อุปกรณ์และอุปกรณ์โฮมเมด

นักสร้างวิทยุ 2550 ครั้งที่ 11

โดยปกติ, เครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์ซอยด์ความถี่ต่ำสร้างขึ้นจากแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน แต่ ประตูลอจิกพวกเขายังสามารถทำงานในโหมดอะนาล็อก - เป็นแอมพลิฟายเออร์ได้ มีการกล่าวถึงหัวข้อนี้หลายครั้งในวรรณกรรม แต่ส่วนใหญ่เป็นวงจรขยายสัญญาณแอนะล็อก (เครื่องขยายสัญญาณความถี่ต่ำบนชิป CMOS เครื่องรับการขยายสัญญาณโดยตรง ฯลฯ) แต่แอมพลิฟายเออร์ใดๆ แม้แต่อันที่ทำจากองค์ประกอบลอจิก ก็สามารถแปลงเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ - มันเป็นเรื่องของฟีดแบ็ก...

รูปที่ 1 แสดงไดอะแกรมของเครื่องกำเนิดความถี่ต่ำแบบไซน์ของความถี่คงที่ซึ่งใช้งานบนอินเวอร์เตอร์โลจิคัลสองตัวของไมโครวงจร K561LN2 อินเวอร์เตอร์จะสลับไปที่โหมดอะนาล็อกโดยใช้ OOS บนตัวต้านทาน R1 และ R3 ซึ่งแต่ละส่วนจะเชื่อมต่อระหว่างอินพุตและเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ แอมพลิฟายเออร์ที่ได้รับในลักษณะนี้เชื่อมต่อแบบอนุกรม (เป็นสองสเตจ) ผ่านตัวต้านทาน R4 นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของระยะแรกยังขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความต้านทาน R1 และ R2 เนื่องจากตัวต้านทานเหล่านี้เท่ากัน ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของสเตจแรกจึงเท่ากับความสามัคคี ค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของสเตจที่สองถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของความต้านทาน R4 และ R3 และสามารถปรับได้ด้วยตัวต้านทาน R4

ตัวต้านทาน R1-R2 ร่วมกับตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะสร้างสะพาน Wien ซึ่งปรับตามความถี่ที่กำหนดซึ่งกำหนดโดยสูตรที่รู้จักกันดี:

F=1/(RC) โดยที่ R=R1=R2, C=C1=C2

เพื่อให้ได้คลื่นไซน์ที่ไม่ถูกจำกัดและไม่มีการบิดเบือน คุณจะต้องปรับเกนของแอมพลิฟายเออร์ให้สอดคล้องภายใต้ตัวต้านทาน R4 ในตัว ในวงจรนี้ เมื่อจ่ายไฟจากแหล่งจ่าย 9V จะได้รูปทรงคลื่นไซน์ที่ดีที่สุดเมื่อค่าประสิทธิผลอยู่ที่ประมาณ 1V

เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้แม้ว่าจะสร้างจากองค์ประกอบลอจิก แต่ก็เป็นแบบอะนาล็อกล้วนๆ และผลิตภัณฑ์เอาท์พุตของมันไม่มีส่วนประกอบของพัลส์หรือแรงดันไฟฟ้าขั้นตอนที่จำเป็นต้องมีการกรอง

รูปที่ 2 แสดง วงจรออสซิลเลเตอร์คลื่นไซน์ควอตซ์ดิจิตอลสร้างแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์ด้วยความถี่ 976.5625 Hz (ที่ความถี่เครื่องสะท้อนควอทซ์ 500 kHz) ที่นี่ แรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์เกิดขึ้นจากพัลส์สี่เหลี่ยมโดยใช้ DAC บนองค์ประกอบของชิป D2 และตัวต้านทาน ระยะเวลาประกอบด้วย 32 ขั้นตอน สัญญาณเอาท์พุตสุดท้ายจะถูกสร้างขึ้นโดยแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ A1 และวงจร RC ที่เชื่อมต่ออยู่ที่เอาท์พุต ซึ่งทำให้ขั้นตอนที่ก่อให้เกิดไซนัสอยด์เรียบขึ้น

ความถี่ของไซน์ซอยด์เอาท์พุตจะต่ำกว่าความถี่ของตัวสะท้อนควอทซ์หรือพัลส์อินพุต 512 เท่า ซึ่งสามารถจ่ายให้กับพิน 11 ของ D1 เมื่อทำงานจากแหล่งพัลส์ภายนอก ในกรณีนี้ไม่รวมชิ้นส่วน R1, R2, Q1, C1, C2

วงจรนี้มีความน่าสนใจเพราะช่วยให้คุณรับสัญญาณความถี่ต่ำแบบไซน์ซอยด์ที่มีความเสถียรของความถี่ควอทซ์

RadioMator 2002 หมายเลข 6

วงจรกำเนิดคลื่นไซน์อย่างง่ายอีกวงจรหนึ่งโดยใช้ไมโครวงจรดิจิตอล แม้จะมีรูปลักษณ์ที่ผิดปกติ แต่วงจรก็ค่อนข้างน่าเชื่อถือ ผู้เขียนใช้งานมาประมาณ 2 ปีแล้ว

องค์ประกอบหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือไมโครวงจร K155LAZ การเชื่อมต่อวงแหวนของอินเวอร์เตอร์ 3 ตัว DD1.1...DD1.3 เป็นโครงสร้างที่ไม่เสถียร มีแนวโน้มที่จะถูกกระตุ้นที่ความถี่การทำงานสูงสุด ตัวต้านทาน R1 ตั้งค่าจุดการทำงานของไมโครวงจรใกล้กับเกณฑ์การสลับ เนื่องจากการมีอยู่ของ "โซนตาย" ในวงจร TTL (ช่วงแรงดันไฟฟ้าระหว่างเกณฑ์ของโลจิคัล "0" และโลจิคัล "1") IC จะเข้าสู่โหมดแอคทีฟ วงจร L1-C1 สร้างเงื่อนไขสำหรับการกระตุ้นที่ความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเอง ปัจจัยด้านคุณภาพของวงจรไม่สำคัญมากนัก วงจรทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือแม้กับวงจรคุณภาพต่ำ

ความเสถียรของความถี่ขึ้นอยู่กับความเสถียรของวงจรเพียงอย่างเดียวและค่อนข้างสูง แอมพลิจูดของแรงดันเอาต์พุตขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านคุณภาพของวงจรและสามารถเข้าถึง 2.5 V ที่ความถี่สูงสุด (ประมาณ 10...15 MHz) แอมพลิจูดของพัลส์จะเล็กลง 2 เท่าและไมโครวงจรเริ่มร้อน ขึ้น.

