Аналоговый генератор схема 1

June 26, 2010 by admin Комментировать »

Еще в главе 2 я обещал, что нами будет построен генератор для домашней лаборатории. Вообще-то их нам требуется два — цифровой (выдающий пря­моугольные импульсы) и аналоговый (генератор синусоидальных колеба­ний). Объединять их в одной конструкции, как это чаще всего делают, не­удобно, потому что синусоидальный генератор должен выдавать переменное напряжение с амплитудой в минус и в плюс, а цифровой — однополярное пульсирующее, то есть от нуля до плюса питания. Поэтому цифровым гене­ратором мы займемся в главе 16, после изучения двоичных счетчиков, а пока сделаем аналоговый.

Принципиальная схема его приведена на рис. 12.6. Она сделана по широко распространенной схеме генератора Вина-Робинсона. Для того чтобы генера­тор выдавал именно синусоидальные колебания, коэффициент усиления ОУ должен быть в этой схеме равен ровно 3 — если он меньше, то генератор просто не запустится, если больше — верхушки синусоид начнут обрезаться, и в пределе выходные колебания станут прямоугольными.

Разумеется, подбором компонентов установить коэффициент усиления с нужной точностью невозможно. Поэтому применяют хитрый метод: в обрат­ную связь ставят элемент, сопротивление которого зависит от среднего зна­чения напряжения на нем. Проще всего оказалось использовать для этой цели термозависимые резисторы. В данном случае используется термистор, у ко­торого зависимость сопротивления от выделяющейся мощности имеет отри­цательный наклон. В результате при увеличении амплитуды напряжения на выходе генератора его сопротивление падает и нужный коэффициент уста­навливается автоматически. Можно использовать также обычную маломощ­ную лампочку для карманного фонарика — только наклон зависимости у нее положительный, потому ее следует ставить вместо резистора R2, а R1 тогда оставить постоянным. Для того чтобы обратная связь с лампочкой работала, от ОУ может понадобиться достаточно большой выходной ток, и тогда сле­дует добавить к нему умощняющий выходной каскад на транзисторе (напри­мер, как лабораторном источнике по рис. 9.11). Есть и более тонкие способы стабилизации коэффициента усиления (скажем, с использованием полевого транзистора в обратной связи, см. [19]), но опыт показывает, что и этот ста­ринный рецепт, еще времен господства ламповой схемотехники, прекрасно работает.

Схему по рис. 12.6 можно собрать всю сразу. Здесь можно использовать лю­бой ОУ общего применения. Использованный на схеме сдвоенный ОУ типа 14ОУД20 представляет собой два знакомых нам |liA741 (140УД7), размещен­ных в одном корпусе. С ними генератор будет приемлемо работать до частот в несколько десятков килогерц. Напряжения питания могут составлять от ±5 до ±20 В, удобно выбрать напряжение около ±7—8 вольт, так как большие амплитуды практически никогда не требуются. Термистор может быть любо­го типа, но не слишком большой по размерам, чтобы он разогревался малыми токами (напр. бусинковый отечественный СТ1-19, СТЗ-19 или импортный каплевидный B57861-S близкого номинала).

clip_image002

Рис. 12.6. Схема лабораторного генератора синусоидальных колебаний

Наладка будет заключаться в подборе резистора R2 под конкретный экземп­ляр термистора. Его нужно подобрать так, чтобы сигнал на выходе был чисто синусоидальным, без искажений. Частота регулируется сдвоенным резисто­ром R3—R4. При указанных на схеме номиналах минимальная частота будет около 30 Гц, а максимальная — около 1 кГц. Чтобы расширить диапазон час­тот, придется поставить сдвоенный переключатель на несколько положений и изменять им емкости конденсаторов. Удобно, например, подобрать сопро­тивление резисторов R5 и R6 так, чтобы диапазон частот составлял 30— 330 Гц, тогда, меняя с помопдью переключателя емкости конденсаторов в де­сять раз (0,1 мкФ, 0,01 мкФ, 1 нФ), вы будете иметь перекрывающиеся диа­пазоны 30—330, 300—3300 и 3000—33 ООО Гц. Обратите внимание, что ни­какой особой подгонки по равенству номиналов резисторов и конденсаторов не требуется, схема будет работать при любых (в разумных пределах) соот­ношениях номиналов, и равенство здесь выбрано только из соображений удобства расчета. Амплитуда сигнала на выходе регулируется потенциомет­ром (R7 на схеме), чтобы иметь низкое выходное сопротивление, добавлен повторитель на втором ОУ из корпуса.

Немало других интересных применений ОУ вы можете найти в многочис­ленной литературе, например, в классических трудах [6, 19]. А мы на этом с рассмотрением принципов использования ОУ закончим и займемся конст­руированием практических схем.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты