Генератор сигналов своими руками до 1 мгц

Высокочастотные генераторы предназначены для получе­ния электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, вы­полняют с использованием LC-колебательных контуров или квар­цевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами. Принципиально схемы от этого существенно не изменяются, по­этому ниже будут рассмотрены LC-генераторы высокой частоты. Отметим, что в случае необходимости колебательные контуры в некоторых схемах генераторов (см., например, рис. 12.4, 12.5) мо­гут быть без проблем заменены кварцевыми резонаторами.

(рис. 12.1, 12.2) выполнены по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практи­ке схеме «индуктивной трехточки». Они различаются наличием эмиттерной RC-цепочки, задающей режим работы транзистора (рис. 12.2) по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности (рис. 12.1, 12.2) делают отвод (обычно от ее 1/3…1/5 части, считая от заземленного вы­вода). Нестабильность работы генераторов высокой частоты на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации «плавает». Для ослабления влияния транзистора на рабочую частоту генерации следует максимально ослабить связь коле­бательного контура с транзистором, до минимума уменьшив пе­реходные емкости. Кроме того, на частоту генерации заметно нпияет и изменение сопротивления нагрузки. Поэтому крайне необходимо между генератором и сопротивлением нагрузки иключить эмиттерный (истоковый) повторитель.

Для питания генераторов следует использовать стабильные источники питания с малыми пульсациями напряжения.

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах (рис. 12.3), обладают лучшими характеристиками.

Собранные по схеме «ем­костной трехточки» на биполярном и полевом транзисторах, показаны на рис. 12.4 и 12.5. Принципиально по своим харак­теристикам схемы «индуктивной» и «емкостной» трехточек не отличаются, однако в схеме «емкостной трехточки» не нужно делать лишний вывод у катушки индуктивности.

Во многих схемах генераторов (рис. 12.1 — 12.5 и другие схемы) выходной сигнал может сниматься непосредственно с ко­лебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза- земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и ра­бочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контро­ля технологических параметров.

На рис. 12.6 показана схема несколько видоизмененного ва­рианта ВЧ генератора — «емкостной трехточки». Глубину положи­тельной обратной связи и оптимальные условия для возбуждения генератора подбирают с помощью емкостных элементов схемы.

Схема генератора, показанная на рис. 12.7, работоспособ­на в широком диапазоне значений индуктивности катушки коле­бательного контура (от 200 мкГч до 2 Гн) [Р 7/90-68]. Такой генератор можно использовать в качестве широкодиапазонного высокочастотного генератора сигналов или в качестве измери­тельного преобразователя электрических и неэлектрических ве­личин в частоту, а также в схеме измерения индуктивностей.

Генераторы на активных элементах с N-образной ВАХ (тун­нельные диоды, лямбда-диоды и их аналоги) содержат обычно

источник тока, активный элемент и частотозадающий элемент (LC-контур) с параллельным или последовательным включением. На рис. 12.8 показана схема ВЧ генератора на элементе с лям- бдаобразной вольт-амперной характеристикой. Управление его частотой осуществляется за счет изменения динамической емко­сти транзисторов при изменении протекающего через них тока.

Светодиод HL1 стабилизирует рабочую точку и индицирует вклю­ченное состояние генератора.

Генератор на аналоге лямбда-диода, выполненный на поле­вых транзисторах, и со стабилизацией рабочей точки аналогом стабилитрона — светодиодом, показан на рис. 12.9. Устройство работает до частоты 1 МГц и выше при использовании указанных на схеме транзисторов.

Ма рис. 12.10 в порядке сопоставления схем по степени их сложности приведена практическая схема ВЧ генератора на туннельном диоде. В качестве полупроводникового низко­вольтного стабилизатора напряжения использован прямосме- щенный переход высокочастотного германиевого диода. Этот генератор потенциально способен работать в области наибо­лее высоких частот — до нескольких ГГц.

Высокочастотный генератор, по схеме очень напоминаю­щий рис. 12.7, но выполненный с использованием полевого транзистора, показан на рис. 12.11 [Рл 7/97-34].

Прототипом RC-генератора, показанного на рис. 11.18 яв­ляется схема генератора на рис. 12.12 .

нот генератор отличает высокая стабильность частоты, способ­ность работать в широком диапазоне изменения параметров частотозадающих элементов. Для снижения влияния нагрузки на рабочую частоту генератора в схему введен дополнительный каскад — эмиттерный повторитель, выполненный на биполяр­ном транзисторе VT3. Генератор способен работать до частот свыше 150 МГц.

Из числа всевозможных схем генераторов особо следует выделить генераторы с ударным возбуждением. Их работа ос­нована на периодическом возбуждении колебательного конту­ра (либо иного резонирующего элемента) мощным коротким импульсом тока. В результате «электронного удара» в возбуж­денном таким образом колебательном контуре возникают по­степенно затухающие по амплитуде периодические колебания синусоидальной формы. Затухание колебаний по амплитуде обусловлено необратимыми потерями энергии в колебатель­ном контуре. Скорость затухания колебаний определяется добротностью (качеством) колебательного контура. Выходной высокочастотный сигнал будет стабилен по амплитуде, если импульсы возбуждения следуют с высокой частотой. Этот тип генераторов является наиболее древним в ряду рассматривае­мых и известен с XIX века.

Практическая схема генератора высокочастотных колеба­ний ударного возбуждения показана на рис. 12.13 [Р 9/76-52; 3/77-53]. Импульсы ударного возбуждения подаются на коле­бательный контур L1C1 через диод VD1 от низкочастотного генератора, например, мультивибратора, или иного генератора прямоугольных импульсов (ГПИ), рассмотренных ранее в гла­вах 7 и 8. Большим преимуществом генераторов ударного возбуждения является то, что они работают с использованием колебательных контуров практически любого вида и любой резонансной частоты.

Еще один вид генераторов — генераторы шума, схемы ко­торых показаны на рис. 12.14 и 12.15.

Такие генераторы широко используют для настройки раз­личных радиоэлектронных схем. Генерируемые такими устрой­ствами сигналы занимают исключительно широкую полосу частот — от единиц Гц до сотен МГц. Для генерации шума используют обратносмещенные переходы полупроводниковых приборов, работающих в граничных условиях лавинного пробоя. Дня этого могут быть использованы переходы транзисторов (рис. 12.14) [Рл 2/98-37] или стабилитроны (рис. 12.15) [Р 1/69-37]. Чтобы настроить режим, при котором напряжение генерируемых шумов максимально, регулируют рабочий ток через активный нтемент (рис. 12.15).

Отметим, что для генерации шума можно использовать и резисторы, совмещенные с многокаскадными усилителями низ­кой частоты, сверхрегенеративные приемники и др. элементы. Для получения максимальной амплитуды шумового напряжения необходим, как правило, индивидуальный подбор наиболее шу­мящего элемента.

Для того чтобы создать узкополосные генераторы шума, на выходе схемы генератора может быть включен LC- или RC-фильтр.

Идея сделать
недорогой генератор УКВ диапазонов для
работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры
собранных своими руками антенн
самодельным КСВ-метром
. Быстро и удобно сделать такой генератор удалось,
используя сменные блоки-модули. Уже собрал несколько генераторов на: радиовещательный
87,5 – 108 МГц, радиолюбительские 144 – 146 МГц и 430 — 440 МГц, включая PRM
(446 МГц) диапазоны, диапазон эфирного цифрового телевидения 480 — 590 МГц. Такой мобильный и простой
измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает
профессиональным измерительным приборам. Линейку шкалы легко дополнить, поменяв
несколько номиналов в схеме или модульную плату.

Структурная схема
для всех используемых
диапазонов одинаковая.

Это задающий генератор
(на транзисторе Т1)
с параметрической стабилизацией частоты, который определяет необходимый
диапазон перекрытия. Для упрощения конструкции, перестройка по диапазону
осуществляется подстроечным конденсатором. На практике такая схема включения,
при соответствующих номиналах, на стандартизированных чип-индуктивностях и
чип-конденсаторах, проверялась вплоть до частоты
1300 МГц.

Фото 2. Генератор с ФНЧ на диапазоны 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

Фильтр нижних частот (ФНЧ)
подавляет высшие
гармоники более чем на 55 дБ, выполнен на контурах с катушками индуктивностями L
1, L
2, L
3. Конденсаторы параллельные индуктивностям образуют режекторные
фильтры-пробки настроенные на вторую гармонику гетеродина, что и обеспечивает
дополнительное подавление высших гармоник гетеродина.