สัญญาณเอาท์พุตสามารถลบออกจากทั้งคอยล์ L1 และตัวเก็บประจุ C1 อย่างไรก็ตาม ควรถอดออกจากคอยล์ ในกรณีนี้ ความจุโหลด (แม้จะมีความสำคัญมากก็ตาม) มีผลกระทบน้อยที่สุดต่อความถี่ในการทำงาน อย่างไรก็ตาม ควรเชื่อมต่อโหลดผ่านบัฟเฟอร์จะดีกว่า ซึ่งอาจเป็นตัวปล่อยหรือผู้ติดตามแหล่งที่มา บัฟเฟอร์ op-amp หรือคอยล์คัปปลิ้ง ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความถี่เอาท์พุต แน่นอนว่าที่ความถี่ 1 kHz ควรกำหนดการตั้งค่าให้กับ op-amp และที่ 5 MHz สำหรับคอยล์คัปปลิ้ง

การตั้งวงจรลงมาให้เลือกจุดการทำงานของไอซีโดยใช้ตัวต้านทาน R1 ในการดำเนินการนี้ ให้เชื่อมต่อออสซิลโลสโคปเข้ากับเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และโดยการหมุน R1 เพื่อให้ได้การสร้างที่เสถียรและมีแอมพลิจูดสูงสุด R1 ควรใช้แบบหลายเทิร์น เช่น SPZ-39

อุปกรณ์นี้สามารถใช้งานร่วมกับอินเวอร์เตอร์ซีรีส์ TTL และ TTLSh เป็นการดีกว่าที่จะหลีกเลี่ยงการใช้ไมโครวงจร CMOS เพราะ การสร้างความยั่งยืนให้กับพวกเขานั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย

A.UVAROV, เบลโกรอด.

ในการฝึกปฏิบัติวิทยุสมัครเล่น มักจำเป็นต้องใช้เครื่องกำเนิดการสั่นแบบไซนูซอยด์ คุณสามารถค้นหาแอพพลิเคชั่นได้หลากหลาย มาดูวิธีสร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์บนสะพาน Wien ด้วยแอมพลิจูดและความถี่ที่เสถียร

บทความนี้อธิบายถึงการพัฒนาวงจรกำเนิดสัญญาณไซน์ คุณยังสามารถสร้างความถี่ที่ต้องการโดยทางโปรแกรม:

จากมุมมองของการประกอบและการปรับแต่งที่สะดวกที่สุดเครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์ซอยด์คือเครื่องกำเนิดที่สร้างขึ้นบนสะพาน Wien โดยใช้ Operational Amplifier (OP-Amp) ที่ทันสมัย

สะพานแห่งไวน์

สะพาน Wien นั้นเป็นตัวกรอง bandpass ที่ประกอบด้วยสองตัว โดยจะเน้นความถี่กลางและระงับความถี่อื่นๆ

สะพานนี้ถูกคิดค้นโดย Max Wien เมื่อปี 1891 ในแผนภาพ สะพาน Wien มักจะแสดงภาพดังนี้:

ภาพที่ยืมมาจากวิกิพีเดีย

สะพาน Wien มีอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าขาออกต่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ข=1/3 - นี่เป็นจุดสำคัญเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์นี้จะกำหนดเงื่อนไขสำหรับการสร้างความเสถียร แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

วิธีการคำนวณความถี่

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติและเครื่องวัดความเหนี่ยวนำมักถูกสร้างขึ้นบนสะพานเวียน เพื่อไม่ให้ชีวิตของคุณยุ่งยากพวกเขามักจะใช้ R1=R2=ร และ ค1=ค2=ค - ด้วยเหตุนี้จึงสามารถทำให้สูตรง่ายขึ้นได้ ความถี่พื้นฐานของสะพานคำนวณจากอัตราส่วน:

f=1/2πRC

ตัวกรองเกือบทุกชนิดสามารถถือเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่ขึ้นกับความถี่ได้ ดังนั้นเมื่อเลือกค่าของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เป็นที่พึงประสงค์ว่าที่ความถี่เรโซแนนซ์ ความต้านทานเชิงซ้อนของตัวเก็บประจุ (Z) จะเท่ากับหรืออย่างน้อยก็มีลำดับความสำคัญเท่ากันกับความต้านทานของ ตัวต้านทาน

Zc=1/ωC=1/2πνC

ที่ไหน ω (โอเมก้า) - ความถี่วงจร ν (nu) - ความถี่เชิงเส้น ω=2πν

สะพานเวียนและเครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ

สะพาน Wien ไม่ใช่เครื่องกำเนิดสัญญาณ หากต้องการให้เจนเนอเรชั่นเกิดขึ้น จะต้องวางไว้ในวงจรตอบรับเชิงบวกของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ ออสซิลเลเตอร์ในตัวดังกล่าวสามารถสร้างได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์ แต่การใช้ออปแอมป์จะทำให้ชีวิตง่ายขึ้นและให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นอย่างชัดเจน

ได้รับตัวประกอบของสาม

สะพานเวียนนามีการส่งผ่าน ข=1/3 - ดังนั้นเงื่อนไขในการสร้างคือ op-amp จะต้องได้รับค่าเกนสามเท่า ในกรณีนี้ผลคูณของค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านของสะพาน Wien และอัตราขยายของ op-amp จะให้ 1 และการสร้างความถี่ที่กำหนดที่เสถียรจะเกิดขึ้น

หากโลกอยู่ในอุดมคติ เราจะได้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำเร็จรูปโดยการตั้งค่าเกนที่ต้องการด้วยตัวต้านทานในวงจรป้อนกลับเชิงลบ

นี่คือแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้าน และอัตราขยายจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:K=1+R2/R1

แต่อนิจจาโลกไม่เหมาะ ... ในทางปฏิบัติปรากฎว่าในการเริ่มต้น การสร้าง จำเป็นต้องมีค่าสัมประสิทธิ์ในช่วงเริ่มต้น ได้รับมากกว่า 3 เล็กน้อย และจากนั้นสำหรับรุ่นที่เสถียรก็ยังคงอยู่ที่ 3

หากเกนน้อยกว่า 3 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะหยุดทำงาน หากมากกว่านั้น เมื่อถึงแรงดันไฟฟ้า จะเริ่มบิดเบือนและความอิ่มตัวจะเกิดขึ้น

เมื่ออิ่มตัว เอาท์พุตจะรักษาแรงดันไฟฟ้าให้ใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายอันใดอันหนึ่ง และการสลับระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายแบบสุ่มจะเกิดขึ้น

ดังนั้น เมื่อสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนสะพาน Wien พวกเขาหันไปใช้องค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้นในวงจรป้อนกลับเชิงลบที่ควบคุมอัตราขยาย ในกรณีนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะปรับสมดุลตัวเองและรักษาระดับการผลิตให้อยู่ในระดับเดียวกัน

การรักษาเสถียรภาพของแอมพลิจูดบนหลอดไส้

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารุ่นคลาสสิกที่สุดบนสะพาน Wien ที่ op-amp จะใช้หลอดไส้แรงดันต่ำขนาดเล็กซึ่งติดตั้งแทนตัวต้านทาน

เมื่อเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในช่วงแรกเกลียวของหลอดไฟจะเย็นและความต้านทานต่ำ ซึ่งช่วยในการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (K>3) จากนั้น เมื่อมันร้อนขึ้น ความต้านทานของเกลียวจะเพิ่มขึ้นและเกนจะลดลงจนกระทั่งถึงจุดสมดุล (K=3)

