульс­ной тех­ни­ке наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ре­лак­сац. им­пульс­ные ге­не­ра­то­ры (напр., бло­кинг-ге­не­ра­то­ры, муль­ти­виб­ра­то­ры), ге­не­ра­то­ры ли­ней­но из­ме­няю­ще­го­ся сиг­на­ла, а так­же ге­не­ра­то­ры си­ну­сои­даль­ных ко­ле­ба­ний (RC-ге­не­ра­то­ры, ге­не­ра­то­ры Ган­на) и др.

RC-ге­не­ра­тор не со­дер­жит ко­ле­бат. кон­ту­ров. Ак­тив­ным эле­мен­том (напр. , элек­трон­ной лам­пой, тран­зи­сто­ром) управ­ля­ет RC-цепь об­рат­ной свя­зи, со­стоя­щая лишь из ём­ко­стей C и актив­ных со­про­тив­ле­ний R, соз­даю­щая ус­ло­вия ге­не­ра­ции лишь для од­но­го гар­мо­нич. ко­ле­ба­ния с час­то­той, оп­ре­де­ляе­мой вре­ме­нем ре­лак­са­ции це­пи. В по­доб­ных Г. э. к. про­ис­хо­дит пол­ный энер­го­об­мен за ка­ж­дый пе­ри­од ко­ле­ба­ний. При от­клю­че­нии ис­точ­ни­ка пи­та­ния ко­ле­ба­ния ис­че­за­ют. RC-ге­не­ра­то­ры ис­поль­зу­ют­ся пре­им. как ис­точ­ни­ки эта­лон­ных ко­ле­ба­ний в диа­па­зо­не час­тот от до­лей герц до со­тен ки­ло­герц.

Ге­не­ра­тор Ган­на пред­став­ля­ет со­бой кри­сталл ПП, ко­то­рый яв­ля­ет­ся од­но­вре­мен­но и ко­ле­бат. сис­те­мой, и ак­тив­ным эле­мен­том. Че­рез кри­сталл про­пус­ка­ют по­сто­ян­ный ток, и при оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях в нём воз­ни­ка­ют не­ста­цио­нар­ные про­цес­сы, при­во­дя­щие к по­яв­ле­нию СВЧ пе­ре­мен­ной со­став­ля­ю­щей то­ка, про­те­каю­ще­го че­рез кри­с­талл, и к воз­ник­но­ве­нию на элек­тро­дах эдс СВЧ (см. Ган­на эф­фект). С по­мо­щью та­ких ге­не­ра­то­ров мож­но по­лу­чать элек­трич. ко­ле­ба­ния час­то­той от 100 МГц до 50 ГГц и мощ­но­стью до 100 мВт (при не­пре­рыв­ном ге­не­ри­ро­ва­нии) и со­тен ватт (в им­пульс­ном ре­жи­ме).

Генераторы случайных сигналов

Ге­не­ра­то­ры слу­чай­ных сиг­на­лов пред­на­зна­че­ны для ге­не­ри­ро­ва­ния не­пре­рыв­ных шу­мов или по­сле­до­ва­тель­но­стей им­пуль­сов со слу­чай­ны­ми зна­че­ния­ми ам­пли­туд, дли­тель­но­стей им­пуль­сов, ин­тер­ва­лов ме­ж­ду ни­ми. Ра­бо­та та­ких Г. э. к. ос­но­ва­на на ис­поль­зо­ва­нии ес­теств. ис­точ­ни­ков шу­мов и слу­чай­ных им­пуль­сов ли­бо воз­бу­ж­де­нии сто­хас­тич. ав­то­ко­ле­ба­ний. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков ши­ро­ко­по­лос­ных шу­мов при­ме­ня­ют­ся шу­мо­вые дио­ды, ти­ра­тро­ны, по­ме­щён­ные в по­пе­реч­ное маг­нит­ное по­ле, дро­бо­вые шу­мы вход­ных элек­трон­ных ламп, тран­зи­сто­ров или фо­то­дио­дов в ви­део­уси­ли­те­лях, фо­то­ум­но­жи­те­лях и др.; пер­вич­ны­ми ис­точ­ни­ка­ми слу­чай­ных по­сле­до­ва­тель­но­стей им­пуль­сов мо­гут слу­жить, напр. , га­зо­раз­ряд­ные и сцин­тил­ля­ци­он­ные счёт­чи­ки про­дук­тов ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да. Про­из­во­дя уси­ле­ние и пре­об­ра­зо­ва­ние шу­мов, соз­да­вае­мых ис­точ­ни­ком, с по­мо­щью разл. ли­ней­ных и не­ли­ней­ных уст­ройств (уси­ли­те­лей, ог­ра­ни­чи­те­лей, жду­щих муль­ти­виб­ра­то­ров, бло­кинг-ге­не­ра­то­ров, триг­ге­ров, ра­бо­таю­щих в ре­жи­ме счё­та вы­бро­сов шу­ма, и др.) мож­но по­лу­чать не­пре­рыв­ные шу­мо­вые ко­ле­ба­ния или слу­чай­ные по­сле­до­ва­тель­но­сти им­пуль­сов с оп­ре­де­лён­ны­ми за­ко­на­ми рас­пре­де­ле­ния па­ра­мет­ров в разл. диа­па­зо­нах ра­дио­час­тот. Ге­не­ра­то­ры слу­чай­ных сиг­на­лов при­ме­ня­ют для оп­ре­де­ле­ния ко­эф. шу­ма и пре­дель­ной чув­ст­ви­тель­но­сти ра­дио­при­ём­ных уст­ройств, по­ме­хо­устой­чи­во­сти сис­тем ав­то­ма­тич. ре­гу­ли­ро­ва­ния и те­ле­управ­ле­ния, пре­дель­ной даль­но­сти ра­дио­ло­кац. и ра­дио­на­ви­гац. сис­тем, в ка­че­ст­ве ка­либ­ро­ван­ных ис­точ­ни­ков мощ­но­сти при из­ме­ре­нии па­ра­мет­ров слу­чай­ных про­цес­сов (напр. , ат­мо­сфер­ных по­мех, шу­мов вне­зем­но­го про­ис­хо­ж­де­ния) и др.