Линейный усилитель
на микросхеме имеет нормированное выходное
сопротивление 50 Ом и для данной схемы включения развивает мощность от 15 до 25 мВт, достаточную для
настройки и проверки параметров антенн, не требующую регистрации. Именно такую
мощность на выходе имеет высокочастотный генератор Г4 – 176. Для простоты схемы
ФНЧ на выходе микросхемы отсутствует, поэтому подавления высших гармоник
генератора на выходе ухудшилось на 10
дБ.

Микросхема ADL
5324 предназначена для работы на частотах от 400 МГц до 4-х ГГц, но практика показала, что она
вполне работоспособна и на более низких частотах УКВ диапазона.

Питание генераторов
осуществляется от литиевого аккумулятора с
напряжением до 4,2 вольта. Устройство имеет разъём для внешнего питания и
подзарядки аккумулятора и высокочастотный разъём для подключения внешнего
счётчика, а самодельный КСВ-метр может служить индикатором уровня.

Генератор диапазона 87.5 – 108
МГц.

Параметры.
Реальная
перестройка частоты составила 75 – 120 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 25 мВт (V
п = 4 В). Выходное сопротивление
R
вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 40 дБ.
Неравномерность в частотном диапазоне 87,5 – 108 МГц менее 2 дБ. Ток
потребления не более 100 мА (V
п
= 4 В).

Рис. 1. Генератор диапазона 87,5 — 108 МГц.

Рис. 2.

На рис. 2.
представлен эскиз монтажа задающего генератора на частоту
115,6 – 136 МГц. Этот генератор используется в роли гетеродина в
преобразователе а и в Перестройка генератора осуществляется с помощью
переменного резистора, изменяющего напряжение на варикапе.

Генератор радиолюбительского диапазона 144 — 146 МГц.

Параметры.
Реальная перестройка частоты при этом составила 120 –
170 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 20 мВт (V
п = 4 В). Выходное
сопротивление R
вых = 50
Ом. Подавление высших гармоник более 45
дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более
100 мА (V
п = 4 В).

В генераторе катушка
индуктивности уменьшается до 10 витков (диаметр оправки 4 мм, диаметр провода
0,5 мм). Номиналы конденсаторов ФНЧ уменьшились.

Генератор
радиолюбительского диапазона 430 – 440 МГц.

Параметры.
Реальный
диапазон перестройки при указанных номиналах составил 415 – 500 МГц. Напряжение питания V
п =
3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V
п = 4 В). Выходное сопротивление R
вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ.
Неравномерность в частотном диапазоне 430 – 440 МГц менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА (V
п = 4 В).

Фото 6. Конструкция генератора на диапазон 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

Генератор диапазона
эфирного цифрового телевидения 480 – 590 МГц.

Параметры.
Реальный диапазон перестройки
при указанных номиналах составил 480 – 590 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V
п = 4 В). Выходное
сопротивление R
вых = 50
Ом. Подавление высших гармоник более 45
дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более
95 мА (V
п = 4 В).

Рис.3 Генератор диапазона 480 — 490 МГц. Генератор диапазона 415 -500 МГц. Lг = 47 нГн. С3, С4 -5,6 пФ.

Недавно мне принесли в ремонт генератор ГУК-1
. Что бы потом не думалось, сразу заменил все электролиты. О чудо! Все заработало. Генератор еще советских времен, а отношение у коммунистов к радиолюбителям было такое Х… , что вспоминать не охота.

Вот отсюда и генератор желал бы быть получше. Конечно самое главное неудобство, это установка частоты высокочастотного генератора. Хоть бы, какой ни будь простенький верньер поставили, поэтому пришлось добавить дополнительный подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком (Фото1). По правде сказать я очень не удачно выбрал для его место, надо было бы чуть-чуть сместить. Я думаю вы это учтете.

Что бы поставить ручку, пришлось удлинить ось триммера, кусок медной проволоки диаметром 3мм. Конденсатор подключается параллельно основному КПЕ или непосредственно, или через «растягивающий» конденсатор, что еще больше увеличивает плавность настройки генератора ВЧ. Для кучи заменил и выходные разъемы – родные уже все раздрыгались. На этом ремонт закончился. От куда схема генератора я не узнал, но похоже, что все соответствует. Возможно она пригодится и вам.
Схема генератора универсального комбинированного – ГУК-1 приведена на рисунке 1. В состав прибора входят два генератора, низкочастотный генератор и генератор ВЧ.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1. Диапазон частот ВЧ генератора от 150 кГц до 28 мГц перекрывается пятью поддиапазонами со следующими частотами:
1 поддиапазон 150 — 340 кГц
II 340 — 800 кГц
III 800 — 1800 кГц
IV 4,0 — 10,2 мГц
V 10,2 — 28,0 мГц

2. Погрешность установки ВЧ не более ±5%.
3. Генератор ВЧ обеспечивает плавную регулировку выходного напряжения от 0,05 мВ до 0,1 В.
4. Генератор обеспечивает следующие виды работ:
а) непрерывная генерация;
б) внутренняя амплитудная модуляция синусоидальным напряжением с частотой 1кГц.
5. Глубина модуляции не менее 30%.
6. Выходное сопротивление ВЧ генератора не более 200 Ом.
7. НЧ генератор генерирует 5 фиксированных частот: 100 Гц, 500 Гц, 1кГц, 5кГц, 15кГц.
8. Допустимое отклонение частоты НЧ генератора не более ±10%.
9. Выходное сопротивление НЧ генератора не более 600 Ом.
10. Выходное напряжение НЧ плавно регулируется от 0 до 0.5 В.
11. Время самопрогрева прибора — 10 минут.
12. Питание прибора осуществляется от батареи «Крона» напряжением 9 В.

ГЕНЕРАТОР НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Генератор НЧ собран на транзисторах VT1 и VT3. Положительная обратная связь, необходимая для возникновения генерации снимается с резистора R10 и подается в цепь базы транзистора VT1 через конденсатор С1 и соответствующую фазосдвигающую цепочку, выбранную переключателем В1 (например С2,С3,С12.). Один их резисторов в цепочке – подстроечный (R13), с помощью которого можно подстраивать частоту генерации низкочастотного сигнала. Резистором R6 устанавливается начальное смещение на базе транзистора VT1. На транзисторе VT2 собрана схема стабилизации амплитуды генерируемых колебаний. Выходное напряжение синусоидальной формы через С1 и R1 подается на переменный резистор R8, который является регуляторов выходного сигнала НЧ генератора и регулятором глубины амплитудной модуляции ВЧ генератора.

ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

ВЧ генератор реализован на транзисторах VT5 и VT6. С выхода генератора через С26 сигнал подается на усилитель собранный на транзисторах VT7 и VT8. На транзисторах VT4 и VT9 собран модулятор ВЧ сигнала. Эти же транзисторы используются в схеме стабилизации амплитуды выходного сигнала. Не плохо бы для этого генератора изготовить аттенюатор, или Т, или П типа. Рассчитать такие аттенюаторы можно с помощью соответствующих калькуляторов для расчета и . Вот вроде и все. До свидания. К.В.Ю.

Скачать схему.

Рисунок печатной платы генератора ВЧ

Рисунок в формате LAY любезно предоставил Игорь Рожков, за что я ему выражаю благодарность за себя и за тех, кому этот рисунок пригодится.

В приведенном архиве размещен файл Игоря Рожкова к промышленному радиолюбительском генератору, имеющему пять диапазонов ВЧ — ГУК-1. Плата приведена в формате *.lay и содержит доработку схемы (шестой переключатель на диапазон 1,8 — 4 МГц), ранее опубликованную в журнале Радио 1982, № 5, с.55
Скачать рисунок печатной платы.

Доработка генератора ГУК-1

FM модуляция в генераторе ГУК-1.

