Pomocí operačního zesilovače uA741 lze získat obdélníkové impulsy s širokým rozsahem frekvencí a pracovních cyklů.

Schéma takového obdélníkového pulzního generátoru je uvedeno níže.

Ve schématu tvoří kondenzátor C1 a R1 obvod pro nastavení času. Rezistory R2 a R3 tvoří dělič napětí, který dodává pevnou část výstupního napětí na neinvertující svorku operačního zesilovače jako referenční napětí.

Obdélníkový pulzní generátor s nastavitelnou frekvencí. Popis práce

Zpočátku bude napětí na kondenzátoru C1 nulové a výstup operačního zesilovače bude vysoký. V důsledku toho se kondenzátor C1 začne nabíjet z kladného napětí přes potenciometr R1.

Když je kondenzátor C1 nabitý na úroveň, při které je napětí na invertující svorce operačního zesilovače vyšší než napětí na neinvertující svorce, výstup operačního zesilovače se přepne na záporný.

V tomto případě se kondenzátor rychle vybije přes R1 a poté se začne nabíjet směrem k zápornému pólu. Když je C1 nabíjen ze záporného napětí, takže napětí na invertující svorce je zápornější než na neinvertující svorce, výstup zesilovače se přepne na kladný.

Nyní se kondenzátor rychle vybije přes R1 a začne se nabíjet z kladného pólu. Tento cyklus se bude donekonečna opakovat a jeho výsledkem bude souvislá obdélníková vlna na výstupu s amplitudou od + Vcc do -Vcc.

Dobu kmitání generátoru obdélníkových vln lze vyjádřit pomocí následující rovnice:

Odpor R3 je zpravidla roven R2. Potom lze rovnici pro období zjednodušit:

T = 2,1976 R1C1

Frekvenci lze určit podle vzorce: F = 1 / T

Nyní něco málo o operačním zesilovači uA741

Operační zesilovač uA741 je velmi populární integrovaný obvod, který lze použít v mnoha obvodech.

Operační zesilovač LM741 je dodáván v 8pinovém plastovém DIP balíčku obsahujícím jeden zesilovač.

Operační zesilovač uA741 lze použít v různých elektronických obvodech, jako jsou: diferenciátor, integrátor, sčítačka, odčítač, diferenciální zesilovač, předzesilovač, frekvenční generátor atd.

Ačkoli uA741 zpravidla pracuje z bipolárního zdroje, může úspěšně fungovat i z unipolárního zdroje.

Přiřazení pinů uA741 je znázorněno na následujícím obrázku:

Rozsah napájecího napětí uA741 je +/- 5 až +/- 18 voltů.

Piny číslo 1 a 5 jsou pro nastavení nulového offsetu. To lze provést připojením 10K proměnného odporu ke kolíkům 1 a 2 a jezdce odporu ke kolíku 4.

Maximální ztrátový výkon uA741 je 500 mW.

Sestavujeme jednoduchý funkční generátor pro laboratoř začínajícího radioamatéra

Dobré odpoledne, milí radioamatéři! Vítejte na stránkách „“

Sestavujeme generátor signálu - generátor funkcí. Část 3.

Dobré odpoledne, milí radioamatéři! Na dnešní lekci v Začátek radioamatérské školy dokončíme sběr generátor funkcí. Dnes si sestavíme plošný spoj, zapájeme všechny přiložené díly, zkontrolujeme funkčnost generátoru a nakonfigurujeme jej pomocí speciálního programu.