10 полезных схем генераторов функций

В этом посте мы узнаем, как построить 10 простых, но полезных схем генераторов функций, используя IC 4049, IC 8038, IC 741, IC 7400, транзисторы, UJT и т. д. для генерации точных прямоугольных, треугольных сигналов. волны и синусоиды с помощью простых операций переключения.

Содержание

1) Используя IC 4049

Используя только одну недорогую КМОП IC 4049 и несколько отдельных модулей, можно легко создать надежный генератор функций, который будет обеспечивать диапазон трех форм сигналов вокруг и за пределами аудио спектр.

Целью статьи было создание базового экономичного генератора частоты с открытым исходным кодом, который легко собрать и использовать как любителям, так и профессионалам в лаборатории.

Эта цель, несомненно, была достигнута, так как схема обеспечивает различные синусоидальные, прямоугольные и треугольные сигналы, а частотный спектр примерно от 12 Гц до 70 кГц использует всего одну микросхему инвертора CMOS Hex и несколько отдельных элементов.

Несомненно, архитектура может не обеспечивать эффективность более продвинутых схем, особенно с точки зрения согласованности формы сигнала на повышенных частотах, но, тем не менее, это невероятно удобный инструмент для анализа звука.


Для версии Bluetooth вы можете прочитать эту статью


Блок-схема

Основные принципы работы схемы из показанной выше блок-схемы. Основная часть функционального генератора представляет собой генератор треугольника/меандра, который состоит из интегратора и триггера Шмита.

Как только выходной сигнал триггера Шмитта становится высоким, обратное напряжение с выхода Шмитта на вход интегратора позволяет выходному сигналу интегратора линейно снижаться до того, как он превысит нижний уровень выходного сигнала триггера Шмитта.

На этом этапе выходной сигнал триггера Шмитта медленный, поэтому небольшое напряжение, подаваемое обратно на вход интегратора, позволяет ему положительно нарастать до того, как будет достигнут верхний уровень триггера Шмитта.

Выход триггера Шмитта снова становится высоким, выходной сигнал интегратора снова становится отрицательным и т. д.

Выходные положительные и отрицательные развертки интегратора представляют собой треугольную форму волны, амплитуда которой вычисляется с помощью гистерезиса триггера Шмитта (т. е. разницы между верхним и нижним пределами триггера).

Триггер Шмитта, естественно, представляет собой прямоугольную волну, состоящую из чередующихся высоких и низких выходных состояний.

Выходной сигнал треугольника подается на диодный формирователь через буферный усилитель, который округляет высокие и низкие частоты треугольника для создания сигнала, близкого к синусоидальному.

Затем с помощью трехпозиционного селекторного переключателя S2 можно выбрать каждую из трех волновых форм и подать сигнал на выходной буферный усилитель.

Как работает схема

Полная принципиальная схема КМОП-генератора, показанная на рисунке выше. Интегратор полностью построен с использованием КМОП-инвертора N1, а механизм Шмитта включает в себя 2 инвертора с положительной обратной связью. Это N2 и N3.

На следующем изображении показана разводка выводов микросхемы IC 4049 для использования в приведенной выше схеме.

Схема работает следующим образом; принимая во внимание на данный момент, что движок P2 находится в самом нижнем положении, а выход N3 имеет высокий уровень, ток, эквивалентный: напряжение питания и Ut пороговое напряжение N1.

Поскольку этот ток не может поступать на вход инвертора с высоким импедансом, он начинает течь к C1/C2 в зависимости от того, какой конденсатор переключается на линии переключателем S1.

Падение напряжения на C1, таким образом, уменьшается линейно, так что выходное напряжение N1 возрастает линейно до того, как будет достигнуто нижнее пороговое напряжение триггера Шмитта, как только выход триггера Шмитта станет низким.

Теперь ток, эквивалентный -Ut/P1 + R1 , протекает как через R1, так и через P1.

Этот ток всегда протекает через C1, так что выходное напряжение N1 увеличивается экспоненциально, пока не будет достигнуто максимальное предельное напряжение триггера Шмитта, выход триггера Шмитта возрастает, и весь цикл начинается сначала.

Чтобы сохранить треугольную симметрию волны (т. е. одинаковый наклон как для положительной, так и для отрицательной частей формы волны), токи нагрузки и разрядки конденсатора должны быть идентичными, то есть Uj,-Ui должны быть идентичны Ут.

Однако, к сожалению, Ut определяется параметрами инвертора CMOS и обычно составляет 55%! Напряжение источника Ub = Ut составляет примерно 2,7 В при 6 В, а Ut примерно равно 3,3 В.