วงจรตอบรับเชิงบวกซึ่งวางสะพาน Wien ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แผนภาพวงจรทั่วไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีดังนี้:

องค์ประกอบตอบรับเชิงบวกของออปแอมป์จะกำหนดความถี่ในการสร้าง และองค์ประกอบของการตอบรับเชิงลบคือการเสริมกำลัง

แนวคิดในการใช้หลอดไฟเป็นองค์ประกอบควบคุมนั้นน่าสนใจมากและยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน แต่อนิจจาหลอดไฟมีข้อเสียหลายประการ:

• จำเป็นต้องเลือกหลอดไฟและตัวต้านทานจำกัดกระแส R*
• เมื่อใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นประจำ อายุการใช้งานของหลอดไฟมักจะจำกัดอยู่หลายเดือน
• คุณสมบัติการควบคุมของหลอดไฟขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในห้อง

อีกทางเลือกที่น่าสนใจคือการใช้เทอร์มิสเตอร์ที่ให้ความร้อนโดยตรง โดยพื้นฐานแล้ว แนวคิดนี้ก็เหมือนกัน แต่แทนที่จะใช้ไส้หลอดของหลอดไฟ กลับใช้เทอร์มิสเตอร์แทน ปัญหาคือคุณต้องค้นหามันก่อนแล้วเลือกอีกครั้งและตัวต้านทานจำกัดกระแส

ความเสถียรของแอมพลิจูดบน LED

วิธีที่มีประสิทธิภาพในการรักษาเสถียรภาพของแอมพลิจูดของแรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์คือการใช้ไฟ LED op-amp ในวงจรตอบรับเชิงลบ ( วีดี1 และ วีดี2 ).

อัตราขยายหลักถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R3 และ R4 - องค์ประกอบที่เหลือ ( R5 , R6 และ LED) จะปรับเกนภายในช่วงเล็กๆ เพื่อให้เอาต์พุตมีเสถียรภาพ ตัวต้านทาน R5 สามารถปรับแรงดันไฟขาออกได้ในช่วงประมาณ 5-10 โวลต์

ในวงจรระบบปฏิบัติการเพิ่มเติม ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานความต้านทานต่ำ ( R5 และ R6 - ซึ่งจะช่วยให้กระแสไฟฟ้าที่มีนัยสำคัญ (สูงถึง 5mA) ผ่าน LED และจะอยู่ในโหมดที่เหมาะสมที่สุด พวกเขาจะเรืองแสงเล็กน้อย :-)

ในแผนภาพที่แสดงด้านบน องค์ประกอบสะพาน Wien ได้รับการออกแบบให้สร้างที่ความถี่ 400 เฮิรตซ์ อย่างไรก็ตาม สามารถคำนวณใหม่ได้อย่างง่ายดายสำหรับความถี่อื่นๆ โดยใช้สูตรที่นำเสนอในตอนต้นของบทความ

คุณภาพของการสร้างและองค์ประกอบที่ใช้

สิ่งสำคัญคือแอมพลิฟายเออร์ในการปฏิบัติงานสามารถจ่ายกระแสที่จำเป็นสำหรับการสร้างและมีแบนด์วิดท์ความถี่เพียงพอ การใช้ TL062 และ TL072 ยอดนิยมเป็นออปแอมป์ให้ผลลัพธ์ที่น่าเศร้ามากที่ความถี่ในการสร้าง 100 kHz รูปร่างของสัญญาณแทบจะเรียกได้ว่าเป็นไซน์ซอยด์เลยทีเดียว มันเหมือนกับสัญญาณรูปสามเหลี่ยมมากกว่า การใช้ TDA 2320 ให้ผลลัพธ์ที่แย่ลงไปอีก

แต่ NE5532 แสดงให้เห็นด้านที่ยอดเยี่ยม โดยให้สัญญาณเอาท์พุตคล้ายกับสัญญาณไซน์ซอยด์มาก LM833 ยังรับมือกับงานนี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้ NE5532 และ LM833 เป็น op-amp คุณภาพสูงราคาไม่แพงและทั่วไป แม้ว่าความถี่จะลดลง แต่ op-amps ที่เหลือจะรู้สึกดีขึ้นมาก

ความถูกต้องของความถี่ในการสร้างขึ้นอยู่กับความถูกต้องขององค์ประกอบของวงจรที่ขึ้นกับความถี่โดยตรง และในกรณีนี้ สิ่งสำคัญไม่เพียงแต่ว่าค่าขององค์ประกอบจะสอดคล้องกับคำจารึกบนนั้นเท่านั้น ชิ้นส่วนที่แม่นยำยิ่งขึ้นจะมีความเสถียรของค่าที่ดีขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ในเวอร์ชันของผู้เขียนใช้ตัวต้านทานประเภท C2-13 ± 0.5% และตัวเก็บประจุแบบไมกาที่มีความแม่นยำ± 2% การใช้ตัวต้านทานประเภทนี้เกิดจากการขึ้นอยู่กับความต้านทานต่ออุณหภูมิต่ำ ตัวเก็บประจุไมกายังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยและมี TKE ต่ำ

ข้อเสียของไฟ LED

ควรมุ่งเน้นไปที่ LED แยกกัน การใช้งานในวงจรเครื่องกำเนิดไซน์เกิดจากขนาดของแรงดันตกซึ่งโดยปกติจะอยู่ในช่วง 1.2-1.5 โวลต์ สิ่งนี้ช่วยให้คุณได้รับแรงดันไฟขาออกที่ค่อนข้างสูง

หลังจากนำวงจรไปใช้กับเขียงหั่นขนมปรากฎว่าเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ LED ด้านหน้าของคลื่นไซน์ที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงไม่สมมาตร เห็นได้ชัดเจนเล็กน้อยแม้ในภาพด้านบน นอกจากนี้ รูปร่างของไซน์ที่สร้างขึ้นมีการบิดเบือนเล็กน้อย ซึ่งเกิดจากความเร็วการทำงานของ LED ไม่เพียงพอสำหรับความถี่ในการสร้าง 100 kHz

ไดโอด 4148 แทน LED

LED ถูกแทนที่ด้วยไดโอด 4148 อันเป็นที่รัก ซึ่งเป็นไดโอดสัญญาณความเร็วสูงราคาไม่แพงพร้อมความเร็วในการเปลี่ยนน้อยกว่า 4 ns ในเวลาเดียวกันวงจรยังคงทำงานได้อย่างสมบูรณ์ไม่มีร่องรอยของปัญหาที่อธิบายไว้ข้างต้นและไซนัสอยด์ได้รับรูปลักษณ์ในอุดมคติ

ในแผนภาพต่อไปนี้ องค์ประกอบของสะพานไวน์ได้รับการออกแบบสำหรับความถี่ในการสร้างที่ 100 kHz นอกจากนี้ตัวต้านทานผันแปร R5 ยังถูกแทนที่ด้วยค่าคงที่ แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