A tak vám představuji konečnou verzi mé desky plošných spojů vyrobené v programu, na který jsme se podívali ve druhé lekci - Rozložení sprintu:

Pokud jste nebyli schopni vytvořit si vlastní verzi desky (něco se nepovedlo, nebo jste byli bohužel líní), můžete použít moje „mistrovské dílo“. Tabule je velká 9x5,5 cm a obsahuje dva propojky (dvě modré linky). Zde si můžete stáhnout tuto verzi desky ve formátu Sprint Layout^

(63,6 KiB, 3 607 přístupů)

Po použití technologie laserového žehlení a leptání byl výsledkem následující obrobek:

Dráhy na této desce jsou vyrobeny o šířce 0,8 mm, téměř všechny podložky mají průměr 1,5 mm a téměř všechny otvory jsou vyrobeny vrtákem 0,7 mm. Myslím, že pro vás nebude moc těžké této desce porozumět a také v závislosti na použitých dílech (zejména trimry) provést vlastní změny. Chci hned říci, že tato deska byla testována a pokud jsou díly správně připájeny, obvod začne okamžitě fungovat.

Něco málo o funkčnosti a kráse desky. Při vyzvednutí továrně vyrobené desky jste si pravděpodobně všimli, jak pohodlně byla připravena pro pájení dílů - a nahoře a dole je aplikován takzvaný „sítotisk“, na kterém jsou jak názvy dílů, tak jejich sedla jsou okamžitě viditelné, což velmi usnadňuje život při pájení radioelementů. Při pohledu na usazení rádiového prvku se nikdy nebudete mýlit, do kterých otvorů jej vložit, zbývá pouze podívat se na schéma, vybrat požadovaný díl, vložit jej a připájet. Proto si dnes vyrobíme desku blízkou tovární, tzn. naneste sítotisk na vrstvu ze strany detailů. Jediná věc je, že tento „sítotisk“ bude černý. Postup je velmi jednoduchý. Použijeme-li např. program Sprint Layout, pak při tisku vybereme vrstvu K1 (vrstva na straně dílu), vytiskneme ji jako samotnou desku (ale pouze zrcadlově), potisk na stranu desku, kde není fólie (se stranami dílů), vycentrujeme (a vzor je dobře vidět na vůli leptané desky) a metodou LUT přeneseme toner na textolit. Proces je stejný jako při přenosu toneru na měď a obdivujeme výsledek:

Po vyvrtání otvorů skutečně uvidíte rozložení dílů na desce. A nejdůležitější je, že to není jen pro krásu desky (i když, jak jsem již řekl, krásná deska je klíčem k dobrému a dlouhodobému provozu vámi sestaveného obvodu), ale hlavně, pro usnadnění dalšího pájení obvodu. Deset minut strávených nanášením „sítotisku“ se při sestavování obvodu výrazně vyplatí. Někteří radioamatéři po přípravě desky pro pájení a aplikaci takového „sítotisku“ pokrývají vrstvu na straně dílů lakem, čímž chrání „sítotisk“ před vymazáním. Podotýkám, že toner na DPS velmi dobře drží a po zapájení dílů budete muset z desky odstranit zbylou kalafunu rozpouštědlem. Pokud se rozpouštědlo dostane na „sítotisk“ potažený lakem, vede to ke vzhledu bílého povlaku, po odstranění se samotný „sítotisk“ uvolní (je to jasně vidět na fotografii, přesně tak co jsem udělal), proto se domnívám, že není nutné používat lak. Mimochodem, všechny nápisy a obrysy dílů jsou provedeny s tloušťkou čáry 0,2 mm a jak vidíte, to vše je dokonale přeneseno do textolitu.

A takto vypadá moje deska (bez propojek a nástavců):

Tato deska by vypadala mnohem lépe, kdybych ji nenalakoval. Ale můžete jako vždy experimentovat a samozřejmě dělat lépe. Navíc mám na desce nainstalované dva kondenzátory C4, neměl jsem požadovanou hodnotu (0,22 μF), tak jsem ji nahradil dvěma kondenzátory 0,1 μF, které je spojují paralelně.