Эта проблема решается с помощью P2, который требует изменения симметрии. На данный момент предположим, что тайский R-связан с положительной линией снабжения (позиция A).

Независимо от настройки P2 высокое выходное напряжение триггера Шмитта всегда остается равным 11. до 3 В можно вернуть обратно в P1.

Это гарантирует, что напряжение больше не -Ut, а Up2-Ut. Если напряжение ползунка P2 составляет около 0,6 В, то Up2-Ut должно быть около -2,7 В, поэтому токи зарядки и разрядки будут одинаковыми.

Очевидно, что из-за допусков значения Ut необходимо выполнить регулировку P2 для соответствия конкретному функциональному генератору.

В ситуациях, когда Ut составляет менее 50 процентов от входного напряжения, может быть уместным подключение верхней части резистора R4 к земле (положение B).

Можно найти пару частотных шкал, которые будут назначены с помощью S1; от 12 Гц до 1 кГц и от 1 кГц до приблизительно 70 кГц.

Детальное управление частотой задается параметром P1, который изменяет ток заряда и разряда C1 или C2 и, следовательно, частоту, на которой интегратор линейно увеличивается и уменьшается.

Выходной сигнал прямоугольной формы с N3 отправляется на буферный усилитель через селекторный переключатель формы волны S2, который состоит из пары инверторов, смещенных как линейный усилитель (подключенных параллельно для повышения эффективности их выходного тока).

Выход треугольной волны осуществляется через буферный усилитель N4 и оттуда переключателем на выход буферного усилителя.

Кроме того, треугольный выход N4 добавляется к формирователю синуса, состоящему из R9, R11, C3, Dl и D2.

D1 и D2 потребляют небольшой ток примерно до +/- 0,5 вольт, но их различное сопротивление падает выше этого напряжения и логарифмически ограничивает высокие и низкие уровни треугольного импульса, создавая эквивалент синусоиде.

Выходной синусоидальный сигнал передается на выходной усилитель через C5 и R10.

P4, который изменяет усиление N4 и, следовательно, амплитуду треугольного импульса, подаваемого на формирователь синуса, изменяет прозрачность синуса.

Слишком низкий уровень сигнала, и амплитуда треугольника будет ниже порогового напряжения диода, и он будет проходить без изменений, а слишком высокий уровень сигнала, верхние и нижние частоты будут сильно отсекаться, тем самым обеспечивая не правильно сформированная синусоида.

Входные резисторы выходного буферного усилителя выбраны таким образом, чтобы номинальное выходное напряжение всех трех сигналов от пика до минимума составляло около 1,2 В. Уровень выходного сигнала можно изменить с помощью P3.

Процедура настройки

Метод настройки заключается в простом изменении симметрии треугольника и чистоты синусоиды.

Кроме того, симметрия треугольника идеально оптимизируется путем изучения входного сигнала прямоугольной формы, поскольку симметричный треугольник получается, если рабочий цикл прямоугольной формы составляет 50% (1-1 знак-пробел).

Для этого вам нужно настроить предустановку P2.

 В ситуации, когда симметрия увеличивается по мере перемещения скользящего элемента P2 вниз к выходу N3, но правильная симметрия не может быть достигнута, верхняя часть R4 должна быть соединена в альтернативном положении.

Чистота синусоиды изменяется путем регулировки P4 до тех пор, пока форма волны не станет «идеальной», или путем изменения для минимальных искажений, только если есть измеритель искажений для проверки.

Поскольку напряжение питания влияет на выходное напряжение различных форм сигналов и, следовательно, на чистоту синуса, схема должна питаться от надежного источника питания 6 В.

Когда батареи используются в качестве источников питания, они никогда не должны работать слишком сильно вниз.

КМОП-ИС, используемые в качестве линейных схем, потребляют больший ток, чем в обычном режиме переключения, поэтому напряжение питания не должно превышать 6 В, иначе ИС может нагреться из-за сильного рассеивания тепла.

Еще одним отличным способом построения схемы функционального генератора может быть использование IC 8038, как описано ниже.

2) Схема функционального генератора с использованием IC 8038

IC 8038 представляет собой прецизионный генератор сигналов IC, специально разработанный для создания синусоидальных, прямоугольных и треугольных выходных сигналов за счет минимального количества электронных компонентов и манипуляций.

Его рабочий диапазон частот можно определить с помощью 8 частотных шагов, начиная с 0,001 Гц до 300 кГц, путем соответствующего выбора прикрепленных R-C элементов.

Частота колебаний чрезвычайно стабильна независимо от температуры или колебаний напряжения питания в широком диапазоне.

Кроме того, генератор функций IC 8038 предлагает рабочий диапазон частот до 1 МГц. Доступ ко всем трем основным выходным сигналам, синусоидальному, треугольному и прямоугольному, можно получить одновременно через отдельные выходные порты схемы.

Частотный диапазон 8038 можно изменять с помощью внешнего источника напряжения, хотя отклик может быть не очень линейным. Предлагаемый генератор функций также обеспечивает регулируемую симметрию треугольника и регулируемый уровень искажения синусоидальной волны.