ต่างจาก LED ตรงที่แรงดันตกคร่อมจุดเชื่อมต่อ p-n ของไดโอดทั่วไปคือ 0.6-0.7 V ดังนั้นแรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงอยู่ที่ประมาณ 2.5 V ในการเพิ่มแรงดันเอาต์พุต คุณสามารถเชื่อมต่อไดโอดหลายตัวเป็นอนุกรมแทนที่จะเป็นตัวเดียว ตัวอย่างเช่น:

อย่างไรก็ตามการเพิ่มจำนวนองค์ประกอบที่ไม่เชิงเส้นจะทำให้เครื่องกำเนิดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอกมากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงตัดสินใจละทิ้งแนวทางนี้และใช้ไดโอดทีละตัว

การเปลี่ยนตัวต้านทานแบบแปรผันด้วยค่าคงที่

ตอนนี้เกี่ยวกับตัวต้านทานการปรับจูน เริ่มแรกใช้ตัวต้านทานทริมเมอร์แบบหลายเทิร์น 470 โอห์มเป็นตัวต้านทาน R5 ทำให้สามารถควบคุมแรงดันไฟขาออกได้อย่างแม่นยำ

เมื่อสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใด ๆ เป็นที่พึงปรารถนาอย่างยิ่งที่จะมีออสซิลโลสโคป ตัวต้านทานแบบแปรผัน R5 ส่งผลโดยตรงต่อการสร้างทั้งแอมพลิจูดและความเสถียร

สำหรับวงจรที่นำเสนอ การสร้างจะเสถียรในช่วงความต้านทานเล็กน้อยของตัวต้านทานนี้เท่านั้น หากอัตราส่วนความต้านทานมากกว่าที่ต้องการ การตัดจะเริ่มขึ้น เช่น คลื่นไซน์จะถูกตัดจากด้านบนและด้านล่าง หากน้อยลง รูปร่างของไซนัสอยด์จะเริ่มบิดเบี้ยว และเมื่อลดลงอีก รุ่นก็จะหยุดนิ่ง

นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ด้วย เดิมวงจรที่อธิบายไว้ประกอบโดยใช้ออปแอมป์ LM833 ที่มีแหล่งจ่ายไฟ ±9V จากนั้น โดยไม่ต้องเปลี่ยนวงจร ออปแอมป์จะถูกแทนที่ด้วย AD8616 และแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเปลี่ยนเป็น ±2.5V (สูงสุดสำหรับออปแอมป์เหล่านี้) จากการแทนที่นี้ ไซนัสอยด์ที่เอาต์พุตจึงถูกตัดออก การเลือกตัวต้านทานให้ค่า 210 และ 165 โอห์มแทนที่จะเป็น 150 และ 330 ตามลำดับ

วิธีเลือกตัวต้านทานแบบ “ด้วยตา”

โดยหลักการแล้ว คุณสามารถปล่อยตัวต้านทานการปรับค่าไว้ได้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่ต้องการและความถี่ที่สร้างขึ้นของสัญญาณไซน์ซอยด์

ในการเลือกของคุณเองก่อนอื่นคุณควรติดตั้งตัวต้านทานการปรับค่าที่มีค่าเล็กน้อย 200-500 โอห์ม โดยการป้อนสัญญาณเอาท์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไปยังออสซิลโลสโคปและหมุนตัวต้านทานทริมมิง ไปถึงช่วงเวลาที่ขีดจำกัดเริ่มต้นขึ้น

จากนั้นโดยการลดแอมพลิจูดให้ค้นหาตำแหน่งที่รูปร่างของไซนัสอยด์จะดีที่สุด ตอนนี้คุณสามารถถอดที่กันจอนออกวัดค่าความต้านทานที่ได้และประสานค่าให้ใกล้เคียงที่สุด

หากคุณต้องการเครื่องกำเนิดสัญญาณเสียงไซน์คุณสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้ออสซิลโลสโคป ในการทำเช่นนี้จะเป็นการดีกว่าถ้าไปถึงช่วงเวลาที่สัญญาณทางหูเริ่มบิดเบี้ยวเนื่องจากการคลิปแล้วจึงลดแอมพลิจูดลง คุณควรปิดเครื่องจนกว่าความผิดเพี้ยนจะหายไปจากนั้นจึงลดเพิ่มอีกเล็กน้อย ซึ่งมีความจำเป็นเพราะว่า ไม่สามารถตรวจจับความผิดเพี้ยนของหูได้แม้แต่ 10% เสมอไป

การเสริมกำลังเพิ่มเติม

เครื่องกำเนิดไซน์ถูกประกอบบนออปแอมป์คู่ และไมโครเซอร์กิตครึ่งหนึ่งยังคงค้างอยู่ในอากาศ ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลที่จะใช้ภายใต้เครื่องขยายแรงดันไฟฟ้าแบบปรับได้ ทำให้สามารถย้ายตัวต้านทานแบบแปรผันจากวงจรป้อนกลับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มเติมไปยังสเตจเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมแรงดันเอาต์พุต

การใช้สเตจแอมพลิฟายเออร์เพิ่มเติมช่วยรับประกันว่าเอาท์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะจับคู่กับโหลดได้ดียิ่งขึ้น มันถูกสร้างขึ้นตามวงจรแอมพลิฟายเออร์แบบไม่กลับด้านแบบคลาสสิก

การให้คะแนนที่ระบุช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนอัตราขยายจาก 2 เป็น 5 ได้ หากจำเป็น สามารถคำนวณการให้คะแนนใหม่เพื่อให้เหมาะกับงานที่ต้องการได้ กำไรแบบเรียงซ้อนได้มาจากความสัมพันธ์:

K=1+R2/R1

ตัวต้านทาน R1 คือผลรวมของตัวต้านทานผันแปรและค่าคงที่ที่ต่ออนุกรมกัน จำเป็นต้องมีตัวต้านทานแบบคงที่เพื่อที่ตำแหน่งต่ำสุดของปุ่มหมุนตัวต้านทานแบบแปรผัน อัตราขยายจะไม่ไปถึงค่าอนันต์

ทำอย่างไรให้ผลผลิตแข็งแกร่งขึ้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาให้ทำงานที่โหลดความต้านทานต่ำหลายโอห์ม แน่นอนว่าไม่มีออปแอมป์กำลังต่ำเพียงตัวเดียวที่สามารถผลิตกระแสที่ต้องการได้

เพื่อเพิ่มพลังงานจึงมีการวางทวนสัญญาณ TDA2030 ไว้ที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สารพัดทั้งหมดของการใช้ไมโครวงจรนี้อธิบายไว้ในบทความ

และนี่คือลักษณะของวงจรของเครื่องกำเนิดไซน์ซอยด์ทั้งหมดที่มีเครื่องขยายแรงดันไฟฟ้าและทวนสัญญาณที่เอาต์พุต:

เครื่องกำเนิดไซน์บนสะพาน Wien ยังสามารถประกอบเข้ากับ TDA2030 เพื่อเป็นออปแอมป์ได้ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับความแม่นยำที่ต้องการและความถี่ในการสร้างที่เลือก

หากไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับคุณภาพของการสร้างและความถี่ที่ต้องการไม่เกิน 80-100 kHz แต่ควรจะทำงานกับโหลดที่มีความต้านทานต่ำตัวเลือกนี้จึงเหมาะสำหรับคุณ

บทสรุป

เครื่องกำเนิดสะพาน Wien ไม่ใช่วิธีเดียวที่จะสร้างคลื่นไซน์ หากคุณต้องการการรักษาเสถียรภาพความถี่ที่มีความแม่นยำสูง ควรพิจารณาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีเครื่องสะท้อนควอทซ์จะดีกว่า

อย่างไรก็ตาม วงจรที่อธิบายไว้เหมาะสำหรับกรณีส่วนใหญ่เมื่อจำเป็นต้องได้รับสัญญาณไซน์ซอยด์ที่เสถียร ทั้งในความถี่และแอมพลิจูด

การสร้างเป็นสิ่งที่ดี แต่จะวัดขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูงได้อย่างแม่นยำได้อย่างไร โครงการที่เรียกว่า . เหมาะสำหรับสิ่งนี้

เนื้อหานี้จัดทำขึ้นสำหรับไซต์นี้โดยเฉพาะ

เครื่องกำเนิดเสียงทดสอบคลื่นไซน์ที่นำเสนอนั้นใช้สะพาน Wien ซึ่งสร้างความผิดเพี้ยนของคลื่นไซน์ต่ำมากและทำงานตั้งแต่ 15 Hz ถึง 22 kHz ในสองย่านความถี่ย่อย แรงดันเอาต์พุตสองระดับ - ตั้งแต่ 0-250 mV และ 0-2.5 V วงจรไม่ซับซ้อนเลยและแนะนำให้ประกอบแม้โดยนักวิทยุสมัครเล่นที่ไม่มีประสบการณ์

รายการชิ้นส่วนเครื่องกำเนิดเสียง

• R1, R3, R4 = 330 โอห์ม
• R2 = 33 โอห์ม
• R5 = โพเทนชิโอมิเตอร์คู่ 50k (เชิงเส้น)
• R6 = 4.7k
• R7 = 47k
• R8 = โพเทนชิออมิเตอร์ 5k (เชิงเส้น)
• C1, C3 = 0.022uF
• C2, C4 = 0.22uF
• C5, C6 = 47uF ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า (50v)
• IC1 = TL082 ออปแอมป์คู่พร้อมซ็อกเก็ต
• L1 = หลอดไฟ 28V/40mA
• J1 = ขั้วต่อ BNC
• J2 = แจ็คอาร์ซีเอ
• B1, B2 = 9 V โครนา

วงจรที่วางไว้ด้านบนนั้นค่อนข้างเรียบง่าย และใช้แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการคู่ TL082 ซึ่งใช้เป็นออสซิลเลเตอร์และแอมพลิฟายเออร์บัฟเฟอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะนาล็อกทางอุตสาหกรรมนั้นถูกสร้างขึ้นตามประเภทนี้เช่นกัน สัญญาณเอาท์พุตเพียงพอแม้จะเชื่อมต่อหูฟังขนาด 8 โอห์มก็ตาม ในโหมดสแตนด์บาย การใช้กระแสไฟจะอยู่ที่ประมาณ 5 mA จากแบตเตอรี่แต่ละก้อน มีสองตัว ตัวละ 9 โวลต์ เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟ op-amp เป็นแบบไบโพลาร์ มีการติดตั้งขั้วต่อเอาต์พุตสองประเภทที่แตกต่างกันเพื่อความสะดวก สำหรับ LED ที่สว่างเป็นพิเศษ คุณสามารถใช้ตัวต้านทาน 4.7k R6 ได้ สำหรับ LED มาตรฐาน - ตัวต้านทาน 1k

ออสซิลโลแกรมแสดงสัญญาณเอาท์พุตจริง 1 kHz จากเครื่องกำเนิด

การประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ไฟ LED ทำหน้าที่เป็นไฟแสดงการเปิด/ปิดของอุปกรณ์ สำหรับหลอดไส้ L1 มีการทดสอบหลอดไฟหลายประเภทในระหว่างขั้นตอนการประกอบและทั้งหมดทำงานได้ดี เริ่มต้นด้วยการตัด PCB ตามขนาดที่ต้องการ แกะสลัก เจาะ และประกอบ

ตัวที่นี่เป็นครึ่งไม้-ครึ่งโลหะ ตัดไม้หนา 2 นิ้วสำหรับด้านข้างตู้ ตัดแผ่นอลูมิเนียมขนาด 2 มม. สำหรับแผงด้านหน้า และกระดาษแข็งเคลือบสีขาวแผ่นหนึ่งสำหรับหน้าปัดขนาด งออะลูมิเนียมสองชิ้นเพื่อสร้างที่ใส่แบตเตอรี่แล้วขันสกรูไปทางด้านข้าง

เครื่องกำเนิดสัญญาณเป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อทดสอบเครื่องส่งสัญญาณเป็นหลัก นอกจากนี้ ผู้เชี่ยวชาญยังใช้เพื่อวัดคุณลักษณะของตัวแปลงอนาล็อกอีกด้วย เครื่องส่งสัญญาณรุ่นได้รับการทดสอบโดยการจำลองสัญญาณ นี่เป็นสิ่งจำเป็นในการตรวจสอบอุปกรณ์ว่าเป็นไปตามมาตรฐานสมัยใหม่หรือไม่ สัญญาณไปยังอุปกรณ์โดยตรงสามารถจ่ายได้ในรูปแบบบริสุทธิ์หรือมีการบิดเบือน ความเร็วข้ามช่องสัญญาณอาจแตกต่างกันอย่างมาก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีลักษณะอย่างไร?

หากเราพิจารณาเครื่องกำเนิดสัญญาณรุ่นทั่วไปคุณจะเห็นหน้าจอที่แผงด้านหน้า มีความจำเป็นในการติดตามความผันผวนและดำเนินการควบคุม ที่ด้านบนของหน้าจอจะมีตัวแก้ไขที่มีฟังก์ชันต่างๆ ให้เลือก ถัดลงมาคือซีเควนเซอร์ที่แสดงความถี่การสั่น ด้านล่างเป็นเส้นโหมด สามารถปรับแอมพลิจูดหรือระดับออฟเซ็ตของสัญญาณได้โดยใช้ปุ่มสองปุ่ม มีแผงขนาดเล็กแยกต่างหากสำหรับการทำงานกับไฟล์ ด้วยความช่วยเหลือ คุณสามารถบันทึกผลการทดสอบหรือเปิดได้ทันที

เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนความถี่ในการสุ่มตัวอย่างได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมีตัวควบคุมพิเศษ การใช้ค่าตัวเลขทำให้คุณสามารถซิงโครไนซ์ได้ค่อนข้างรวดเร็ว โดยปกติแล้วสัญญาณเอาท์พุตจะอยู่ที่ด้านล่างของอุปกรณ์ใต้หน้าจอ นอกจากนี้ยังมีสวิตช์สำหรับสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