Pokračujme. Po připájení všech dílů na desku připájeme pomocí sekcí montážních vodičů dvě propojky a připájeme odpory R7 a R10 a spínač S2. Spínač S1 zatím nepájeme, ale vyrábíme propojku z drátu, propojovacích pinů 10 mikroobvodu ICL8038 a kondenzátoru C3 (tj. zapojujeme rozsah 0,7 - 7 kHz), napájení napájíme z našeho (doufám složeného) laboratorního napájení napájení na vstupy stabilizátorů mikroobvodu asi 15 voltů stejnosměrného napětí

Nyní jsme připraveni otestovat a nakonfigurovat náš generátor. Jak zkontrolovat funkčnost generátoru. Velmi jednoduché. Pájíme na výstupy X1 (1:1) a „běžný“ jakýkoli obyčejný nebo piezokeramický reproduktor (např. z čínských hodin v budíku). Po připojení napájení uslyšíme pípnutí. Při změně odporu R10 uslyšíme, jak se změní tón výstupního signálu a při změně odporu R7 uslyšíme, jak se změní hlasitost signálu. Pokud to nemáte, pak jediným důvodem je nesprávné pájení rádiových prvků. Určitě si schéma znovu projděte, odstraňte nedostatky a vše bude ok!

Budeme předpokládat, že jsme prošli touto fází výroby generátoru. Pokud něco nefunguje, nebo to funguje, ale není správné, nezapomeňte se zeptat na své otázky v komentářích nebo na fóru. Společně vyřešíme jakýkoli problém.

Pokračujme. Takto vypadá deska připravená k nastavení:

Co vidíme na tomto obrázku. Napájení – černý „krokodýl“ na společný vodič, červený „krokodýl“ na kladný vstup stabilizátoru, žlutý „krokodýl“ – na záporný vstup záporného stabilizátoru napětí. Připájené proměnné odpory R7 a R10, stejně jako spínač S2. Z našeho laboratorního zdroje (zde se hodí bipolární zdroj) napájíme obvod napětím cca 15-16 voltů, takže 12voltové stabilizátory mikroobvodu normálně fungují.

Po připojení napájení ke vstupům stabilizátorů (15-16 voltů) použijte tester ke kontrole napětí na výstupech stabilizátorů (±12 voltů). V závislosti na použitých stabilizátorech napětí se bude napětí lišit od ± 12 voltů, ale blíží se mu. Pokud jsou vaše napětí na výstupech stabilizátorů absurdní (neodpovídají tomu, co je potřeba), pak je tu jediný důvod - špatný kontakt se zemí. Nejzajímavější je, že i absence spolehlivého kontaktu se „zemí“ nenarušuje provoz generátoru na reproduktoru.

No, teď už jen potřebujeme nakonfigurovat náš generátor. Nastavení provedeme pomocí speciálního programu - virtuální osciloskop. Na internetu lze najít mnoho programů, které simulují činnost osciloskopu na obrazovce počítače. Speciálně pro tuto lekci jsem zkontroloval mnoho takových programů a vybral jsem si jeden, který, jak se mi zdá, nejlépe simuluje osciloskop - Virtins Multi-Instrument. Tento program obsahuje několik podprogramů - osciloskop, měřič frekvence, spektrální analyzátor, generátor a navíc ruské rozhraní:

Zde si můžete stáhnout tento program:

(41,7 MiB, 5 371 přístupů)

Program se snadno používá a ke konfiguraci našeho generátoru potřebujete pouze minimální znalosti jeho funkcí:

Abychom mohli nakonfigurovat náš generátor, musíme se připojit k počítači přes zvukovou kartu. Můžete se připojit přes linkový vstup (ne všechny počítače jej mají) nebo do konektoru mikrofonu (dostupný na všech počítačích). K tomu musíme vzít z telefonu nebo jiného zařízení stará nepotřebná sluchátka se zástrčkou o průměru 3,5 mm a rozebrat je. Po demontáži připájejte dva vodiče k zástrčce - jak je znázorněno na fotografii:

Poté připájejte bílý vodič k zemi a červený vodič ke kolíku X2 (1:10). Ovladač úrovně signálu R7 nastavíme do minimální polohy (nezapomeňte nespálit zvukovou kartu) a připojíme zástrčku k počítači. Spustíme program a v pracovním okně uvidíme dva běžící programy - osciloskop a spektrální analyzátor. Vypněte spektrální analyzátor, na horním panelu vyberte „multimetr“ a spusťte jej. Objeví se okno, které ukáže frekvenci našeho signálu. Pomocí rezistoru R10 nastavíme kmitočet cca 1 kHz, přepínač S2 nastavíme do polohy „1“ (sinusový signál). A pak pomocí trimovacích rezistorů R2, R4 a R5 nakonfigurujeme náš generátor. Nejprve tvar sinusového signálu s odpory R5 a R4, dosažení sinusového tvaru na obrazovce, a poté přepnutím S2 do polohy „3“ (obdélníkový signál) pomocí rezistoru R2 dosáhneme symetrie signálu. Jak to ve skutečnosti vypadá, se můžete podívat v tomto krátkém videu:

Po dokončení kroků a nastavení generátoru na něj (po odstranění propojky) připájeme spínač S1 a celou konstrukci sestavíme do hotového nebo domácího (viz lekce o sestavení zdroje) kufříku.

Předpokládejme, že jsme se se vším úspěšně vypořádali a v našem radioamatérském zařízení se objevilo nové zařízení - generátor funkcí . Zatím jej nebudeme vybavovat frekvenčním měřičem (není vhodný obvod), ale použijeme jej v této podobě, vzhledem k tomu, že si pomocí programu můžeme nastavit frekvenci, kterou potřebujeme Virtins Multi-Instrument. Sestavíme frekvenční měřič pro generátor na mikrokontroléru v sekci „Mikrokontroléry“.

Naší další etapou poznání a praktické realizace radioamatérských zařízení bude montáž světelně-hudební instalace pomocí LED.

Při opakování tohoto návrhu se vyskytl případ, kdy nebylo možné dosáhnout správného tvaru pravoúhlých pulzů. Těžko říct, proč takový problém vznikl, možná kvůli způsobu fungování čipu. Řešení problému je velmi snadné. K tomu je potřeba použít Schmitt spoušť na čipu K561(KR1561)TL1 podle schématu níže. Tento obvod umožňuje převádět napětí libovolného tvaru na obdélníkové impulsy s velmi dobrým tvarem. Obvod je připojen k mezeře ve vodiči vycházejícím z kolíku 9 mikroobvodu místo kondenzátoru C6.

Pro testování a nastavení různých zesilovačů, včetně 3H zesilovačů, je užitečné použít generátor čtvercových impulsů. Typicky jsou takové generátory vyrobeny podle symetrického multivibračního obvodu využívajícího dva bipolární tranzistory stejné struktury a se dvěma obvody pro nastavení frekvence. Je však možné sestavit jednodušší generátor pomocí dvou tranzistorů různé struktury (viz obrázek) s jedním obvodem pro nastavení frekvence.

Takto funguje generátor. Při přivedení napájecího napětí (kondenzátor C1 není nabitý) se tranzistor VT1 mírně otevře proudem protékajícím předpětím R1. Kolektorový proud tohoto tranzistoru je základním proudem pro VT2 a otevírá jej. Rostoucí napětí na kolektorovém zatížení posledně jmenovaného prostřednictvím řetězce C1R2 otevírá tranzistor VT1 ještě více, v důsledku čehož dochází k lavinovitému procesu otevírání obou tranzistorů - tvoří se přední část obdélníkového impulsu.

Doba trvání vrcholu impulsu je určena dobou trvání nabíjení kondenzátoru C1 přes odpor R2. Jak se tento kondenzátor nabíjí, proud báze tranzistoru VT1 klesá a nastává okamžik, kdy dojde k lavinovitému procesu uzavírání obou tranzistorů. Na zátěži se vytvoří záporný úbytek napětí - pokles pulzu. Doba pauzy mezi pulzy je dána dobou vybíjení kondenzátoru C1 proudem protékajícím odpory R1 a R2. Poté se proces opakuje.