3) Функциональный генератор Использование IC 741

Эта схема функционального генератора на основе IC 741 обеспечивает повышенную гибкость тестирования по сравнению с типичным генератором синусоидальных сигналов, выдавая вместе прямоугольные и треугольные сигналы с частотой 1 кГц, а также недорогая и очень простая. строить. Как оказалось, выходное напряжение составляет примерно 3 В ptp на прямоугольной волне и 2 В среднеквадратичного значения. в синусоиде. Переключаемый аттенюатор может быть быстро включен, если вы хотите быть мягче по отношению к тестируемой цепи.

Как собрать

Начните размещать детали на печатной плате, как показано на схеме компоновки компонентов, и убедитесь, что правильно вставлены полярность стабилитрона, электролитов и интегральных схем.

Как настроить

Чтобы настроить схему простого функционального генератора, просто точно настройте RV1, пока синусоидальный сигнал не станет немного ниже уровня ограничения. Это обеспечивает наиболее эффективную синусоиду через генератор. Квадрат и треугольник не требуют каких-либо специальных настроек или настроек.

Как это работает

  1. В этой схеме функционального генератора IC 741 IC1 выполнен в виде мостового генератора Вина, работающего на частоте 1 кГц.
  2. Контроль амплитуды обеспечивается диодами D1 и D2. Выход этой ИС подается либо на выходной разъем, либо на схему возведения в квадрат.
  3. Подключен к SW1a посредством C4 и является триггером Шмидта (Q1-Q2). Стабилитрон ZD1 работает как триггер без гистерезиса.
  4. Интегратор IC2, C5 и R10 генерирует треугольную волну из входной прямоугольной волны.

4) Простой генератор функций UJT

Однопереходный осциллятор, показанный ниже, является одним из самых простых генераторов пилообразной формы. Два выхода этого дают, а именно, пилообразный сигнал и последовательность триггерных импульсов. Волна увеличивается примерно от 2V (точка впадины, Vv) до максимального пика (Vp). Пиковая точка зависит от напряжения питания Vs и коэффициента зазора BJT, который может находиться в диапазоне примерно от 0,56 до 0,75, при этом обычно используется значение 0,6. Период одного колебания примерно равен:

t = — RC x 1n[(1 — η) / (1 — Vv/Vs)]

, где «1n» указывает на использование натурального логарифма. При стандартных значениях Vs = 6, Vv = 2 и η = 0,6 приведенное выше уравнение упрощается до: наклон нелинейный. Для многих аудиоприложений это едва ли имеет значение. Рисунок (b) демонстрирует зарядку конденсатора через цепь постоянного тока. Это позволяет склону идти прямо вверх.

Скорость заряда конденсатора теперь постоянна и не зависит от Vs, хотя Vs по-прежнему влияет на пиковую точку. Поскольку ток зависит от коэффициента усиления транзистора, простой формулы для измерения частоты не существует. Эта схема предназначена для работы с низкими частотами и имеет реализацию в качестве генератора рампы.

5) Использование операционных усилителей LF353

Два операционных усилителя используются для построения точной схемы генератора прямоугольных и треугольных сигналов. В комплект LF353 входят два операционных усилителя с JFET, которые лучше всего подходят для этого приложения.

Частоты выходного сигнала рассчитываются по формуле f=1 / RC . Схема демонстрирует чрезвычайно широкий рабочий диапазон практически без искажений.

R может иметь любое значение от 330 Ом до примерно 4,7 М; C может иметь любое значение от 220 пФ до 2 мкФ.

Как и в приведенной выше концепции, в следующей схеме генератора синусоидальной и косинусоидальной функций используются два операционных усилителя.

Они генерируют синусоидальные сигналы почти одинаковой частоты, но 90 ° не совпадают по фазе, поэтому выходной сигнал второго операционного усилителя называется косинусоидальным.

На частоту влияет набор допустимых значений R и C. R находится в диапазоне от 220k до 10M; C составляет от 39 пФ до 22 нФ. Связь между R, C и/или немного сложна, так как она должна отражать номиналы других резисторов и конденсаторов.

Используйте R = 220 кОм и C = 18 нФ в качестве начальной точки, обеспечивающей частоту 250 Гц. Диоды Зенера могут быть маломощными выходными диодами 3,9 В или 4,7 В.

6) Функциональный генератор с использованием микросхемы ТТЛ

Пара вентилей счетверенного вентиля НЕ-И с двумя входами модели 7400 составляет фактическую схему генератора для этой схемы функционального генератора ТТЛ. Кристалл и регулируемый конденсатор работают как система обратной связи между входом затвора U1-a и выходом затвора U1-b. Гейт U1-c функционирует как буфер между каскадом генератора и выходным каскадом U1-d.

Переключатель S1 действует как переключатель затвора, переключаемый вручную, для включения/выключения прямоугольного выхода U1-d на контакте 11. Когда S1 разомкнут, как указано, на выходе генерируется прямоугольный сигнал, а после замыкания прямоугольный сигнал отключается.

Переключатель можно заменить логическим вентилем для цифрового управления выходом. Почти идеальная синусоида от 6 до 8 вольт создается в точке соединения C1 и XTAL1.

Импеданс на этом соединении очень высок и не может обеспечить прямой выходной сигнал. Транзистор Q1, настроенный как усилитель с эмиттерным повторителем, обеспечивает высокое входное сопротивление для синусоидального сигнала и низкое выходное сопротивление для внешней нагрузки.

Схема запускает практически все типы кристаллов и работает с частотами кристаллов от 1 до 10 МГц.