Еще одна идея модернизации генератора ГУК-1
, я ее не пробовал, потому, как у меня собственного генератора нет, но по идее все должно работать. Эта доработка позволяет настраивать узлы, как приемной, так и передающей аппаратуры, работающей с применением частотной модуляции, например радиостанций СВ диапазона. И, что не маловажно, с помощью резистора Rп можно подстраивать несущую частоту. Напряжение, которое используется для смещения варикапов должно быть обязательно стабилизированным. Для этих целей можно использовать однокристальные трехвыводные стабилизаторы
на напряжение 5В и небольшим падением напряжения на самом стабилизаторе. В крайнем случае можно собрать параметрический стабилизатор, состоящий из резистора и стабилитрона КС156А. Прикинем величину резистора в цепи стабилитрона. Ток стабилизации КС156А лежит в пределах от 3ма до 55ма. Выберем начальный ток стабилитрона 20ма. Значит при напряжении питания 9В и напряжении стабилизации стабилитрона 5.6В, на резисторе при токе в 20ма должно упасть 9 — 5,6 = 3,4В. R = U/I = 3,4/0,02 = 170 Ом. При необходимости величину резистора можно изменить. Глубина модуляции регулируется все тем же переменным резистором R8 — регулятор выходного напряжения НЧ. При необходимости изменить пределы регулировки глубины модуляции, можно подобрать номинал резистора R*.

Радиолюбителям необходимо получать различные радиосигналы. Для этого необходимо наличие нч и вч генератора. Зачастую такой тип приборов называют генератор на транзисторе за его конструктивную особенность.

Дополнительная информация.
Генератор тока – это автоколебательное устройство, созданное и используемое для появления электрической энергии в сети или преобразования одного вида энергии в другой с заданной эффективностью.

Автоколебательные транзисторные приборы

Генератор на транзисторе разделяют на несколько видов:

• по частотному диапазону выдаваемого сигнала;
• по типу выдаваемого сигнала;
• по алгоритму действия.

Частотный диапазон принято подразделять на следующие группы:

• 30 Гц-300 кГц – низкий диапазон, обозначается нч;
• 300 кГц-3 МГц – средний диапазон, обозначается сч;
• 3-300 МГц – высокий диапазон, обозначается вч;
• более 300 МГц – сверхвысокий диапазон, обозначается свч.

Так подразделяют диапазоны радиолюбители. Для звуковых частот используют промежуток 16 Гц-22 кГц и тоже делят его на низкие, средние и высокие группы. Эти частоты присутствуют в любом бытовом приёмнике звука.

Следующее разделение – по виду выдаваемого сигнала:

• синусоидальный – происходит выдача сигнала по синусоиде;
• функциональный – на выходе у сигналов появляется специально заданная форма, например, прямоугольная или треугольная;
• генератор шума – на выходе наблюдается равномерный диапазон частот; диапазоны могут быть различны, в зависимости от нужд потребителя.

Транзисторные усилители различаются по алгоритму действия:

• RC – основная область применения – низкий диапазон и звуковые частоты;
• LC – основная область применения – высокие частоты;
• Блокинг-генератор – используется для производства сигналов-импульсов с большой скважностью.

Изображение на электрических схемах

Для начала рассмотрим получение синусоидального типа сигнала. Самый известный генератор на транзисторе такого типа – генератор колебаний Колпитца. Это задающий генератор с одной индуктивностью и двумя последовательно соединёнными ёмкостями. С помощью него производится генерация требуемых частот. Оставшиеся элементы обеспечивают требуемый режим работы транзистора на постоянном токе.

Дополнительная информация.
Эдвин Генри Колпитц – руководитель отдела инноваций «Вестерн Электрик» в начале прошлого века. Был пионером в разработке усилителей сигнала. Впервые произвёл радиотелефон, позволяющий разговаривать через Атлантику.

Также широко известен задающий генератор колебаний Хартли. Он, как и схема Колпитца, достаточно прост в сборке, однако требуется индуктивность с отводом. В схеме Хартли один конденсатор и две последовательно соединённые катушки индуктивности производят генерацию. Также в схеме присутствует дополнительная ёмкость для получения плюсовой обратной связи.

Основная область применения вышеописанных приборов – средние и высокие частоты. Используют для получения несущих частот, а также для генерации электрических колебаний малой мощности. Принимающие устройства бытовых радиостанций также используют генераторы колебаний.

Все перечисленные области применения не терпят нестабильного приёма. Для этого в схему вводят ещё один элемент – кварцевый резонатор автоколебаний. В этом случае точность высокочастотного генератора становится практически эталонной. Она достигает миллионных долей процента. В принимающих устройствах радиоприёмников для стабилизации приёма применяют исключительно кварц.

Что касается низкочастотных и звуковых генераторов, то здесь есть очень серьёзная проблема. Для увеличения точности настройки требуется увеличение индуктивности. Но увеличение индуктивности ведёт к нарастанию размеров катушки, что сильно сказывается на габаритах приёмника. Поэтому была разработана альтернативная схема генератора Колпитца – генератор низких частот Пирса. В ней индуктивность отсутствует, а на её месте применён кварцевый резонатор автоколебаний. Кроме того, кварцевый резонатор позволяет отсечь верхний предел колебаний.

В такой схеме ёмкость не даёт постоянной составляющей базового смещения транзистора дойти до резонатора. Здесь могут формироваться сигналы до 20-25 МГц, в том числе звуковые.

Производительность всех рассмотренных устройств зависит от резонансных свойств системы, состоящей из емкостей и индуктивностей. Отсюда следует, что частота будет определена заводскими характеристиками конденсаторов и катушек.

Важно!
Транзистор – это элемент, произведённый из полупроводника. Имеет три вывода и способен от поданного входного сигнала небольшой величины управлять большим током на выходе. Мощность элементов бывает разная. Используется для усиления и коммутации электрических сигналов.

Дополнительная информация.
Презентация первого транзистора была проведена в 1947 г. Его производная – полевой транзистор, появился в 1953г. В 1956г. за изобретение биполярного транзистора была вручена Нобелевская премия в области физики. К 80-м годам прошлого века электронные лампы были полностью вытеснены из радиоэлектроники.

Функциональный транзисторный генератор

Функциональные генераторы на транзисторах автоколебания изобретены для производства методично повторяющихся сигналов-импульсов заданной формы. Форма их задаётся функцией (название всей группы подобных генераторов появилось вследствие этого).

Различают три основных вида импульсов:

• прямоугольные;
• треугольные;
• пилообразные.

Как пример простейшего нч производителя прямоугольных сигналов зачастую приводится мультивибратор. У него самая простая схема для сборки своими руками. Часто с её реализации начинают радио электронщики. Главная особенность – отсутствие строгих требований к номиналам и форме транзисторов. Это происходит из-за того, что скважность в мультивибраторе определяется емкостями и сопротивлениями в электрической цепи транзисторов. Частота на мультивибраторе находится в диапазоне от 1 Гц до нескольких десятков кГц. Высокочастотные колебания здесь организовать невозможно.

Получение пилообразных и треугольных сигналов происходит путём добавления в типовую схему с прямоугольными импульсами на выходе дополнительной цепочки. В зависимости от характеристик этой дополнительной цепочки, прямоугольные импульсы преобразуются в треугольные или пилообразные.

Блокинг-генератор

По своей сути, является усилителем, собранным на базе транзисторов, расположенных в один каскад. Область применения узка – источник внушительных, но скоротечных по времени (продолжительность от тысячных долей до нескольких десятков мкс) сигналов-импульсов с большой индуктивной плюсовой обратной связью. Скважность – больше 10 и может доходить до нескольких десятков тысяч в относительных величинах. Наблюдается серьезная резкость фронтов, по своей форме практически не отличающихся от геометрически правильных прямоугольников. Применяются в экранах электронно-лучевых приборов (кинескоп, осциллограф).

Генераторы импульсов на полевых транзисторах

Главное отличие полевых транзисторов – сопротивление на входе соизмеримо с сопротивлением электронных ламп. Схемы Колпитца и Хартли можно собирать и на полевых транзисторах, только катушки и конденсаторы необходимо подбирать с соответствующими техническими характеристиками. В противном случае генераторы на полевых транзисторах работать не будут.

Цепи, задающие частоту, подчиняются таким же законам. Для производства высокочастотных импульсов лучше приспособлен обычный прибор, собранный с использованием полевых транзисторов. Полевой транзистор не шунтирует индуктивность в схемах, поэтому генераторы вч сигнала работают более стабильно.

Регенераторы

LC-контур у генератора можно заменить путём добавления активного и отрицательного резистора. Это регенеративный путь получения усилителя. Такая схема обладает положительной обратной связью. Благодаря этому происходит компенсация потерь в колебательном контуре. Описанный контур называется регенерированным.