Činnost generátoru lze vysvětlit různě. Dvoustupňový zesilovač je pokryt obvodem s kladnou zpětnou vazbou (prvky R2C1) a současně je přiveden do lineárního režimu tranzistoru VT1 aplikací předpětí na jeho bázi přes odpor R1. Proto vznikají relaxační oscilace. Pro stabilizaci provozu generátoru je každý stupeň pokryt obvodem OOS - v prvním stupni je malý a je prováděn přes rezistor R1 a ve druhém stupni je odpor R5 součástí emitorového obvodu tranzistoru VT2.

Generátor pracuje stabilně při napájecím napětí 1,5 až 12 V, přičemž odběr proudu se pohybuje od 0,15 do několika miliampérů. Amplituda výstupních impulsů na „Výstupu 1“ mírně přesahuje polovinu napájecího napětí a na „Výstupu 2“ je přibližně 10krát menší. V případě potřeby můžete provést další dělicí stupeň (1/100) přidáním odporu s odporem 240 m mezi spodní svorku rezistoru R4 a společný vodič.

Při jmenovitých hodnotách součástek uvedených v diagramu a napájecím napětí 2,5 V byla spotřeba proudu 0,2 mA, frekvence pulzů byla 1000 Hz, pracovní cyklus byl 2 (čtvercová vlna), amplituda pulzu na „Výstupu 1“ byla 1 V .

Samozřejmě u takto jednoduchého generátoru parametry signálu znatelně závisí na napětí napájecího zdroje. Proto by měl být generátor nastaven na napětí, při kterém bude používán. Pokud není generování, volí se rezistor R1 a případně R5. Pracovní cyklus impulsů se nastavuje volbou rezistoru R2.

Jedno z možných využití generátoru je jako zábleskový světelný maják například v hlídacím zařízení. Poté se sériově s rezistorem R5 zapne LED nebo miniaturní žárovka a použije se kondenzátor s kapacitou až zlomků mikrofaradu tak, aby generovací frekvence byla 0,5...1 Hz. Chcete-li získat požadovaný jas kontrolky, můžete nainstalovat odpory R3, R5 s nižším odporem a vyloučit R4 jako zbytečné.

Radioamatéři potřebují přijímat různé rádiové signály. To vyžaduje přítomnost nízkofrekvenčního a vysokofrekvenčního generátoru. Tento typ zařízení se často nazývá tranzistorový generátor kvůli jeho konstrukční vlastnosti.

Dodatečné informace. Proudový generátor je samooscilační zařízení vytvořené a používané k výrobě elektrické energie v síti nebo přeměně jednoho typu energie na jiný s danou účinností.

Samooscilační tranzistorová zařízení

Tranzistorový generátor je rozdělen do několika typů:

• podle frekvenčního rozsahu výstupního signálu;
• podle typu generovaného signálu;
• podle akčního algoritmu.

Frekvenční rozsah je obvykle rozdělen do následujících skupin:

• 30 Hz-300 kHz – nízký rozsah, označený jako nízký;
• 300 kHz-3 MHz – střední rozsah, označení střední;
• 3-300 MHz – vysoký rozsah, označení HF;
• více než 300 MHz – ultravysoký rozsah, označený jako mikrovlnka.

Takto si radioamatéři rozdělují dosahy. Pro audio frekvence využívají rozsah 16 Hz-22 kHz a také jej rozdělují na nízké, střední a vysoké skupiny. Tyto frekvence jsou přítomny v každém domácím zvukovém přijímači.

Následující rozdělení je založeno na typu výstupu signálu:

• sinusový – signál je vydáván sinusově;
• funkční – výstupní signály mají speciálně specifikovaný tvar, např. obdélníkový nebo trojúhelníkový;
• generátor šumu – na výstupu je dodržen jednotný frekvenční rozsah; rozsahy se mohou lišit v závislosti na potřebách spotřebitelů.

Tranzistorové zesilovače se liší svým operačním algoritmem:

• RC – hlavní oblast použití – nízký rozsah a zvukové frekvence;
• LC – hlavní oblast použití – vysoké frekvence;
• Blokovací oscilátor - používá se k vytváření pulzních signálů s vysokým pracovním cyklem.