อุปกรณ์โฮมเมด

การสร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณด้วยมือของคุณเองนั้นค่อนข้างมีปัญหาเนื่องจากความซับซ้อนของอุปกรณ์ องค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ถือเป็นตัวเลือก ได้รับการออกแบบมาในรูปแบบสำหรับช่องจำนวนหนึ่ง ตามกฎแล้วในอุปกรณ์จะมีไมโครวงจรสองตัว ในการปรับความถี่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจำเป็นต้องมีซินธิไซเซอร์ หากเราพิจารณาอุปกรณ์แบบหลายช่องสัญญาณไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับซีรี่ส์ KN148 จะเหมาะสม ตัวแปลงใช้เฉพาะประเภทอะนาล็อกเท่านั้น

อุปกรณ์คลื่นไซน์

ไมโครวงจรกำเนิดสัญญาณคลื่นไซน์ใช้วงจรที่ค่อนข้างง่าย ในกรณีนี้ แอมพลิฟายเออร์สามารถใช้ได้เฉพาะประเภทการทำงานเท่านั้น นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณปกติจากตัวต้านทานไปยังบอร์ด โพเทนชิโอมิเตอร์รวมอยู่ในระบบด้วยพิกัดอย่างน้อย 200 โอห์ม ตัวบ่งชี้รอบการทำงานของพัลส์ขึ้นอยู่กับความเร็วของกระบวนการสร้าง

สำหรับการกำหนดค่าอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่น จะมีการติดตั้งบล็อกหลายช่องสัญญาณ เครื่องกำเนิดคลื่นไซน์ถูกเปลี่ยนโดยใช้ตัวควบคุมแบบหมุน เหมาะสำหรับการทดสอบเครื่องรับประเภทมอดูเลตเท่านั้น นี่แสดงให้เห็นว่าเครื่องกำเนิดต้องมีอย่างน้อยห้าช่องสัญญาณ

วงจรกำเนิดความถี่ต่ำ

เครื่องกำเนิดสัญญาณความถี่ต่ำ (วงจรที่แสดงด้านล่าง) มีตัวต้านทานแบบแอนะล็อกด้วย ควรตั้งค่าโพเทนชิโอมิเตอร์ไว้ที่พิกัด 150 โอห์มเท่านั้น ในการเปลี่ยนค่าพัลส์จะใช้โมดูเลเตอร์ของซีรีย์ KK202 การสร้างในกรณีนี้เกิดขึ้นผ่านตัวเก็บประจุ จะต้องมีจัมเปอร์ระหว่างตัวต้านทานในวงจร การมีพินสองตัวทำให้สามารถติดตั้งสวิตช์ (ความถี่ต่ำ) ในเครื่องกำเนิดสัญญาณได้

หลักการทำงานของรุ่นสัญญาณเสียง

เมื่อเชื่อมต่อเครื่องกำเนิดความถี่ แรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังตัวเลือกตั้งแต่แรก จากนั้นกระแสสลับจะผ่านกลุ่มทรานซิสเตอร์ หลังจากแปลงเป็นงานแล้ว ตัวเก็บประจุจะเปิดขึ้น การสั่นสะเทือนจะสะท้อนบนหน้าจอโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อควบคุมความถี่จำกัด ต้องใช้หมุดพิเศษบนชิป

ในกรณีนี้ เครื่องกำเนิดสัญญาณเสียงสามารถเข้าถึงกำลังขับสูงสุด 3 GHz แต่ข้อผิดพลาดควรน้อยที่สุด เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มีการติดตั้งลิมิตเตอร์ไว้ใกล้กับตัวต้านทาน ระบบดูดซับสัญญาณรบกวนเฟสผ่านขั้วต่อ ตัวบ่งชี้การมอดูเลตเฟสขึ้นอยู่กับความเร็วของการแปลงปัจจุบันเท่านั้น

แผนภาพวงจรสัญญาณผสม

วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐานประเภทนี้มีความโดดเด่นด้วยตัวเลือกหลายช่องสัญญาณ ในกรณีนี้ มีเอาต์พุตมากกว่าห้าเอาต์พุตบนแผงควบคุม ในกรณีนี้ สามารถตั้งค่าขีดจำกัดความถี่สูงสุดได้ที่ 70 Hz ตัวเก็บประจุมีหลายรุ่นให้เลือกความจุไม่เกิน 20 pF ตัวต้านทานมักเปิดอยู่โดยมีค่าระบุ 4 โอห์ม เวลาในการติดตั้งสำหรับโหมดแรกคือโดยเฉลี่ย 2.5 วินาที

เนื่องจากการมีอยู่ของตัวจำกัดการส่งสัญญาณ กำลังย้อนกลับของยูนิตจึงสามารถเข้าถึง 2 MHz ความถี่ของสเปกตรัมในกรณีนี้สามารถปรับได้โดยใช้โมดูเลเตอร์ มีเอาต์พุตแยกสำหรับอิมพีแดนซ์เอาต์พุต ระดับในวงจรน้อยกว่า 2 dB ตัวแปลงในระบบมาตรฐานมีจำหน่ายในซีรีส์ PP201

เครื่องมือวัดรูปคลื่นตามอำเภอใจ

อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการออกแบบให้มีข้อผิดพลาดเล็กน้อย มีโหมดลำดับที่ยืดหยุ่น วงจรตัวเลือกมาตรฐานประกอบด้วยหกช่องสัญญาณ พารามิเตอร์ความถี่ขั้นต่ำคือ 70 Hz แรงกระตุ้นเชิงบวกจะถูกรับรู้โดยเครื่องกำเนิดประเภทนี้ ตัวเก็บประจุในวงจรมีความจุอย่างน้อย 20 pF ความต้านทานเอาต์พุตของอุปกรณ์จะคงอยู่ที่ 5 โอห์ม

ในแง่ของพารามิเตอร์การซิงโครไนซ์ เครื่องกำเนิดสัญญาณเหล่านี้ค่อนข้างแตกต่างกัน ซึ่งมักเกิดจากประเภทของตัวเชื่อมต่อ เป็นผลให้เวลาที่เพิ่มขึ้นอยู่ในช่วงตั้งแต่ 15 ถึง 40 ns มีสองโหมดในแบบจำลอง (เชิงเส้นและลอการิทึม) ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา แอมพลิจูดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ข้อผิดพลาดความถี่ในกรณีนี้น้อยกว่า 3%

การปรับเปลี่ยนสัญญาณที่ซับซ้อน

ในการแก้ไขสัญญาณที่ซับซ้อน ผู้เชี่ยวชาญจะใช้เฉพาะตัวเลือกหลายช่องสัญญาณในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จำเป็นต้องติดตั้งเครื่องขยายเสียง หน่วยงานกำกับดูแลใช้ในการเปลี่ยนโหมดการทำงาน ต้องขอบคุณตัวแปลงที่ทำให้กระแสคงที่จาก 60 Hz เวลาเพิ่มขึ้นเฉลี่ยไม่ควรเกิน 40 ns เพื่อจุดประสงค์นี้ ความจุตัวเก็บประจุขั้นต่ำคือ 15 pF ต้องรับรู้ความต้านทานของระบบสำหรับสัญญาณในพื้นที่ 50 โอห์ม ความเพี้ยนที่ 40 kHz โดยทั่วไปคือ 1% ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงสามารถใช้สำหรับการทดสอบเครื่องรับได้