Генератор шума

Главное отличие – равномерная характеристика нч и вч частот в требуемом диапазоне. Это означает, что амплитудная характеристика всех частот этого диапазона не будет отличаться. Используются преимущественно в аппаратуре для измерений и в военной отрасли (особенно самолёто,- и ракетостроении). Кроме того, применяют для восприятия звука человеческим ухом – так называемый «серый» шум.

Простой звуковой генератор своими руками

Рассмотрим простейший пример – ревун. Понадобятся всего четыре элемента: плёночный конденсатор, 2 биполярных транзистора и резистор для подстройки. Нагрузкой будет электромагнитный излучатель. Для питания устройства достаточно простой батарейки на 9В. Работа схемы проста: резистор задаёт смещение на базу транзистора. Через конденсатор происходит обратная связь. Резистор для подстройки изменяет частоту. Нагрузка должна быть с высоким сопротивлением.

При всём многообразии типов, размеров и форм исполнения рассмотренных элементов мощных транзисторов для сверхвысоких частот до сих пор не придумано. Поэтому генераторы на транзисторах автоколебания применяют в основном для нч и вч диапазонов.

Видео

Состоящем из 3.5 деталей и выдающем несколько ватт мощности на частоте в 400-500 мегагерц, достаточных для того, чтобы засвечивать газоразрядные приборы типа неонок, слегка обжигать пальцы и сообщать о себе частотомерам.

При наличии правильных транзисторов, понимания методик составления ВЧ плат и некотором везении можно значительно усилить эту конструкцию, подняв мощность до 40-50 ватт на той же частоте.

Транзисторы, которые работают на таких частотах и мощностях, уже значительно отличаются от привычных многим читателям моего скромного блога трёхногих TO-247, TO-220, и других корпусов, равно как и от «кирпичей». Форма их корпусирования в значительной степени диктуется поведением сигналов на высоких частотах. Обычно это квадрат или прямоугольник, характерного белого оттенка, с расположенными с двух или четырёх сторон позолоченными выводами довольно внушительной толщины. Стоят эти транзисторы также значительно дороже силовых инверторных, причём цена растёт пропорционально как мощности, так и частоте, и может доходить до сотен долларов за штуку и выше.

Для данной конструкции ВЧ транзистор с маркировкой MRF 6522- 70 был аккуратно выпаян из демонтированной платы GSM базовой станции. Как нетрудно заметить по даташиту, он может выдавать до 70 ватт на частоте в 900 мегагерц. Однако, для ввода его в такой режим необходимо довольно тщательно спроектировать плату — все эти характерные для высоких частот изгибы дорожек, гальванически никуда не подключенные куски фольги и прочие странные выверты, кажущиеся не особо осмысленными, но на деле влияющие на поведение сигнала, здесь уже совершенно необходимы. А на меньших мощностях и частотах на них можно забить и сделать плату банальным методом гравировки прорезей.

Принципиальных отличий конструкции от упоминавшегося выше нет. Разве что, в качестве резонатора взяты две медные полосы, определённой длины и размеров (расстояние между ними, их ширина и длина определяют L и С резонансного автогенераторного контура — они сами себе и индуктивность, и ёмкость).

Генератор потребляет по входу 18 вольт с током до 4 ампер, и довольно ощутимо разогревает радиатор. Принудительное охлаждение является совершенно необходимым для его работы, учитывая КПД в 50-60%. Кроме радиатора, довольно неплохо нагреваются пальцы, если поднести их поближе к медному резонатору. Принцип нагрева здесь тот же, что у продуктов в микроволновке (что убедительно опровергает бредни про резонансные явления в молекулах воды, которые якобы происходят на её рабочей частоте). Если поджечь факел на конце резонатора, то он успешно удерживается там продолжительное время — маленький светящийся шарик плазмы с размытыми краями, диаметром в 3-5 миллиметров.

Схема генератора прилагается:

Но самое интересное, ради чего я вообще начал всё это рассказывать, это явления, происходящие с разреженными газами на таких частотах. Поведение плазменного жгута начинает резко отличаться от стандартных изгибов, характерных для частот в десятки и сотни килогерц, использовавшиеся мною ранее (при работе с качером и т. д.). Довольно долго описывать при помощи текста все различия, достаточно просто посмотреть галерею изображений и приложенные видео. Наиболее интересным образом себя ведут, конечно, ксенон, криптон и их смеси с добавками. Поразительные сочетания оттенков, форм и движений создают ощущение, что в бутылке или колбе живое существо, приехавшее к нам прямиком из мифологии Лавкрафта или из чего-то подобного. Щупальца, присоски, резкие и в то же время плавные движения, зеленовато-призрачные оттенки как будто бы живая иллюстрация к рассказам о Ктулху и других жителях глубин.

Все четыре видео крайне заслуживают просмотра. Очень рекомендую.

Узлы радиолюбительской техники
Двухтранзисторный кварцевый генератор

Генератор
(см. рисунок) может быть полезен при налаживании различных AM и ЧМ любительских приемников. Он состоит из кварцевого и низкочастотного генератор
ов, выполненных соответственно на транзисторах Т2 и Т1.
Сигнал низкой частоты через трансформатор Тр1 воздействует на высокочастотный
сигнал. При использовании кварца на частоту 8 МГц промодулированный сигнал хорошо прослушивается на восемнадцатой гармонике (144 МГц). Тип модуляции в данном случае смешанный — AM и ЧМ.
Частота сигнала модулирующего генератор
а приблизительно 1 кГц. Сопротивление первичной обмотки трансформатора 300- 500 Ом, а вторичной — 2,5-8 Ом. Дроссель Др1 намотан на резисторе сопротивлением 100 Ом.
Radio REF (Франция), 1974, N 4
Примечание редакции. Транзистор ОС44 можно заместить на П422. а АС132-на МП41А. Дроссель Др1 должен иметь индуктивность порядка 100-500 мкГ. В качестве трансформатора Тр1 можно использовать выходной трансформатор от карманных транзисторных радиоприемников.
РАДИО N 6, 1975 г., c.60
1…

Радиолюбительская технология — Самодельный
станок с ЧПУ
(Автор: Роман Ветров, vetrovroman&mаi1‚ru)
Введение
Разработанный и изготовленный самостоятельно станок с ЧПУ
может осуществлять механическую обработку (сверление, фрезерование) пластмасс,
текстолита. Гравировка по стали. Также может
использоваться как графопостроитель, можно рисовать печатные платы.
=Самодельный
станок с ЧПУ
Рис.1. Самодельный
станок с ЧПУ (внешний вид)
Точность станка 0.0025 мм на 1 шаг, но по факту (с учетом неточности изготовления узлов станка, зазоры в узлах, в паре винт- гайка) точность составляет 0.1мм. Станок без обратной связи, т.е. положение инструмента отслеживается программно, за точность перемещения отвечают шаговые двигатели.
Станок подключается к компьютеру через LPT порт, работает под Windows 98 и XP.
Механическая часть
=Самодельный
станок с ЧПУ
Рис.2. Самодельный
станок с ЧПУ (механическая часть)
Корпусные части станка выполнены из винипласта б=10мм. Направляющие – круглые, шлифованные прутки. Суппорта выполнены из текстолита (с отверстиями под направляющие). Винт – шпилька с резьбой М6 (шаг t=1мм). Гайки фторопластовые (позднее были заменены на бронзовые т.к. при таких размерах убытки на трение в бронзовой гайке меньше).
Электрика
Электрику можно разделить на три части:
Блок питания;
Контроллер;
Драйвер.
=Самодельный
станок с ЧПУ
Рис.3. Самодельный
станок с ЧПУ (электрическая часть)
Блок питания: 12в 3А – для питания шаговых двигателей и 5в 0.3А для питания микросхем контролера.
Контроллер: Разработанный контроллер может обслуживать до 32 (в моей схеме 3) шаговых двигателей последовательно, т.е. одновременно может работать только один мотор. Параллельная работа двигателей обеспечивается программно. Контроллер менеджмента шаговыми двигателями собран на микросхемах 555TM7 серии (3шт). Не требует прошивки.
Электрическая схема контролера показана на рис. 4
1…