Obrázek na elektrických schématech

Nejprve uvažujme získání sinusového typu signálu. Nejznámějším oscilátorem založeným na tranzistoru tohoto typu je Colpittsův oscilátor. Jedná se o hlavní oscilátor s jednou indukčností a dvěma sériově zapojenými kondenzátory. Slouží ke generování požadovaných frekvencí. Zbývající prvky zajišťují požadovaný provozní režim tranzistoru při stejnosměrném proudu.

Dodatečné informace. Edwin Henry Colpitz byl na začátku minulého století šéfem inovací ve společnosti Western Electric. Byl průkopníkem ve vývoji zesilovačů signálu. Poprvé vyrobil radiotelefon, který umožňoval rozhovory přes Atlantik.

Hartley master oscilátor je také široce známý. Jeho montáž, stejně jako Colpittsův obvod, je poměrně jednoduchá, ale vyžaduje závitovou indukčnost. V Hartleyově obvodu jeden kondenzátor a dvě induktory zapojené do série vytvářejí generaci. Obvod také obsahuje přídavnou kapacitu pro získání kladné zpětné vazby.

Hlavní oblastí použití výše popsaných zařízení jsou střední a vysoké frekvence. Používají se k získání nosných frekvencí a také ke generování elektrických oscilací s nízkým výkonem. Přijímací zařízení domácích rozhlasových stanic také používají oscilační generátory.

Všechny uvedené aplikace netolerují nestabilní příjem. K tomu je do obvodu zaveden další prvek - křemenný rezonátor vlastních oscilací. V tomto případě se přesnost vysokofrekvenčního generátoru stává téměř standardní. Dosahuje miliontin procenta. V přijímacích zařízeních rádiových přijímačů se křemen používá výhradně ke stabilizaci příjmu.

Co se týče nízkofrekvenčních a zvukových generátorů, je zde velmi vážný problém. Pro zvýšení přesnosti ladění je zapotřebí zvýšení indukčnosti. Ale zvýšení indukčnosti vede ke zvětšení velikosti cívky, což značně ovlivňuje rozměry přijímače. Proto byl vyvinut alternativní obvod Colpittsova oscilátoru - nízkofrekvenční oscilátor Pierce. Není v něm indukčnost a místo něj je použit křemenný samokmitací rezonátor. Křemenný rezonátor navíc umožňuje odříznout horní hranici oscilací.

V takovém obvodu kapacita nedovolí, aby konstantní složka předpětí báze tranzistoru dosáhla rezonátoru. Zde lze generovat signály až do 20-25 MHz včetně zvuku.

Výkon všech uvažovaných zařízení závisí na rezonančních vlastnostech systému sestávajícího z kapacit a indukčností. Z toho vyplývá, že frekvence bude určena továrními charakteristikami kondenzátorů a cívek.

Důležité! Tranzistor je prvek vyrobený z polovodiče. Má tři výstupy a je schopen řídit velký výstupní proud z malého vstupního signálu. Síla živlů se liší. Používá se k zesílení a spínání elektrických signálů.

Dodatečné informace. Prezentace prvního tranzistoru se konala v roce 1947. Jeho derivát, tranzistor s efektem pole, se objevil v roce 1953. V roce 1956 Za vynález bipolárního tranzistoru byla udělena Nobelova cena za fyziku. V 80. letech minulého století byly elektronky zcela vytlačeny z rádiové elektroniky.

Funkční tranzistorový generátor

Funkční generátory založené na samooscilačních tranzistorech jsou vynalezeny tak, aby produkovaly metodicky se opakující pulzní signály daného tvaru. Jejich forma je určena funkcí (v důsledku toho se objevil název celé skupiny podobných generátorů).

Existují tři hlavní typy impulsů:

• obdélníkový;
• trojúhelníkový;
• pilový zub.