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมโปรแกรมแก้ไขในตัว

เครื่องกำเนิดสัญญาณประเภทนี้กำหนดค่าได้ง่ายมาก หน่วยงานกำกับดูแลได้รับการออกแบบสำหรับสี่ตำแหน่ง จึงสามารถปรับระดับความถี่จำกัดได้ หากพูดถึงเวลาในการติดตั้ง ในหลายรุ่นจะใช้เวลา 3 ms สิ่งนี้สามารถทำได้ผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ เชื่อมต่อกับบอร์ดโดยใช้จัมเปอร์ ไม่ได้ติดตั้งตัวจำกัดการส่งสัญญาณในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้ ตามแผนภาพอุปกรณ์ ตัวแปลงจะอยู่ด้านหลังตัวเลือก ซินธิไซเซอร์ไม่ค่อยถูกใช้ในแบบจำลอง กำลังขับสูงสุดของอุปกรณ์อยู่ที่ 2 MHz ข้อผิดพลาดในกรณีนี้ได้รับอนุญาตเพียง 2%

อุปกรณ์ที่มีเอาต์พุตดิจิตอล

เครื่องกำเนิดสัญญาณพร้อมเอาท์พุตดิจิทัลและขั้วต่อติดตั้งอยู่ในซีรีส์ KR300 ในทางกลับกันตัวต้านทานจะเปิดขึ้นโดยมีค่าระบุอย่างน้อย 4 โอห์ม ดังนั้นความต้านทานภายในของตัวต้านทานจึงสูง เครื่องรับที่มีกำลังไฟไม่เกิน 15 V สามารถทดสอบอุปกรณ์เหล่านี้ได้ การเชื่อมต่อกับตัวแปลงทำได้ผ่านจัมเปอร์เท่านั้น

ตัวเลือกในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถพบได้ในประเภทสามและสี่ช่องสัญญาณ ไมโครวงจรในวงจรมาตรฐานมักจะใช้เช่น KA345 สวิตช์สำหรับเครื่องมือวัดจะใช้เฉพาะสวิตช์แบบหมุนเท่านั้น การปรับพัลส์ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเกิดขึ้นค่อนข้างเร็วและทำได้เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านสูง ควรคำนึงถึงระดับเสียงบรอดแบนด์ต่ำที่ 10 เดซิเบลด้วย

รุ่นที่โอเวอร์คล็อกสูง

เครื่องกำเนิดสัญญาณความถี่นาฬิกาสูงมีประสิทธิภาพมาก สามารถทนต่อความต้านทานภายในเฉลี่ย 50 โอห์ม แบนด์วิดท์ของรุ่นดังกล่าวมักจะอยู่ที่ 2 GHz นอกจากนี้ ควรคำนึงด้วยว่าใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุอย่างน้อย 7 pF ดังนั้นกระแสสูงสุดจะคงอยู่ที่ 3 A ความเพี้ยนสูงสุดในระบบอาจเป็น 1%

ตามกฎแล้วแอมพลิฟายเออร์สามารถพบได้ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทการปฏิบัติงานเท่านั้น มีการติดตั้งลิมิตเตอร์ส่งสัญญาณในวงจรที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดด้วย มีขั้วต่อสำหรับเลือกประเภทสัญญาณ ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่มักพบได้ในซีรีส์ PPK211 ตัวเลือกได้รับการออกแบบให้มีอย่างน้อยหกช่องสัญญาณ มีตัวควบคุมแบบหมุนในอุปกรณ์ดังกล่าว ความถี่ขีดจำกัดสูงสุดสามารถตั้งค่าเป็น 90 Hz

การทำงานของเครื่องกำเนิดสัญญาณลอจิก

ตัวต้านทานเครื่องกำเนิดสัญญาณนี้มีค่าระบุไม่เกิน 4 โอห์ม ในขณะเดียวกัน ความต้านทานภายในยังคงค่อนข้างสูง เพื่อลดความเร็วในการส่งสัญญาณจึงมีการติดตั้งประเภทต่างๆ โดยปกติจะมีสามพินบนแผง การเชื่อมต่อกับตัวจำกัดการส่งสัญญาณเกิดขึ้นผ่านจัมเปอร์เท่านั้น

สวิตช์ในอุปกรณ์เป็นแบบหมุน คุณสามารถเลือกสองโหมด สำหรับการปรับเฟส สามารถใช้เครื่องกำเนิดสัญญาณประเภทที่ระบุได้ พารามิเตอร์สัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ไม่เกิน 5 เดซิเบล ตัวบ่งชี้การเบี่ยงเบนความถี่มักจะอยู่ที่ประมาณ 16 MHz ข้อเสียได้แก่ เวลาขึ้นลงนาน นี่เป็นเพราะไมโครคอนโทรลเลอร์มีแบนด์วิธต่ำ

วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมโมดูเลเตอร์ MX101

วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐานที่มีโมดูเลเตอร์ดังกล่าวจะมีตัวเลือกสำหรับห้าช่องสัญญาณ ทำให้สามารถทำงานในโหมดเชิงเส้นได้ แอมพลิจูดสูงสุดที่โหลดต่ำจะคงอยู่ที่ 10 พีค การชดเชยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเกิดขึ้นค่อนข้างน้อย พารามิเตอร์กระแสเอาต์พุตอยู่ที่ประมาณ 4 A ข้อผิดพลาดของความถี่สามารถเข้าถึงได้สูงสุด 3% เวลาเพิ่มขึ้นเฉลี่ยสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโมดูเลเตอร์ดังกล่าวคือ 50 ns

ระบบจะรับรู้รูปร่างสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม คุณสามารถทดสอบเครื่องรับโดยใช้รุ่นนี้ด้วยกำลังไม่เกิน 5 V โหมดกวาดลอการิทึมช่วยให้คุณทำงานกับเครื่องมือวัดต่างๆ ได้ค่อนข้างประสบความสำเร็จ ความเร็วในการปรับแต่งบนแผงควบคุมสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่น เนื่องจากความต้านทานเอาต์พุตสูง โหลดบนคอนเวอร์เตอร์จึงถูกลบออก

แผนผังของเครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์ซอยด์แบบโฮมเมดสำหรับวัตถุประสงค์ในห้องปฏิบัติการซึ่งสร้างขึ้นบนไมโครวงจร MAX038 เครื่องกำเนิดคลื่นไซน์เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญที่สุดในห้องปฏิบัติการวิทยุสมัครเล่น โดยปกติแล้วจะมีการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเครื่องคือความถี่ต่ำและความถี่สูง