Узлы радиолюбительской техники
СТАБИЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР
ВЧ
О.БЕЛОУСОВ
258600. Украина, Черкасская обл., г. Ватутино,ул.Котовского, 10.
Предлагаемый генератор
работает в диапазоне частот от 26560 кГц до 27620 кГц и предназначен для настройки СВ-аппаратуры. Напряжение сигнала с » Вых. 1 » составляет 0,05 В на нагрузке 50 Ом. Имеется и «Вых.2». к которому можно подключать частотомер при налаживании приемников. В генератор
е предусмотрена вероятность получения частотно-модулированных колебаний. Для этого служит «Вх. мод.», на который подается низ-кочастотный сигнал с внешнего гене-ратора звуковой частоты. Питание генератор
а производится от стабилизированного источника +12 В.потребляемый ток не превышает 20 мА. Задающий генератор
выполнен на полевых транзисторах VT1. VT2. включенных по схеме «общий исток — общий затвор».
Генератор
, собранный по такой схеме, хорошо работает на частотах от 1 до 100 МГц. потому что в нем применены полевые транзисторы с граничной частотой >100 МГц. Согласно проведенным исследованиям . тот самый генератор
имеет кратковременную нестабильность частоты (за 10 с) лучшую, чем генератор
ы, выполненные по схемам емкостной и индуктивной трехточки. Уход частоты генератор
а за каждые 30 мин работы после двухчасового прогрева, а также уровни второй и третьей гармоник меньше, чем у генератор
ов, выполненных по схеме трехточки. Положительная обратная связь в генератор
е осуществляется конденсатором С10. В цепь затвора VT1 включен колебательный контур С5…С8. L1. определяющий частоту генерации схемы. Через небольшую емкость С9 к контуру подключена варикапная матрица VD1. Подавая на нее низкочастотный сигнал, изменяем ее емкость и тем самым осуществляем частотную модуляцию генератор
а. Питание генератор
а дополнительно стабилизируется VD2. Высокочастотный
сигнал снимается с резистора R6. включенного в истоковые цепи транзисторов. К генератор
у через конденсатор С 11 подключен широкополосный эмиттерный повторитель на VT3 и VT4. Преимущества такого повторителя приведены в . К его выходу через конденсатор С 15 подключен делитель напряжения (R14.R15). Выходное сопротивление по «Вых.1» равно 50 Ом. поэтому с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом к нему можно подключить сх1…

Бытовая электроника
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР
ДЛЯ ОТПУГИВАНИЯ КРЫС
Этот генератор
может быть использован в хранилищах зерна и других помещениях для хранения продуктов. Схема генератор
а, показанная на рисунке, состоит из модулятора низкой частоты (С1, С2, DD1.1, DD1.2, R1, R2). генератор
а ультразвуковых колебаний (СЗ, С4, DD1.3, DD1.4, R3, R4), усилителя мощности на транзисторах VT1…VT3 и излучателя, в качестве которого использован высокочастотный
громкоговоритель 4ГДВ-1.
При номиналах, указанных на схеме, генератор
излучает частотномодулированные колебания в диапазоне 15…40 кГц. Частота генератор
а регулируется резистором R4, частота модуляции регулируется резистором R2 в пределах 2…10 Гц.
Необходимо иметь в виду, что ультразвуковые колебания, излучаемые этим генератор
ом, могут отрицательно воздействовать на нервную систему человека и домашних животных. Длительное пребывание в помещении с работающим генератор
ом может побудить головную боль, тошноту и другие ощущения дискомфорта, поэтому включать его рекомендуется непосредственно перед уходом из помещения.
Если установить контакт S1 таким образом, что при несанкционированном проникновении в помещение тот самый контакт замыкается, генератор
может работать ещё и как сирена охранной сигнализации, поскольку начинает излучать модулированные по частоте колебания в диапазоне 1000…2000 Гц.
Следует иметь в виду, что при длительной работе в одном частотном диапазоне крысы могут адаптироваться, поэтому надобно резисторами R2 и R4 изменять параметры излучения 2…3 раза в неделю. Можно также применить такой прием: конденсатор С4 соединить с отрезком провода, создающим дополнительную емкость, изменяющуюся при изменении температуры, влажности, силы ветра (если провод вывести наружу) и т.д. Тогда частота будет изменяться по случайному закону.
В.БОРОДАЙ, 330000, Запорожье, б.Ценральный, 12Б-4.1…

Измерительная техника
ГЕНЕРАТОР
СИГНАЛА ДМВ
При налаживании радиолюбительских конструкций, работающих на частотах выше 1 ГГц (например, в любительском диапазоне 23 см), необходим генератор
высокостабильного сигнала. Его нетрудно изготовить, если в распоряжении радиолюбителя имеется кварцевый резонатор на частоту 27…50 МГц.
Принципиальная схема генератор
а изображена на рис.1.
Задающий генератор
собран на транзисторе VT1, умножитель частоты — на диоде VD1. Необходимую гармонику исходного сигнала (например, 29-ю для любительского диапазона 23 см при использовании резонатора на частоту 45 МГц) выделяет контур L3C6. Напряжение смещения на диоде VD1 создается автоматически. Его оптимальное роль (по максимальному сигналу требуемой гармоники) устанавливают подстроечным резистором R4. По этому же критерию подбирают (подстроечным резистором R3) уровень высокочастотного напряжения, поступающего на умножитель с задающего генератор
а. При необходимости выходной сигнал генератор
а можно промодулировать. Требуемый уровень модулирующего напряжения устанавливают переменным резистором R5.
Puc.1
В генератор
е применен обычный высокочастотный
диод (не предназначенный для работы в диапазоне ДМВ). Если его заместить на диод Шоттки, уровень выходного сигнала видно возрастет.
Колебательный контур L1C2 настраивают на частоту кварцевого резонатора. Конструкция катушек L1 и L2 некритична (отношение их чисел витков — приблизительно 10). Дроссель 15 представляет собой бескаркасную катушку (10 витков) диаметром 13 мм.
Элементы VD1, С4, С5, L3- L5 монтируют на плате из одностороннего фольгированного материала, располагая все детали со стороны фольги. Контур L3C6 представляет собой подстраиваемую конденсатором полуволновую линию. Ее размеры для любительского диапазона 23 см показаны на рис.2.
Изготавливают линию из медной полосы, изгибают и припаивают оба ее конца к фольге. Петлю связи L4 сгибают из провода диаметром 1 мм. и располагают в нескольких миллиметрах от линии L3.
Puc.2
Увеличив продольные размеры.линии (пропорционально уменьшению рабочей частоты), описанный генератор
можно использовать для1…

Радиоприем
Карманный радиоприемник „Москва»
По многочисленным просьбам читателей редакция повторно публикует краткие конструктивные данные и схему любительского карманного радиоприемника «Москва» конструкции В. Плотникова («Радио», № 11, 1959 год).
1…

Радиопередатчики, радиостанции
РАДИОСТАНЦИЯ НА ТРЕХ ТРАНЗИСТОРАХ
Радиостанция предназначена для проведения двухсторонней связи в диапазоне 27 МГц с амплитудной модуляцией. Она собрана по трансиверной схеме. Каскад на транзисторе VT1 служит и приемником, и передатчиком. Усилитель на транзисторах VT1 и VT2 в режиме приема усиливает сигнал, выделенный приемником, а в режиме передачи модулирует несущую.
При монтаже особое внимательность следует обратить на расположение конденсаторов С10 и С11. Они применяются для предотвращения самовозбуждения. Если самовозбуждение все же возникает, то нужно подключить дополнительно ещё несколько конденсаторов той же емкости.
О настройке. Она очень проста. Сначала при помощи частотомера выставляется частота передатчика, а потом настраивается приемник прочий радиостанции по максимальному подавлению шума и наибольшей громкости сигнала. Катушкой L1 настраивается передатчик, а катушкой L2 — приемник.
Tp1 — любой малогабаритный выходной трансформатор.
Ba1 — любой подходящий по размеру динамик с сопротивлением обмотки 8 — 10 Ом.
Др1 — ДПМ-0,6 или самодельный
: 75 — 80 витков ПЭВ 0,1 на резисторе МЛТ 0,5 Вт — 500 кОм. Остальные детали — любого типа. Катушки намотаны на каркасах диаметром 8 мм и содержат по 10 витков провода ПЭВ 0,5.
=Печатная и монтажная платы — на рис. 2
Печатная и монтажная платы — на рис. 2
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
Напряжение питания — 9 — 12 вольт
Дальность связи на открытой местности — приблизительно 1 км.
Потребляемый ток:
приемника -15 мА
передатчика — 30 мА.
Антенна телескопическая — 0,7 — 1м.
Размеры корпуса — 140 х 75 х 30 мм.
Н.МАРУШКЕВИЧ г.Минск
1…