Как настроить

Настройку этой простой схемы генератора функций TTL можно быстро начать со следующих пунктов.

Если у вас есть осциллограф, подключите его к прямоугольному выходу U1-d на контакте 11 и поместите C1 в центр диапазона, обеспечивающего наиболее эффективную форму выходного сигнала.

Затем наблюдайте за синусоидой на выходе и настраивайте C2 для получения наилучшей формы волны. Вернитесь к ручке управления C1 и слегка настройте ее, пока на экране осциллографа не будет достигнута наиболее здоровая синусоидальная волна.

Parts List

RESISTORS
(All resistors are -watt, 5% units.)
RI, R2 = 560-ohm
R3 = 100k
R4 = 1k

Semiconductors
U1 = IC 7400
Q1 = 2N3904 Кремниевый транзистор NPN

Конденсаторы
C1, C2 = 50 пФ, подстроечный конденсатор
C3, C4 = 0,1 мкФ, керамический дисковый конденсатор

Разное
S1 = SPSTAL
текст)

7) Цепь наилучшей синусоидальной формы с кварцевым управлением

Следующий генератор сигналов представляет собой схему кварцевого генератора с двумя транзисторами, которая великолепно работает, дешева в сборке и не требует катушек или дросселей. Цена зависит в первую очередь от используемого кристалла, так как общая стоимость остальных элементов вряд ли должна составлять несколько долларов. Транзистор Q1 и несколько соседних частей образуют схему генератора.

Путь заземления для кристалла направляется с помощью C6, R7 и C4. В переходе C6 и R7, который имеет довольно низкий импеданс, ВЧ подается на усилитель эмиттерного повторителя Q2.

Форма сигнала на стыке C6/R7 действительно почти идеальная синусоида. Амплитуда выходного сигнала на эмиттере Q2 колеблется от 2 до 6 вольт от пика к пику в зависимости от добротности кристалла и значений конденсаторов C1 и C2.

Значения C1 и C2 определяют частотный диапазон схемы. Для частот кристалла ниже 1 МГц C1 и C2 должны быть 2700 пФ (0,0027 пФ). Для частот от 1 МГц до 5 МГц это могут быть конденсаторы емкостью 680 пФ; и для 5 МГц и 20 МГц. можно применить конденсаторы на 200 пФ.

Возможно, вы могли бы попробовать протестировать номиналы этих конденсаторов, чтобы получить наилучшую синусоиду на выходе. Кроме того, настройка конденсатора C6 может повлиять на уровень двух выходных сигналов и общую форму сигнала.

Список деталей

Резисторы
(все резисторы—Ватт, 5% единиц.)
R1-R5-1K
R6-27K
R7-270-OHM
R8-100K
CAPACITORS
R8-100K
CAPACITORS 9021, C-C-C121,
9021, C-C-C121, 9021,
, 9021, C-C-C121, 9021,

,
9021, 9021. — См. текст
C3,C5-0,1-пФ, керамический диск
C6-10 пФ до 100 пФ, триммер
ПОЛУПРОВОДНИКИ
Q1, Q2-2N3904
XTAL1—см. текст

Цепь генератора пилообразной формы схема генератора, заряжающая конденсатор С1 постоянным током. Этот постоянный зарядный ток создает линейно возрастающее напряжение на конденсаторе C1.

Транзисторы Q2 и Q3 настроены как пара Дарлингтона, чтобы проталкивать напряжение через C1 на выход без эффектов нагрузки или искажения.

Как только напряжение на C1 увеличивается примерно до 70% от напряжения питания, активируется вентиль U1-a, вызывая переход на высокий уровень на выходе U1-b и кратковременное включение Q4; который продолжает гореть, пока конденсатор C1 разряжается.

Завершает один цикл и запускает следующий. Выходная частота схемы регулируется резистором R7, который обеспечивает нижнюю частоту около 30 Гц и верхнюю частоту около 3,3 кГц.

Диапазон частот можно увеличить, уменьшив значение C1, и уменьшить, увеличив значение C1. Чтобы сохранить пиковый разрядный ток Q4 под контролем. C1 не должен быть больше 0,27 мкФ.

Перечень деталей

8) Схема функционального генератора с использованием пары микросхем 4011


Основой этой схемы фактически является осциллятор с мостом Вина, который обеспечивает синусоидальный выходной сигнал. Из этого впоследствии извлекаются квадратные и треугольные сигналы.

Генератор с мостом Вина построен с использованием КМОП-затворов И-НЕ с N1 по N4, а стабилизация амплитуды обеспечивается транзистором T1 и диодами D1 и D2.

Эти диоды, возможно, должны быть подобраны по два, чтобы минимизировать искажения. Потенциометр регулировки частоты P1 также должен быть высококачественным стереопотенциометром с дорожками внутреннего сопротивления, сопряженными с допуском 5%.

Предустановка R3 дает возможность регулировки для наименьшего искажения, и в случае использования согласованных частей для D1, D2 и P1 общее гармоническое искажение может быть ниже 0,5%.

Выход генератора с мостом Вина подается на вход N5, который смещен в линейную область и работает как усилитель. Элементы И-НЕ N5 и N6 совместно усиливают и обрезают выходной сигнал генератора для генерации прямоугольной формы волны.

Скважность формы сигнала зависит от пороговых потенциалов N5 и N6, однако она близка к 50%.