ความถี่ต่ำถูกสร้างขึ้นบนแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานที่ครอบคลุมโดยวงจรป้อนกลับที่มีบริดจ์ Winn และการปรับจูนที่ราบรื่นจะดำเนินการโดยตัวต้านทานแบบปรับค่าได้คู่ เครื่องกำเนิด RF ถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของเครื่องกำเนิด LC ของทรานซิสเตอร์พร้อมการปรับด้วยตัวเก็บประจุแบบแปรผันหรือ varicap

ชิป MAX038

เมื่อใช้ชิป MAX038 คุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์ซอยด์ย่านความถี่กว้างได้ตั้งแต่ไม่กี่ Hz ถึงหลายสิบ MHz ในกรณีนี้การปรับจูนอย่างราบรื่นจะเป็นตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ตัวเดียวและจะไม่มีคอยล์เลย ไมโครวงจร MAX038 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างวงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

แผนภาพการทำงานของวงจรไมโครแสดงในรูปที่ 1 และรูปที่ 2 แสดงวงจรทั่วไปที่ผู้ผลิตแนะนำสำหรับการสร้างวงจรกำเนิดสัญญาณไซน์ นอกจากนี้ยังมีสูตรคำนวณความถี่อีกด้วย

วงจรขนาดเล็กที่ใช้วงจรดังกล่าวสามารถสร้างสัญญาณไซน์ซอยด์ในช่วงความถี่ที่กว้างมาก ตั้งแต่หน่วยและแม้แต่เศษส่วนของ Hz จากนั้น 20 MHz ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้ในวงจรและอุปกรณ์ที่หลากหลาย รวมถึงออสซิลเลเตอร์ภายในของอุปกรณ์รับด้วย

ข้าว. 1. แผนภาพการทำงานของไมโครวงจร MAX038

ข้าว. 2. แผนภาพวงจรทั่วไปสำหรับเชื่อมต่อไมโครวงจร MAX038

แผนภาพ

จากวงจรกำเนิดคลื่นไซน์ทั่วไป (รูปที่ 2) เครื่องกำเนิดสัญญาณคลื่นไซน์ในห้องปฏิบัติการช่วงกว้าง (รูปที่ 3) ได้รับการออกแบบ โดยสร้างความถี่ตั้งแต่ 2 เฮิรตซ์ถึง 20 เมกะเฮิรตซ์ในแถบความถี่ย่อยที่สลับได้เจ็ดย่าน ช่วยให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้สามารถใช้ทั้งสำหรับการปรับอุปกรณ์ความถี่ต่ำและอุปกรณ์ RF

ตามที่ระบุไว้ในสูตรในรูปที่ 2 ความถี่ในการสร้างขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อระหว่างพิน 5 และศูนย์ร่วมของแหล่งจ่ายและความต้านทานของตัวต้านทานระหว่างพิน 10 และ 1 เพื่อความเป็นไปได้และความสะดวกของ การทำงานในช่วงความถี่ที่กว้างดังกล่าว ช่วงดังกล่าวจะแบ่งออกเป็นเจ็ดช่วงย่อย ซึ่งถูกสลับโดยสวิตช์ S1 โดยการสลับตัวเก็บประจุระหว่างพิน 5 และศูนย์ร่วม

ข้าว. 3. แผนผังของเครื่องกำเนิดสัญญาณไซน์ซอยด์ช่วงกว้าง

การปรับจูนอย่างราบรื่นภายในแต่ละช่วงจะดำเนินการโดยตัวต้านทานผันแปรที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมสองตัว R4 และ R5 โดยมีตัวต้านทาน R5 ทำหน้าที่สำหรับการตั้งค่าความถี่คร่าวๆ และ R4 ซึ่งเป็นความต้านทานที่ต่ำกว่าเพื่อการตั้งค่าความถี่ที่แม่นยำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่มีสเกล แต่เป็นเครื่องวัดความถี่ดิจิตอลที่เชื่อมต่อกับขั้วต่อ X2

หากมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีระดับการปรับแต่งวงจรการปรับจูนที่ราบรื่นจะต้องสร้างโดยใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้หนึ่งตัวแบบหลายรอบและด้วยกฎเชิงเส้นของการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน

สัญญาณไซน์เอาท์พุตถูกนำมาจากพิน 19 และจ่ายให้กับขั้วต่อ X2 เพื่อป้อนเข้ากับอินพุตของมิเตอร์ความถี่ควบคุม และผ่านตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเอาต์พุตบนตัวต้านทาน R7 ไปยังเอาต์พุต - ตัวเชื่อมต่อ XZ และไปยังตัวลดทอนบนตัวต้านทาน R7-R10 ซึ่งช่วยให้คุณลดแรงดันเอาต์พุตได้ 10, 100 และ 1,000 เท่า แหล่งจ่ายไฟจะต้องมาจากแหล่งที่มีความเสถียรแบบไบโพลาร์ ±5V

ชิ้นส่วนและการติดตั้ง

ติดตั้งในกล่องดีบุกขนาด 150x100x50 มม. โดยไม่ต้องใช้แผงวงจรพิมพ์ กล่องยังทำหน้าที่เป็นบัสสำหรับสายไฟทั่วไป ไมโครวงจรอยู่ในแพ็คเกจ DIP-20

การติดตั้งดำเนินการดังนี้ พินทั้งหมดของ microcircuit A1 ยกเว้นที่เชื่อมต่อกับศูนย์จ่ายไฟทั่วไปจะโค้งงอไปที่ตำแหน่งแนวนอน สายไฟที่เชื่อมต่อกับสายไฟทั่วไปจะถูกปล่อยทิ้งไว้ตามที่เป็นอยู่และบัดกรีไปที่ด้านล่างของกล่องดีบุกด้านบน

หลังจากที่ไมโครเซอร์กิตได้รับการยึดอย่างแน่นหนาด้วยหมุดที่บัดกรีเข้ากับลวดทั่วไปแล้ว การติดตั้งส่วนที่เหลือจะดำเนินการในลักษณะปริมาตรบนพินที่เหลือของไมโครวงจร และที่ขั้วต่อของตัวเชื่อมต่อคือตัวต้านทาน R4, R5, R6 และสวิตช์ S1

ค่าของความจุ C6-C12 ระบุไว้ในแผนภาพตามที่เป็นอยู่ ไม่ได้เลือกไว้อย่างแน่นอน ดังนั้นช่วงย่อยที่แท้จริงจึงแตกต่างจากที่ระบุไว้ในแผนภาพ หากคุณต้องการตั้งค่าช่วงย่อยที่แม่นยำคุณจะต้องเลือกตัวเก็บประจุ C6-C12 อย่างถูกต้องโดยเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ "เพิ่มเติม" เพิ่มเติมเข้ากับตัวเก็บประจุเหล่านั้น

แต่สิ่งนี้สำคัญเฉพาะในกรณีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานด้วยขนาดเชิงกลของตัวเอง เมื่อทำงานร่วมกับเครื่องวัดความถี่ ไม่จำเป็นต้องเลือก C6-C12 อย่างแม่นยำเสมอไป เนื่องจากความถี่ที่สร้างขึ้นจะมองเห็นได้บนจอแสดงผลของเครื่องวัดความถี่ดิจิทัล

ครูชินิน ป.ล. RK-2016-09