Радиошпион
МИКРОПЕРЕДАТЧИКИ УКВ-ЧМ ДИАПАЗОНА
Микромощные радиопередатчики, выходная мощность которых составляет от долей до единиц милливатт, могут использоваться для организации радиосвязи и передачи данных на расстояние в пределах нескольких метров. Описываемые ниже устройства работают в диапазоне частот 66…74 МГц и при необходимости могут быть перестроены для работы в другом частотном диапазоне.
Во всех конструкциях использованы высокоэффективные малогабаритные электретные микрофоны типа МКЭ-332, содержащие встроенный предусилитель на полевом транзисторе.
На рис.1 дана схема радиомикрофона, в базовую цепь смещения которого включен в качестве управляемого резистора электретный микрофон.
В качестве антенны использован отрезок гибкого многожильного провода длиной 20…40 см. Потребляемый устройством ток — приблизительно 1 мА.
Устройство, представленное на рис.2, представляет собой телефонный радиоадаптер параллельного типа и предназначено для трансляции звуковых сигналов по высокочастотному каналу. Устройство может питаться непосредственно от телефонной линии 60 В, потребляя при этом ток до 2 мА; при снятии телефонной трубки (снижении напряжения питания) радиомикрофон отключается.
В схеме использовано каскодное включение транзисторов, при котором для сигналов низкой частоты нагрузкой в коллекторной цепи транзистора VT2 является высокочастотный
генератор
, выполненный на транзисторе VT1. В свою очередь, для токов высокой частоты в эмиттерной цепи транзистора VT1 использован каскад усиления на транзисторе VT2.
При питании устройства от телефонной линии подключать антенну не обязательно, поскольку сама телефонная линия играет роль довольно протяженной антенны. Прием высокочастотных сигналов возможен на портативный ЧМ-приемник вдоль телефонной линии; при удалении от линии на несколько метров сигнал быстро затухает. В схеме предусмотрена вероятность автономного или резервированного питания от батареи напряжением 9 В. В этом случае устройство становится обычным радиомикрофоном, и к нему надобно подключить антенну. Устройство имеет защиту от неправильного подключения источника питания и от п1…

Узлы радиолюбительской техники
Кварцевый генератор
на туннельном диоде
На рисунке приведена простая схема кварцевого генератор
а с использованием туннельного диода. Выходная мощность генратора — несколько десятков микроватт. Режим работы туннельного диода задается с помощью подстроечного резистора R1. Напряжение питания 1-2 Вольта.
Литература:
H.-J. Fischer, W.E. Schlegel. >Transistor- und Schaltkreis Technik. — Berlin, 1979.1…

Радиошпион
Простой РМ на 115…175 мГц
Отличительной особенностью схемы, представленной на рисунке является то, что усиленный сигнал 3Ч с коллектора транзистора VT1 поступает на вход генератор
а РЧ VT2 без разделительной емкости, ввиду чего рабочая точка генератор
а по постоянному току определяется рабочей точкой VT1, то есть резистором R2. Основной задачей при настройке устройства является отбор оптимального соотношения между током потребления генератор
а и коэффициентом искажений в тракте 3Ч.
В качестве транзистора VT2 желательно применить высокочастотный
типа КТ368, КТ325. Для частоты 175 мГц величина емкости С4 составляет 6,8 пф, L1 — 5 витков медного посеребренного провода диаметром 0,56 мм с отводом от третьего витка. Диаметр намотки — 5мм. Катушка связи L2 — 2 витка провода ПЭВ — 0,25 поверх L1.
В целях уменьшения габаритов, в данном устройстве применена резонансная антенна. Чтобы сделать такую антенну, надо взять длинную пластмассовую трубочку диаметром 3 мм и намотать на нее в ряд проводом ПЭЛ — 0,25 мм 65…70 витков. Затем подключают антенну к выходу генератор
а, и отматывая по одному витку, контролируют резонанс стрелочным индикатором поля. Схема работает в широком диапазоне напряжений от 1,5 до 15 В, причем частота выходных колебаний, при использовании нерезонансной антенны изменяется в незначительных пределах. При токе потребления 10 мА, приемник чувствительностью 1 мкВ позволяет слушать радиомикрофон на расстоянии до 500 м.1…

Радиоприем
УКВ-КОНВЕРТЕР
Э.РОДИОНОВ, г.Минск.
Предлагаемый конвертер (рис.1) предназначен для приема УКВ-радиостанций, работающих в диапазоне частот 88…108 МГц(РМ), на приемнике с диапазоном частот 65,8…73 МГц.
Питание для конвертера удобно брать с УКВ-блока приемника. Подключив конвертер к приемнику и антенне, растягивая или сжимая витки катушки L2, перестраивают приемник по диапазону. Этот процесс повторяют несколько раз, до качественного приема радиостанции диапазона FM (88…108 МГц). При этом частота гетеродина составляет примерно 30…35 МГц. Далее подстраивают входной контур смесителя, образованный индуктивностью L1 и ее межвитковой емкостью, сжимая или растягивая витки L1. Частота настройки — 100…104 МГц.
Во многих случаях конвертер можно упростить, отказавшись от катушки L1 и емкости С1. Емкость С4 также можно убрать. При этом следует увеличить индуктивность L2 или емкость обратной связи СЗ.
Величины емкостей С1, С2, С5, С6 можно менять в довольно широких пределах без убытков для пара-, метров конвертера.
L2 представляет собой обмоточный провод длиной 40 см, намотанный на оправку диаметром 4 мм. L1 — 10 витков на оправке диаметром 5 мм. Транзистор VT1 — КТ363, в крайнем случае, его можно сменить на КТ361. При этом чувствительность конвертера приметно снижается. КТ2 — КТ315, можно сменить на любой высокочастотный
транзистор структуры п-р-п.
Чертеж печатной платы конвертера приведен на рис.2. Распайка деталей произведена со стороны печатных проводников. Готовую плату конвертера в приемнике можно просто приклеить к блоку УКВ или к корпусу рядом с ним.1…

Радиолюбителю-конструктору
Генератор
пилообразного напряжения
Генератор
, принципиальная схема которого приведена на рисунке, позволяет получать пилообразное напряжение довольно высокой линейности. Он выполнен на двух операционных усилителях и одном полевом транзисторе с изолированным затвором.
На первом операционном усилителе МС1 собран генератор
прямоугольных импульсов, частота следования которых синхронизирована входными импульсами. Длительность импульса и паузы определяется временем заряда н разряда конденсатора С1. Заряд конденсатора происходит через резисторы R1 и R2, а разряд только через резистор R1 (резистор R2 зашунтирован диодом Д1). Диод Д2 и стабилитрон ДЗ ограничивают положительное напряжение, подаваемое на вход полевого транзистора Т1.
На втором операционном усилителе МС2 выполнен интегратор, работой которого управляют импульсы, поступающие с генератор
а прямоугольных импульсов через электронный ключ (транзистор Т1).
«Радио, телевизия, електроника» (НРБ), 1975. N 2
Примечание. В генератор
е пилообразного напряжение можно использовать операционные усилители К153УД1А и полевой транзистор КП301.1…

Узлы радиолюбительской техники
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ДРОССЕЛИ
В приемно-передающей коротковолновой аппаратуре обширно применяются высокочастотные дроссели с индуктивностью от нескольских десятков микрогенри до единиц миллигенри. Если в распоряжении радиолюбителя нет стандартных дросселей с ферритовым магнитопроводом (Д-0,1 и т. п.), то можно использовать корректирующие дроссели ламповых телевизоров (как запасные части они иногда бывают в продаже). Так в унифицированных черно-белых телевизорах второго класса есть дроссели с индуктивностью 39, 95, 140 и 360 мкГн. Обычно они представляют собой катушки, намотанные способом «универсаль» на высокоомных резисторах МЛТ-0,5 (см. рис. 1, а).
Рис.1
Эти дроссели не имеют ферритового магнитопровода, поэтому их (в отличие от дросселей Д-0,1) можно применять и в цепях, где действуют относительно большие высокочастотные напряжения, например, в предоконечных и более того иногда в оконечных каскадах передающей аппаратуры. Подобные дроссели несложно изготовить самостоятельно. На рис. 1, б для примера показан самодельный
дроссель с индуктивностью 330 мкГн, разработанный под печатную плату трансивера «Радио-76 М2» (расстояние между отверстиями в плате для монтажа — 15 мм). Конструктивные размеры дросселя приведены на рис.2.