Выходной сигнал логического элемента N6 подается на интегратор, построенный с использованием логических элементов И-НЕ N7 и N8, который согласовывается с прямоугольным сигналом для получения сигнала треугольной формы.

Амплитуда треугольного сигнала, безусловно, зависит от частоты, а поскольку интегратор просто не очень точен, линейность дополнительно отклоняется по частоте.

На самом деле изменение амплитуды довольно тривиально, учитывая, что генератор функций часто используется вместе с милливольтметром или осциллографом, и выход можно легко проверить.

9) Схема функционального генератора с использованием операционного усилителя Norton LM3900

Чрезвычайно удобный генератор функций, который уменьшит аппаратные средства, а также стоимость, может быть построен с одним счетверенным усилителем Norton IC LM3900.

Если из этой цепи удалить резистор R1 и конденсатор C1, то результирующая схема будет такой же, как и для генератора прямоугольных импульсов с усилителем Norton, с синхронизирующим током, поступающим в конденсатор C2. Включение интегрирующего конденсатора С1 в генератор прямоугольных импульсов создает на выходе реалистично точную синусоиду.

Резистор R1, облегчающий согласование постоянных времени схемы, позволяет регулировать выходную синусоиду для минимальных искажений. Идентичная схема позволяет подключить синусоидальный выход к стандартному подключению генератора прямоугольных/треугольных импульсов, оснащенного двумя усилителями Norton.

Как показано на рисунке, треугольный выход работает как вход синусоидального усилителя.

Для номиналов деталей, указанных в этой статье, рабочая частота схемы составляет примерно 700 Гц. Резистор R1 можно использовать для регулировки наименьшего синусоидального искажения, а резистор R2 можно использовать для регулировки симметрии прямоугольной и треугольной волн.

Четвертый усилитель в счетверенном пакете Norton можно подключить в качестве выходного буфера для всех трех выходных сигналов.

10) Функциональный генератор с использованием IC 566

IC 566 идеально подходит для создания тестового генератора с помощью внутреннего генератора, управляемого напряжением (VOC). Схема предназначена для подачи отдельных выходов, предлагающих треугольные и прямоугольные волны, а также набор выходов с положительными и отрицательными пиками. Амплитуда прямоугольной волны составляет 5 В пик-пик, остальные формы волны 1,5 В пик-пик. Частота зависит от емкости конденсатора, подключенного к выводу 7 микросхемы.

Рекомендуется использовать танталовые конденсаторы вместо электролитических. Выходы этого функционального генератора IC 566 рассчитаны на работу с нагрузками с высоким импедансом. Транзисторный буферный каскад необходим в качестве дополнения к оборудованию с низким входным сопротивлением.

Генератор точечной синусоидальной волны

На следующем рисунке показана схема, использующая IC 7556 в качестве интегратора.

Когда на интегратор подается сигнал прямоугольной формы от таймера, он преобразует его в сигнал треугольной формы. Когда сигнал треугольной волны подается на другой интегратор, он преобразуется в синусоидальную волну. С очень простой схемой этот метод можно использовать для создания довольно чистой синусоидальной волны заданной частоты. В этой версии все три основные формы волны — квадратная, треугольная и синусоида — генерируются с почти идентичными амплитудами напряжения от пика к пику. Амплитуда синусоиды, 3 вольта от пика к пику с 9Напряжение питания почти сравнимо со среднеквадратичным значением в один вольт, что является полезной величиной для тестирования звука.

Целью этого точечного генератора синусоидальных сигналов является создание на всех трех выходах примерно одинакового выходного напряжения, чтобы другие схемы можно было быстро протестировать на чувствительность к различным формам сигналов. При размахе напряжения, равном одной трети напряжения питания, треугольная волна определяет начальное значение.

Прямоугольная волна изначально имеет значение напряжения питания, поскольку оно варьируется от рельса к рельсу, хотя ослабляется почти до требуемого значения с помощью двух резисторов R4 и R5. Эти два резистора можно удалить, если они не нужны. Вход второго интегратора lC2b связан с треугольной волной.

Из-за входных смещенных напряжений и токов и т. д. выходной сигнал интегратора может в конечном итоге дрейфовать настолько, насколько это возможно, к одной из шин питания, если только не используется какая-либо форма обратной связи по постоянному току. Следовательно, lC2b связан по переменному току с входным сигналом через C4, а большой резистор обратной связи R8 поддерживает правильный выходной уровень постоянного тока. Уровни этих двух составляющих достаточны для предотвращения искажения сигнала на рабочей частоте. Настройки резисторов R7 и C5 регулируют выходную амплитуду до желаемого уровня, составляющего примерно одну треть от полного размаха питания. определяется частота. по формуле:

f = 1 / 1,333 x R6 x C5

Этот метод дает довольно хорошую синусоиду, единственным недостатком которой является то, что частоту нельзя легко изменить. Любое изменение входной частоты второго интегратора потребует изменения значений RT и C5, чтобы сохранить правильную амплитуду выходного синусоидального сигнала, а быстрого способа добиться этого не существует.

Схема простого функционального генератора с использованием IC 556

Если у вас есть одна запасная IC 556 и несколько пассивных электронных компонентов, вы можете быстро собрать эту полезную небольшую схему функционального генератора.

Как видно на рисунке выше, IC 556 можно использовать для генерации 4 полезных сигналов.