Multivibrátor je často uváděn jako příklad nejjednoduššího nízkofrekvenčního producenta obdélníkových signálů. Má nejjednodušší obvod pro vlastní montáž. Inženýři radioelektroniky často začínají s jeho implementací. Hlavním rysem je absence přísných požadavků na hodnocení a tvar tranzistorů. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že pracovní cyklus v multivibrátoru je určen kapacitami a odpory v elektrickém obvodu tranzistorů. Frekvence na multivibrátoru se pohybuje od 1 Hz do několika desítek kHz. Zde není možné uspořádat vysokofrekvenční oscilace.

K získání pilových a trojúhelníkových signálů dochází přidáním přídavného obvodu ke standardnímu obvodu s pravoúhlými impulsy na výstupu. V závislosti na vlastnostech tohoto přídavného řetězu jsou obdélníkové impulsy převedeny na trojúhelníkové nebo pilové impulsy.

Blokovací generátor

V jádru se jedná o zesilovač sestavený na bázi tranzistorů uspořádaných do jedné kaskády. Rozsah použití je úzký - zdroj působivých, ale v čase přechodných (trvání od tisícin do několika desítek mikrosekund) pulzních signálů s velkou indukční kladnou zpětnou vazbou. Pracovní cyklus je více než 10 a může dosáhnout několika desítek tisíc relativních hodnot. Je zde patrná vážná ostrost čel, prakticky se tvarem neliší od geometricky pravidelných obdélníků. Používají se v obrazovkách katodových zařízení (kinoskop, osciloskop).

Pulzní generátory založené na tranzistorech s efektem pole

Hlavní rozdíl mezi tranzistory s efektem pole je ten, že vstupní odpor je srovnatelný s odporem elektronek. Obvody Colpitts a Hartley mohou být také sestaveny pomocí tranzistorů s efektem pole, pouze cívky a kondenzátory musí být vybrány s odpovídajícími technickými vlastnostmi. Jinak tranzistorové generátory s efektem pole nebudou fungovat.

Obvody, které nastavují frekvenci, podléhají stejným zákonům. Pro výrobu vysokofrekvenčních impulsů se lépe hodí konvenční zařízení sestavené pomocí tranzistorů s efektem pole. Tranzistor s efektem pole neobchází indukčnost v obvodech, takže generátory RF signálu pracují stabilněji.

Regenerátory

LC obvod generátoru lze nahradit přidáním aktivního a negativního odporu. Jedná se o regenerativní způsob získání zesilovače. Tento obvod má pozitivní zpětnou vazbu. Díky tomu jsou kompenzovány ztráty v oscilačním obvodu. Popsaný obvod se nazývá regenerovaný.

Generátor hluku

Hlavním rozdílem jsou jednotné charakteristiky nízkých a vysokých frekvencí v požadovaném rozsahu. To znamená, že amplitudová odezva všech frekvencí v tomto rozsahu se nebude lišit. Používají se především v měřicích zařízeních a ve vojenském průmyslu (zejména v leteckém a raketovém průmyslu). Kromě toho se k vnímání zvuku lidským uchem používá takzvaný „šedý“ šum.

Jednoduchý DIY zvukový generátor

Vezměme si nejjednodušší příklad - vřešťana. Potřebujete pouze čtyři prvky: filmový kondenzátor, 2 bipolární tranzistory a rezistor pro nastavení. Zátěž bude představovat elektromagnetický emitor. K napájení zařízení stačí obyčejná 9V baterie. Činnost obvodu je jednoduchá: rezistor nastavuje předpětí na bázi tranzistoru. Zpětná vazba probíhá přes kondenzátor. Ladicí odpor mění frekvenci. Zátěž musí mít vysokou odolnost.

Se vší rozmanitostí typů, velikostí a konstrukcí uvažovaných prvků nebyly dosud vynalezeny výkonné tranzistory pro ultra vysoké frekvence. Proto se generátory na bázi samooscilačních tranzistorů používají především pro nízkofrekvenční a vysokofrekvenční rozsahy.