Рис.2
Он намотан на бруске сечением 3Х3 мм, изготовленном из листового органического стекла, полистирола, стеклотекстолита или любого другого хорошего диэлектрика. Чтобы не повредить изоляцию провода, ребра бруска закругляют, а чтобы витки катушки не расползались, нужно установить щечки из какого-нибудь диэлектрика (на рис. 2 они показаны пунктиром, а на рис. 1, б вообще отсутствуют, были сняты после заливки катушки парафином). В брусок запрессовывают два отрезка луженого медного провода диаметром примерно 0,8 мм — будущие.
Требуемое число витков N можно оценить по приближенной формуле
N=32корень(L/d),
где L — индуктивность дросселя (мкГн), d — диаметр каркаса катушки (мм). Для каркасов с поперечным сечением в форме квадрата в эту формулу вместо d следует подставлять величину 1,2а, где а — сторона квадрата.
Для дросселя индуктивностью 330 мкГн нужно намотать 310 витков проводом ПЭВ или 1…

Цифровая техника
Генератор
импульсов с независимой регулировкой фазы
Roberta Tovar Medina.
Институт прикладной математики (Университет Мехико, Мексика)
В схеме фазовой автоподстройки часто надобно иметь генератор
сигнала, фаза которого могла бы регулироваться независимо от других параметров. Предлагается схема, состоящая из таймера типа 555 и нескольких дискретных компонентов и представляющая собой генератор
импульсов с независимой и плавной регулировкой фазы в пределах от 0 до 180°.
рис. 1
Таймер U1 (рис. 1) с транзистором Q1 и конденсатором C1 генерирует пилообразный сигнал,
крайними значениями которого являются напряжения Vcc/3 и 2Vcc/3 (рис. 2). Каждому периоду пилообразного сигнала соответствует короткий импульс на выходе U1. Этот импульс переключает триггер Uз-a, генерирующий опорный сигнал QA. Сигнал с выхода компаратора, сравнивающего пилообразный сигнал с опорным напряжением на движке переменного резистора R4, переключает триггер Нз-b, генерирующий импульсы QB, сдвинутые по фазе относительно опорных.
рис. 2
Этот сдвиг фазы линейно зависит от опорного напряжения на неинвертирующем входе компаратора U2, и положение движка R4 может быть откалибровано в единицах измерения фазы, причем напряжению Vcc/3 соответствует 0°, a 2Vcc/3-180°. Поскольку триггер имеет два выхода, QB и QB, от схемы можно получить сигнал как с опережением по фазе, так и с отставанием относительно опорного.
1…

Бытовая электроника
Генератор
коротких импульсов для ДУ на ИК
Автор: Калмыков Евгений ([email protected])
В системах дистанционного менеджмента на ИК-лучах различных устройств требуется использовать генератор
ы пачек коротких импульсов для обеспечения высокой импульсной мощности излучения и хорошей экономичности. Два варианта реализации подобных устройств приводится ниже.
Устройство, представленное на рис.1, работает следующим образом. Генератор
прямоугольных импульсов, собранный на элементах DD1,R1,C1, вырабатывает последовательность импульсов с периодом, зависящим от постоянной цепи R1,C1. Далее сигнал поступает на счётчик DD2.1, который делит частоту на 8 и формирует короткие импульсы. Длительность импульсов, действующих на выходе 8 этого счётчика, определяется параметрами цепи R2C2.
Для формирования пачки последовательность подаётся на DD2.2, на выходе 4 которого формируется импульс длительностью 70мкс с периодом повторения 0,7с. Эти импульсы сообща с короткими импульсами с выхода 8 DD2.1 подаются на схему совпадения, выполненную на элементе DD1.3, к выходу которого через ключ VT1 подключён ИК-светодиод.
Устройство на рисунке 2 в основном аналогично первому, но длительность пачки другая, так как на компонент DD1.3 сигнал поступает с другого выхода счётчика DD2.2. Таким образом, подключая вход DD1.3 к разным выходам DD2.2, можно получить пачки, состоящие из разного количества импульсов.
Опубликовано 15.12.2000
=Генератор
коротких импульсов для ДУ на ИК
1…

Узлы радиолюбительской техники
КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР

В процессе конструирования радиолюбительской аппаратуры часто возникает потребность в кварцевом генератор
е на одну или несколько частот. Схема одного из таких генератор
ов, на три частоты, приведена на рисунке. Он выполнен на четырех элементах «2И-НЕ». При генерировании сигнала в нем одновременно работают только два логических элемента: D1.4 (постоянно) и D1.1 (или D1.2 и D1.3, в зависимости от положения переключателя S1). Резисторы R1-R4 обеспечивают линейный режим усиления элементов «2И-НЕ». На выходе элемента D1.4 — прямоугольные импульсы, амплитуда которых — приблизительно 3 В.
Для получения синусоидального напряжения торы С4 — C6 служат для подгонки частоты генерации, а резисторы R5 — R7 — для установки и выравнивания между собой амплитуд входных напряжений.
Данный генератор
авторы использовали в формирователях SSB в CW сигналов при создании трансивера на базе радиоприемника Р-250М2. Его можно использовать и на других частотах, применяя кварцы с резонансной частотой 75…3000 кГц. Причем кварцы могут иметь невысокую добротность.
При монтаже генератор
а резисторы R1-R3 следует располагать как. можно ближе к соответствующим выводам микросхемы.
Г. ГУЛЯЕВ (UA4HLK eх UY5XS), Г. ЧЛИЯНЦ (UY5XE) , г. Куйбышев — г. Львов
РАДИО N 10, 1980 г.
1…

Цифровая техника
ДВУХТОНАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ СИРЕНА
На рис. 1 приведена принципиальная схема электронной сирены, собранной на одном транзисторе и микросхеме. По существу, сирена состоят из трех генератор
ов с различными временными характеристиками. Так. транзистор V1, ингредиент D1.1, конденсатор С1 и резисторы R1 — R3 образуют генератор
с тактовой частотой приблизительно 1 Гц. Желаемая частота повторения сигналов может быть подобрана подстро-ечными резисторами R2 и R3.
Элемент D1.3, резистор R4. конденсатор С2 и ингредиент D 1.4 составляют второй генератор
с
частотой генерации приблизительно 1000 Гц. И наконец, ингредиент D1.3 совместно с резистором R5, конденсатором C3 и элементом D1.4 образуют третий генератор
, но уже более низкой частоты, приблизительно 200 Гц. Оконечной нагрузкой сирены является громкоговоритель В1, подключенный к выходу элемента D 1.4.
«Eltktrotehnicar» (СФРЮ), 1976, N 7
Примечание. В двухтональной сирене можно применять микросхему К155ЛА3 и любой маломощный кремниевый п-р-п транзистор, например КТ315Б,1…

Измерительная техника
Простой стереогенератор

С. ОГОРЕЛЬЦЕВ г. Сухуми Абхазской АССР
Построив такой прибор, радиолюбители существенно облегчат себе настройку стереофонических радиоприемников и стереодекодеров. С его помощью из обычного низкочастотного стереофонического сигнала можно получить комплексный стереосигнал и высокочастотные колебания с частотной модуляцией.
Принципиальная схема прибора показана на рис.1.
Он представляет собой стереогенератор
, в состав которого входят кварцевый генератор
поднесущей частоты на транзисторе VT3 и микросхемах DD1, DD2, полярный модулятор на транзисторах VTI, VT2 и высокочастотный
(ВЧ) генератор
на транзисторе VT4 с частотным модулятором (ЧМ), функции которого выполняет варикапная матрица VD1.
/img/s
tr_ge1.gif
рис. 1
Работает прибор следующим образом. Низкочастотные стереофонические сигналы каналов 1 и 2 попеременно с частотой поднесущей 31,25 кГц модулируют сигнал генератор
а ВЧ. функции коммутаторов выполняют транзисторы VTI, VT2. Необходимые предыскажения вносятся RC-цепями C1R3 и C2R4 с постоянной времени 50 мкс. Комплексный стереосигнал (КСС), сформированный полярным модулятором, через фильтр-пробки L1C3 (подавление третьей гармоники поднесущей), L2C4R9 (частичное подавление поднесущей) и цепь R10C5R14 передается на частотный модулятор.
Частота генератор
а ВЧ выбрана равной 69 МГц, что соответствует середине радиовещательного диапазона. Мощность, излучаемая таким генератор
ом, составляет приблизительно 200 мкВт, что довольно для приема высокочастотных колебаний с частотной модуляцией на расстоянии до нескольких метров на антенну в виде отрезка провода длиной 1 м или телескопическую антенну приемника. При указанных на схеме номиналах деталей и входном низкочастотном сигнале 250 мВ девиация частоты генератор
а ВЧ приблизительно 50 кГц.
Для питания стереогенератор
а можно использовать источник тока напряжением 4,5…6 В, например батарею типа 3336, потребляемый ток в этом случае равен 1.5…2 мА. Катушка L1 (индуктивность 2,5 мГн) выполнена на кольцевом магнитопроводе К12Х8Х3 из феррита марки М2000НМ-3 и имеет 200 витков, намотанных проводом ПЭВ-2 0,27, a L2 (18 мГн) на магнитопроводе К40Х25Х7.5 из феррита М2000НМ-1, количество витков 360, провод ПЭВ-2 0,1…

