Генераторы звуковой частоты

December 12, 2010 by admin Комментировать »

В. Мосягин г. Великий Новгород

Приведены практические схемы RC-генераторовразной сложности, вы­полненные на операционных усилителях. Даны сравнительные характерис­тики, рекомендации по выбору элементной базы и налаживанию.

В радиолюбительской практике используются RC-генераторы различ­ных типов: с мостовыми цепями, с многозвенными интегрирующими или дифференцирующими цепями, на основе интеграторов, фазовых звеньев первого порядка и т. д. Наибольшее распространение получили RC-генера­торы мостового типа, состоящие из операционного усилителя (ОУ) с двумя петлями обратной связи по входам ОУ. Одна из обратных связей частотоза- висимая, осуществляется через RC-цепь (Г-мост Вина, Т-образный мост, сдвигающие RC-цепи и т. п.), а вторая — через резистивный делитель нап­ряжения. Частотозависимая цепь может включаться как в петлю положи­тельной, так и отрицательной обратной связи. Частота возникающих коле­баний определяется из условия баланса фаз, а необходимая глубина обрат­ных связей — из условия баланса амплитуд [1,2].

Основной проблемой при построении RC-генераторов является обес­печение стабильности частоты, амплитуды колебаний и получение мини­мального коэффициента гармоник синусоидального напряжения. При пос­троении генераторов на основе современных высококачественных ОУ нестабильность частоты генерации в основном определяется частотозада- ющей RC-цепью, которая должна быть реализована на элементах повы­шенной стабильности. Для стабилизации амплитуды колебаний использу­ется включение нелинейного элемента (терморезистора, лампы накалива­ния, полевого транзистора в режиме управляющего резистора) в цепь об­ратной связи.

На рис. 4.10 приведена схема RC-генератора с цепью Вина (элементы Rl, CI, R2, С2), включенной в петлю положительной обратной связи ОУ DA1 типа КР574УД1А.

Цепь из выпрямителя VD1, сглаживающего фильтра RIO, С5 и регулиру­ющего элемента на полевом транзисторе VT1 образует схему автоматичес­кой регулировки амплитуды. Выходное синусоидальное напряжение с выхо­да генератора выпрямляется диодом VD1, фильтруется цепью RIO, С5 и прикладывается к затвору полевого транзистора VT1, изменяя его сопротив­ление сток-исток и тем самым глубину отрицательной обратной связи. Бла­годаря этому осуществляется автоматическая регулировка амплитуды. Эле-

менты СЗ, R5, R6 линеаризуют характеристику полевого транзистора, осу­ществляя параллельную обратную связь по напряжению. Максимальная ве­личина переменного напряжения сток-исток полевого транзистора VT1 ог­раничивается ростом нелинейных искажений выходного напряжения. Для получения сигналов с коэффициентом нелинейных искажений 0,1% и менее напряжение UCH не должно превышать 100 мВ. Не меняя величины выход­ного напряжения и„ых генератора, напряжение UCH можно снизить двумя способами. Первый заключается во включении дополнительного резистора R4 последовательно с полевым транзистором VT1. Недостатком этого реше­ния является необходимость точного подбора номинала резистора R4 и в ря­де случаев отбора полевых транзисторов, что снижает технологичность при массовом изготовлении генератора. Второй способ состоит во введении ре- зистивного делителя на входе цепей мостовой схемы, что показано на рис. 4.10 пунктирными линиями. Недостатком является то, что пропорцио­нально коэффициенту деления делителя R7, R8 ухудшаются частотные свойства генератора.

Частота генерации зависит от элементов частотозадающей RC-цепи

Кг, Кь, Кп — коэффициенты передачи соответствующих гармоник фильтра.

Для измерений достаточно ограничиться третьей гармоникой. Коэффи­циенты передачи фильтра К2 и Кз определяются следующим образом. В схе­ме подключения приборов рис. 3.11а испытуемый генератор заменяется на генератор Г’3-118 (ГЗ-107 или другой). Без перестройки фильтра на его вход подается напряжение Uax с генератора ГЗ-118, частотой 2f0n3fo(fo — часто­та режекции фильтра) и измеряется напряжение на выходе фильтра Uвых. Ко­эффициенты передачи Kt вычисляют по формуле

На частоте 100 кГц измерения производят по схеме, показанной на рис. 116. Здесь анализатор спектра СК4-56 заменен на селективный микроволь­тметр В6-10. Переключатель полосы пропускания селективного вольтметра В6-10 должен быть установлен в положение 1 кГц. Коэффициент гармоник вычисляют по приведенной выше формуле. При измерении коэффициентов передачи фильтра напряжение, подаваемое на вход фильтра, не должно пре­вышать 100 мВ.

Литература

1.  Бондаренко В. Г. RC-генераторы синусоидальных колебаний. — М.: Связь, 1976.

2. Вавилов А. А., Солодовников А. И., Шнайдер В. В. Низкочастотные измерительные генераторы. — Л.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Милехин А. Г. Радиотехнические схемы на полевых транзисторах. — М.: Энергия, 1976.

4. Никонов А. В., Папернов Л. 3. Измерители уровня звуковых сигналов. — М.: Радио и связь, 1981.

5. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройс­твах. — Л.: Энергия, 1980.

6. Рыбин Ю. К., Литвак Э. С. Стабилизированный RC-генератор гармо­нических колебаний с малыми искажениями // Известия вузов. Серия «При­боростроение», 1980, № 11, с. 57—60.

7. Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-118. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1988.

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