Простой генератор ЗЧ

September 4, 2012 by admin Комментировать »

Основные технические
характеристика следующие:

Диапазон частот, кГц
….. 0,01 …100
(поддиапазоны: 0,01…0,1; 0.1…1; 1…10 и
10…100)
Коэффициент гармоник, %, в поддиапазоне, кГц:

0,01- 0,1;
0,15
– 0,3;
0,1…1 – 0,04…0,05;
1…10 – 0,04…0,1;
10…100 –
0,06…0,4

Неравномерность АЧХ,
дБ, не более ….. ±0,5
Выходное напряжение, В . . .1,2,3,4

ОВыходное сопротивление, Ом 600

К числу наиболее необходимых в лаборатории
радиолюбителя приборов по праву можно отнести генератор синусоидальных
колебаний ЗЧ. Наиболее часто в радиолюбительской литературе описываются
генераторы с так называемым мостом Вина в цепи положительной обратной
связи, перестраиваемым обычно сдвоенным переменным резистором. К
сожалению, несмотря на кажущуюся простоту таких генераторов, повторить их
в любительских условиях далеко непросто, особенно, если учесть возросшие
требования к нелинейным искажениям измерительного сигнала. Необходимое для
снижения искажений сохранение идентичности сопротивлений органа
перестройки частоты во всем диапазоне требует применения весьма точных
сдвоенных переменных резисторов, а они большинству радиолюбителей
практически недоступны. Попытки повышения качества сигнала введением
различных стабилизирующих цепей (нелинейных делителей, АРУ), как правило,
приводят к улучшению одних параметров за счет ухудшения других.

Предлагаемый вниманию читателей измерительный
генератор [1] перестраивается одним переменным резистором, обладает
достаточно хорошими техническими характеристиками и прост в
налаживании.

Упрощенная принципиальная схема генератора
изображена на рис. 1. На ОУ DA1 и элементах R1 — R3, С1 собран широко
применяемый и описанный в литературе регулируемый фазовращатель, вносящий
сдвиг фазы сигнала, который определяется отношением емкости конденсатора
С1 и сопротивления резистора R1. С выхода фазовращателя сигнал поступает
на цепь стабилизации амплитуды EL1R4, компенсирующую влияние таких
дестабилизирующих факторов, как температура и неидеальность параметров
ОУ.

На ОУ DA2 и резисторах R5 — R7 выполнен обычный
инвертирующий усилитель. Вносимый им сдвиг фазы постоянен и равен
180° .
Подстроечный резистор R6 служит для установки требуемого уровня выходного
сигнала.

Конденсатор С2 с входным сопротивлением каскада
на ОУ DA1 образует цепь, дополнительно сдвигающую фазу сигнала на угол,
который в сумме со сдвигом фазы, вносимым этим каскадом, составляет
180°.

Таким образом выполняется одно из условий
возникновения генерации — баланс фаз.

Полная принципиальная схема генератора показана
на рис.2

Регулируемый фазовращатель собран на ОУ DA1.
Сигнал с его выхода поступает на эмиттерный повторитель, выполненный на
транзисторе VT1. Этот каскад создает условия для нормальной работы
генератора на низкое сопротивление нагрузки и цепи стабилизации амплитуды,
состоящей из ламп накаливания EL1—EL3 и подстроечного резистора R13, с
помощью которого регулируют напряжение сигнала на выходе генератора. С
одного поддиапазона на другой генератор переключают переключателем SA1,
требуемую частоту сигнала устанавливают переменным резистором
R3.

С движка резистора R13 сигнал подается на
инвертирующий усилитель (ОУ DA2), коэффициент передачи которого
определяется отношением сопротивлений резисторов R16 и R14. Подключенная
параллельно последнему цепь R15C10 компенсирует влияние паразитных фазовых
сдвигов в ОУ, позволяя сохранить характер и масштаб изменения частоты как
функции сопротивления резистора R3 в области выс ших частот рабочего
диапазона. (Кстати, введение этой цепи сделало невозможным изменение
сопротивления резистора в цепи ООС, охватывающей ОУ DA2, поэтому регулятор
напряжения выходного сигнала пришлось включить в цепь стабилизации
амплитуды).