Video

Technika měření

Generátor NE555 s řízením frekvence

Mimochodem, mikrokontrolér NE555 byl vyvinut již v roce 1971 a je tak úspěšný, že se používá dodnes. Existuje mnoho analogů, funkčnějších modelů, úprav atd., Ale původní čip je stále relevantní.

Popis NE555

Mikroobvod je integrovaný časovač. V současnosti se vyrábí především v DIP obalech (dříve existovaly kulaté kovové verze).

Funkční schéma vypadá takto.

Rýže. 1. Funkční schéma

Může pracovat v jednom ze dvou hlavních režimů:

1.Multivibrátor (monostabilní);

2. Generátor pulsů.

Nás zajímá pouze poslední možnost.

Jednoduchý generátor na NE555

Nejjednodušší schéma je uvedeno níže.

Rýže. 2. Obvod generátoru NE555

Rýže. 3. Graf výstupního napětí

Výpočet frekvence oscilací (s periodou t na grafu) bude tedy proveden na základě následujícího vzorce:

f = 1 / (0,693*C*(R1 + 2*R2)),

V souladu s tím je vzorec pro celé období:

t = 0,693*C*(R1 + 2*R2).

Doba pulzu (t1) se vypočítá takto:

t1 = 0,693 * (R1 + R2) * C,

pak je mezera mezi pulzy (t2) takto:

t2 = 0,693 * R * 2 * C

Změnou hodnot rezistorů a kondenzátoru můžete získat požadovanou frekvenci s danou dobou trvání pulzu a pauzou mezi nimi.

Nastavitelný frekvenční generátor na NE555

Nejjednodušší možností je přepracovat obvod neregulovaného generátoru.

Rýže. 4. Obvod generátoru

Zde je druhý rezistor nahrazen dvěma nastavitelnými, spojenými s diodami back-to-back.

Další možnost pro nastavitelný oscilátor na časovači 555.

Rýže. 5. Obvod nastavitelného oscilátoru na časovači 555

Zde můžete přepnutím polohy přepínače (zapnutím požadovaného kondenzátoru) změnit nastavitelný frekvenční rozsah:

• 3-153 Hz;
• 437-21000 Hz;
• 1,9-95 kHz.

Přepínač před diodou D1 zvyšuje pracovní cyklus, nemusí být ani použit v obvodu (během jeho činnosti se může mírně měnit frekvenční rozsah).

Tranzistor je nejlepší namontovat na chladič (i malý).

Pracovní cyklus a frekvence jsou řízeny proměnnými odpory R3 a R2.

Další variace s regulací.

Rýže. 6. Schéma regulovaný generátor

IC1 je časovač NE555N.

Tranzistor je vysokonapěťový tranzistor s efektem pole (pro minimalizaci zahřívacího efektu i při vysokých proudech).

Trochu složitější obvod, který pracuje s větším počtem regulačních rozsahů.

Rýže. 7. Okruh pracující s velkým počtem regulačních rozsahů

Všechny detaily jsou již uvedeny na schématu. Reguluje se zapnutím jednoho z rozsahů (na kondenzátorech C1-C5) a potenciometrů P1 (zodpovědný za frekvenci), P4 (zodpovědný za amplitudu).

Obvod vyžaduje bipolární napájení!

Datum publikace: 21.02.2018

Názory čtenářů

• Valentin / 16.06.2019 - 18:53
  Pod obr. 3 ve vzorci pro dobu pauzy mezi pulzy odstraňte hvězdičku navíc a uveďte vzorec do tvaru t2=0,693×R2×C
• shadi abusalim / 03.09.2018 - 13:55
  Prosím, pomozte vám použít elektronický obvod pomocí vestavěného 555 Chcete-li upravit šířku pulzu a ovládat jej, přidat ovládání k blesku, zhasnout a rozsvítit lampu ve stejném kruhu Frekvence obvodu by měla být až 500 kHz Existuje kruh umístěný na webu je podobný, ale pošta mírně kolísá [e-mail chráněný] Proud a frekvence jsou řízeny proměnnými odpory R3 a R2. Další variace s regulací. Obr. 6. Schéma regulovaného generátoru