Может генерировать треугольную волну, прямоугольную волну, последовательность положительных импульсов и последовательность отрицательных импульсов.

Переключатель S1 можно использовать для выбора частотного диапазона, а потенциометр R2 можно использовать для регулировки выходной частоты выходов 556 IC.

Новости — Принципиальная схема

5 января 2020 г.

Веб-редактор регулярно обновляется новыми функциями и улучшениями. Здесь несколько новых функций, которые были добавлены недавно.

Копирование и вставка

Вырезание, копирование и вставка компонентов и слоев между цепями с помощью сочетаний клавиш

Ctrl+X , Ctrl+C и Ctrl+V .

Усовершенствования резистора, катушки индуктивности и конденсатора

Эти компоненты теперь могут одновременно отображать как текст, так и свойства значений.

Добавление дополнительных компонентов

Многие компоненты доступны по умолчанию в веб-редакторе, но чтобы увидеть больше, нажмите Добавить дополнительные компоненты 9Кнопка 0183.

Продолжить чтение


3 апреля 2019 г.

Цепи, созданные с помощью веб-редактора, теперь можно просматривать или экспортировать как цепь нетлист.

Сетевые специалисты описывают, как компоненты цепи соединяются вместе, и обычно используется для анализа цепей, моделирования и проектирования печатных плат.

На странице сведений о схеме также отображается визуализированный вид схемы с каждым из узлы списка соединений, отмеченные на схеме визуально.

Вышеуказанная схема представлена ​​следующим списком соединений:

 В1 1 0 5
R2 2 0 220
Р3 1 2 220
 

Продолжить чтение


1 января 2019 г.

Веб-редактор теперь поддерживает создание цепей с цветовой кодировкой:

После размещения компонента используйте палитру цветов на панели «Слои» , чтобы задать цвет.

Продолжить чтение


7 мая 2018 г.

Создавайте пользовательские компоненты в Visual Studio Code с помощью нового расширения VS Code.

В качестве дополнительной возможности использования componenteditor.com теперь вы можете используйте Visual Studio Code для создания и редактирования пользовательских компонентов.

В настоящее время расширение доступно в виде ранней предварительной версии. Он обеспечивает следующее функции:

  1. Показать синтаксические ошибки компонента в редакторе VS Code
  2. Предварительный просмотр, который можно просмотреть в VS Code

Продолжить чтение


7 апреля 2018 г. веб-редактор.

После нажатия кнопки моделирования вам будет представлен снимок смоделированной версии вашей схемы. Это отображает напряжения во всех точках подключения в вашей цепи, и любые компоненты с динамическим поведением будут отображаться соответствующим образом. Например, Лампа будет загорится, если на нем есть разность напряжений, а 7-сегментный дисплей загорится показать номер ввода.

Имейте в виду, что это предварительная версия службы, которая в настоящее время поддерживает только ограниченное количество компонентов. Вы также можете столкнуться с некоторыми схемами, которые невозможно смоделировать, пока мы все еще работаем над улучшением этого. новая особенность.

Ниже приведена копия выходных данных моделирования схемы Simulation Demo:

Продолжить чтение


26 марта 2018 г.

Веб-версия Circuit Diagram была переработана и теперь доступна для использования. Новые и улучшенные функции:

  • Улучшенный интерфейс
  • Функции отмены/повтора
  • Дополнительные компоненты
  • Увеличенный размер документа
  • Улучшенное редактирование свойств
  • Дополнительные параметры загрузки, включая PNG и SVG

раздел.

Получить ссылку предоставит ссылку на вашу схему, не указывая ее в каталоге схем.

Опубликовать сделает вашу схему доступной для просмотра другими в разделе схем.

Продолжить чтение


9 июля 2016 г.

Теперь вы можете поделиться схемами из веб-редактора, щелкнув значок поделитесь ссылкой в ​​правом верхнем углу.

Отсюда вы можете поделиться короткой ссылкой на схему. Например:

https://crcit.net/c/ea648c42

Существует также фрагмент html для встраивания схемы на другую веб-страницу.

Продолжить чтение


9 июня 2016 г.

Создавайте принципиальные схемы онлайн в браузере с помощью нового веб-редактора.

Веб-редактор может открывать и сохранять файлы документов схемы, совместимые с настольной версией Circuit Diagram, и может экспортировать изображения SVG.

Начните использовать новый веб-редактор здесь.

Продолжить чтение


17 августа 2015 г.

нашли быстрее.

Откройте окно поиска, щелкнув символ поиска на панели инструментов или нажав кнопку Q на клавиатуре.

Начните вводить название компонента, который хотите использовать, и нажмите Введите как только вы это увидите. Нет необходимости вводить полное имя компонента.

Отмените и закройте окно поиска, нажав Esc на клавиатуре.

Загрузите принципиальную схему 3.1 здесь.

Продолжить чтение


7 августа 2015 г.

Новое в этом выпуске:

  • Новый пользовательский интерфейс
  • Поддержка масштабирования DPI для каждого монитора в Windows 8.1+
  • Значки компонентов Hi-DPI
  • Более быстрое время запуска
  • Экспорт в формат XPS
  • Дополнительные выводы для компонента интегральной схемы
  • Пользовательский текст для компонента конденсатора

Загрузите принципиальную схему 3.0 здесь.

Продолжить чтение

Как собрать генератор синусоидального сигнала

Это третья часть из четырех руководств по генераторам и генераторам волн. Ознакомьтесь с другими статьями этой серии: генераторы прямоугольных, пилообразных и треугольных волн и кварцевые генераторы. В этой статье мы поговорим о синусоидах и генераторах синусоидальных волн.

В идеале синусоидальные волны вообще не должны содержать гармоник и часто используются в генераторах сигналов, используемых для тестирования усилителей и фильтров, а также радиочастотных (РЧ) цепей для обеспечения несущих сигналов для приемников и передатчиков. Спектральная чистота и стабильность имеют первостепенное значение. Хотя есть несколько способов генерировать синусоидальные волны, такие как цифровой источник, например. Arduino, в этом уроке мы рассмотрим еще три распространенных способа сделать это.

Метод 1: Генераторы моста Вина

Макс Вин изобрел мостовой генератор Вина в 1891 году. В 1939 году под руководством Фредерика Термана два студента Стэнфордского университета, Хьюлетт и Паккард, разработали работающий генератор звуковых сигналов в своем гараже, используя мост Вина и стабилизатор лампы. Это был их первый продукт и начало компании Hewlett Packard!

Приведенная ниже схема имеет почти такую ​​же конструкцию, за исключением того, что в ней используется операционный усилитель вместо ламп (клапанов). Он по-прежнему использует очень подходящий метод регулировки амплитуды лампы.

Wien Bridge Oscillator

Мостовая схема C1 R4a и C3 R4b. R4 представляет собой двунаправленный потенциометр и регулирует частоту, которая составляет 1/2πRC. Предполагая, что R4 является центральным, скажем, 2k, это будет 1/(2*π* 5k * 0,01u) = 3 кГц. Лампа представляет собой небольшую лампочку накаливания на 12 В. Когда нить накала нагревается, ее сопротивление увеличивается, уменьшая ток через нее, уменьшая коэффициент усиления и амплитуду на выходе, поэтому вы получаете очень эффективное управление амплитудой отрицательной обратной связи. Идея состоит в том, чтобы отрегулировать резистор R2 так, чтобы цепь только колебалась. Это дает меньший выходной сигнал, но лучшие характеристики с низким уровнем искажений.

C1 R4a — это последовательный фильтр верхних частот, а C3 R4b — параллельный фильтр нижних частот. Когда они одинаковы в любой заданной точке, положительная обратная связь от выхода к неинвертирующему входу заставляет усилитель колебаться с коэффициентом усиления, установленным 1+ R2/Rlamp.

Как видно из отображения Фурье на изображениях осциллографа ниже, наихудшая гармоника находится на 58 дБ ниже; это около 0,13% THD. Если бы вы следовали этой схеме с фильтром нижних частот, настроенным на обрезание сразу после установленной частоты, вы могли бы снизить еще 30 дБ, сделав его значительно ниже 0,01%, при условии, что фильтр не добавляет слишком много собственных искажений.

Если генератор очень чистый, со стабильной амплитудой и может настраиваться в частотном диапазоне 10:1, а также с выбираемым диапазоном ограничения, он может стать хорошим тестовым генератором. Но потенциометр с большим значением был бы лучше — у меня валялось всего 50к. Обратите внимание, что потенциометр должен быть линейным, а не логарифмическим.

.

Хорошая чистая синусоида Все гармоники > 58 дБ ниже0006 Метод 2: XR2206

Еще одним очень удобным способом получения хорошей синусоидальной волны с коэффициентом настройки 10:1 является монолитный генератор XR2206. Этот чип дает вам бонус в виде прямоугольного сигнала на выходе, который вы можете использовать для управления отображением частоты. Регулировка R5 и R7 установит THD ниже 1%. Кроме того, размыкание переключателя на контакте 13 изменит синусоидальную волну на довольно хорошую треугольную форму волны.

Этот осциллятор будет легко работать в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц, превращаясь в очень хороший настольный генератор звуковых сигналов или полноценный генератор функций. Комбинируя два из этих генераторов функций и модулируя один с другим, можно синтезировать практически любой сигнал тревоги или сирену полиции/скорой помощи.

a xr2206 Sine, Square и Triangle Wave Generator . более высокие частоты, чем мы можем получить с мостом Вина и XR2206, вам нужно использовать осциллятор типа RF (радиочастотный). Двумя распространенными типами являются Colpitts и Clapp, оба из которых используют конденсатор с ответвлениями. Оба являются отличным выбором. Небольшое изменение Колпитца превращает его в осциллятор Клэппа.

На диаграмме A показан базовый Colpitts. Обратите внимание, что C1 и C5 включены последовательно/параллельно с L1 и образуют резонансный контур. В Клаппе, показанном на диаграмме B, значение C7 сделано намного меньшим, чем C2 и C6, и имеет гораздо большее влияние на настройку. Если C7 намного меньше, частота f в основном зависит только от C7 и более стабильна и настроена в лучшем диапазоне. Вот почему схемы Клаппа часто являются более популярным выбором для радио VFO (генераторов с переменной частотой).

Ниже показан работающий VFO Clapp, а также есть несколько интересных дополнений к базовой схеме. C1 R1 обеспечивает развязку от источника питания. RFC представляет собой около 10 витков магнитной проволоки на ферритовом кольце, что придает источнику более высокий импеданс, а R3 обеспечивает смещение полевого транзистора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

A Audio Ascillator