Конденсатор С13 компенсирует небольшой подъем
АЧХ в области высших частот, вызванный введением цепи R15C10, и уменьшает
нелинейные искажения сигнала на этих частотах.

Выходное напряжение генератора устанавливают
переключателем SA2, подключая нагрузку к той или иной части делителя
R7—R11. При необходимости число значений выходного напряжения можно
выбрать любым другим, включив соответствующее число резисторов в цепь
эмиттера транзистора VT1. Суммарное сопротивление этих резисторов не
должно превышать 150 Ом.

Детали и конструкция. Применение в
фазовращателе и инвертирующем усилителе ОУ разных типов обусловлено
необходимостью получения достаточно широкого рабочего диапазона частот при
хорошей устойчивости генератора. При использовании двух ОУ серии К574УД1
генератор оказывается склонным к паразитному самовозбуждению на высших
частотах, а при использовании в обоих каскадах ОУ серии К140УД8 верхнюю
граничную частоту рабочего диапазона не удается поднять выше 20
кГц.

Транзистор КТ807Б можно заменить любым из серий
КТ815, KT817. В любом случае транзистор эмнттерного по-сторитоля
необходимо закрепить на теплоотводе с площадью охлаждающей поверхности не
менее 50 см².

В качестве органа перестройки частоты (R3)
желательно использовать переменный резистор марки СП4-2Ма или СП3-23а. Для
уменьшения нелинейности шкалы этот резистор должен быть группы Б. Можно
применить и резистор группы В, включив его соответствующим образом, однако
частота в этом случае будет возрастать при повороте движка против часовой
стрелки (это относится к резистору СП4-2Ма). Подстроечный резистор
Р13—СП4-1, СПЗ-16а, СП5-16В.

Переключатели SA1, SA2— любые галетные или
кнопочные (например, П2К с зависимой фиксацией).

Конденсаторы С1 — С8 ча-стотозадающей цепи
желательно взять с возможно мень-: шим (во всяком случае — нормированным)
ТКЕ и подобрать попарно (С1 и С2, СЗ и С4 и т. д.) с погрешностью не более
+2 %. Это обеспечит требуемое постоянство амплитуды генерируемых колебаний
при переходе с одного поддиапазона на другой.

Для питания генератора подойдет любой
стабилизированный источник с выходными напряжениями 4-15 и —15 В при токе
не менее 200 мА и напряжении пульсации не более 25 мВ (этим требованиям в
полной мере отвечает, например, устройство, описанное в [2]).

Налаживание генератора начинают с
установки подстроечным резистором R13 выходного напряжения 4В
(переключатель SA1 —в положении “I”, SA2 — в положении “4 В”). Затем,
установив движок переменного резистора R3 в верхнее (по схеме) положение
(оно соответствует нижней граничной частоте поддиапазона), подбором
резистора R1 добиваются частоты генерации, равной 10 Гц, после чего
измеряют выходное напряжение и, если необходимо, устанавливают его равным
4 В еще раз (тем же резистором R13).

Далее переменный резистор R3 переводят в нижнее
(по схеме) положение и подбором резистора R2 добиваются частоты колебаний
100 Гц. После этого переключатель SA1 устанавливают в положение “IV” и
подбирают резистор R15 такого сопротивления, при котором частота выходного
сигнала равна 100 кГц.

Конденсатор С13 подбирают, стремясь к тому,
чтобы неравномерность АЧХ генератора на высших частотах рабочего диапазона
не превышала +0,5 дБ.

Нравится

Простой генератор ЗЧ

Похожие посты:

Оставить комментарий