Радиолюбителю-конструктору
ГЕНЕРАТОР
СТАБИЛЬНОГО ТОКА
Генератор
ами стабильного тока принято называть устройства. выходной ток которых практически не зависит от сопротивления нагрузки. Он может найти применение, например.в омметрах с линейной шкалой.
На рис. 1 приведена принципиальная схема генератор
а стабильного тока на двух кремниевых транзисторах. Величина коллекторного тока транзистора V2 определяется отношением
Iк=0,66/R2.
Puc.1
Например, при R2, равном 2,2 к0м. ток коллектора транзистора V2 будет равен 0,3 мА и остается практически постоянным при изменении сопротивления резистора Rx от 0 до 30 к0м. При необходимости величина постоянного тока может быть увеличена до 3 мА, для этого сопротивление резистора R2 нужно уменьшить до 180 Ом.
Дальнейшее подъем тока при сохранении высокой стабильности его величины как при смене нагрузки, так и при увеличении температуры быть может лишь при использовании трехтранзисторного генератор
а, показанного на рис.2.
При этом транзисторы V2 и V3 должны быть средней мощности, а напряжение второго источника питания — в 2…3 раза больше напряжения питания транзисторов V1, V2. Сопротивление резистора R3 рассчитывается по вышеприведенной формуле, но дополнительно корректируется с учетом разброса характеристик транзисторов.
Puc.2
«Elektrotehnicar» (СФРЮ), 1976, N 7-8
От редакции. Транзисторы ВС 108 могут быть заменены на КТ315Г. ВС107 -КТ312Б, BD137 — КТ602Б или КТ605Б, 2N3055 — КТ803А.1…

Я убедился на себе в достоинствах «живой» (лечение насморка, ангины) и «мертвой» (полиартрита) воды. Однако если использовать водопроводную воду (хлорированную), то при обработке она закипает и образует буро-зеленую пену (минеральные соли + хлор) один вид которой способен на корню «потопить» идею . Правда, сразу разделив воду на фракции («живую» и «мертвую»), можно профильтровать каждую в отдельности и отделаться от этой пены, но все же это вызывает сомнения в качестве полученной воды.
Чтобы обойтись без пены, лучше использовать колодезную или минеральную воду (не газированную) и уж в крайнем случае, кипяченую (остуженную и профильтрованную) водопроводную воду. Вы падение осадка — нормальное явление. Для хранения влага должна отстояться (в отдельных сосудах), после чего се нужно осторожно спить. Хранить готовую воду лучше всего в холодильнике. Сам метод в принципе исключает применение дистиллированной или дождевой (снеговой) воды, так как она не содержит растворенных солей.
Для получения «живой» и «мертвой» воды методом электролиза довольно тока 5 мА. Поэтому установка может питаться от сети (рис.1а), аккумуляторов (рис.1б) или гальванических элементов (рис.1 в). Гасящие конденсаторы С1.С2 (рис.1 а) используются типов К73-17, К40У-9 или БМТ-2. Конденсаторы можно сменить одним резистором (43 кОм, 2,2 Вт).
Конструктивное использование устройства показано на рис.2. В нем применяется «ущербная» («неприемная») стеклянная банка 9 емкостью 1 л с подходящей крышкой1.
Для крепления мешочка 4 с «мертвой» (*+») водой служат «крокодилы»3.
Мешочек 4 можно сменить стаканчиком из обожженной, но неглазурованной глины. 8 крышке 1 предусмотрены отверстия 6, что позволяет заливать воду в собранное устройство поочередно (сначала у плюсового, потом у минусового электрода) через лейку и обеспечивает выход газов, образующихся при электролизе. Верхняя крышка 2 предохраняет от случайного прикосновения к высоковольтным цепям.
Распорка 7 необходима, чтобы полиэтиленовая крышка 1 не прогибалась при нажатии пальцами на «крокодилы»3.
К ней также крепится шурупом крышка2.
Другие элементы конструкции крепятся саморезами 02,5 мм в проколотые шилом отверстия в полиэтиленовой крышке1.
Эл1…

Радиолюбителю-конструктору
Широкополосный апериодический усилитель ВЧ
Предлагаемый вниманию читателей высокочастотный
усилитель может найти самое широкое применение. Это и антенный усилитель для радиоприемника, и усилительная приставка к осциллографу с низкой чувствительностью канала вертикального отклонения, и апериодический усилитель ПЧ, и измерительный усилитель.
Вход и выход усилителя рассчитаны на включение в иинию с волновым сопротивлением 75 Ом. Полоса рабочих частот усилителя 35 кГц- 150 МГц при неравномерности на краях диапазона 3 дБ. Максимальное неискаженное выходное напряжение 1 В, коэффициент усиления (при нагрузке 75 Ом) — 43 дБ, коэффициент шума на частоте 100 МГц -4,7 дБ. Питается усилитель от источника напряжением 12,6 В, потребляемый ток 40 мА.
Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке. Он представляет собой две последовательно включенные усилительные ячейки, в каждой из которых резистивные усилительные каскады на транзисторах N1, Т3 нагружены на эмиттерные повторители на транзисторах Т2, Т4. Для расширения динамического диапазона ток через последний эмиттерный повторитель выбран равным приблизительно 20 мА. Амплитудная и частотная характеристики усилителя сформированы элементами цепи час-тотнозависимой обратной связи R4C2, R10C5 и дросселями простой высокочастотной коррекции Др1 и Др2.
Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита и помещен в латунный посеребренный корпус.
Разъемами служат высокочастотные соединители СР-75-166 Ф. Высокочастотные дроссели Др1 и Др2 бескаркасные. Их обмотки содержат по 10 витков провода ПЭВ-1 0,25, диаметр обмоток 5 мм.
Если усиление 43 дБ является чрезмерным, можно использовать только одну усилительную ячейку, причем в зависимости от целевого назначения либо на транзисторах T1. Т2 с напряжением питания + 5 В, либо на транзисторах Т3, Т4 с напряжением питания +12,6 В. В первом случае ниже коэффициент шума, однако меньше и максимальное выходное напряжение (около 400 мВ); во втором случае коэффициент шума несколько выше, зато максимальное напряжение на,нагрузке 75 Ом составляет 1 В. Усиление обеих усилительных ячеек примерно одинаково (21-22 дБ) во всем диапазоне указанных рабочих.частот, причем при использовании одной яче1…

Измерительная техника
ПРИСТАВКА-ИЗМЕРИТЕЛЬ LC К ЦИФРОВОМУ ВОЛЬТМЕТРУ
Цифровой измерительный прибор в лаборатории радиолюбителя теперь не редкость. Однако не часто им можно измерить параметры конденсаторов и катушек индуктивности, более того если это мультиметр. Описываемая в этом месте простая приставка предназначена для использования совместно с мультиметрами или цифровыми вольтметрами (например, М-830В, М-832 и им подобными), не имеющими режима измерения параметров реактивных элементов.
Для измерения емкости и индуктивности с помощью несложной приставки использован принцип, подробно описанный в статье А. Степанова «Простой LC-метр» в «Радио» № 3 за 1982 г. Предлагаемый измеритель несколько упрощен (вместо генератор
а с кварцевым резонатором и декадного делителя частоты применен мультивибратор с переключаемой частотой генерации), но он позволяет с достаточной для практики точностью измерять емкость в пределах 2 пф…1 мкф и индуктивность 2 мкГн… 1 Гн. Кроме того, в нем вырабатывается напряжение прямоугольной формы с фиксированными частотами 1 МГц, 100 кГц, 10 кГц, 1 кГц, 100 Гц и регулируемой амплитудой от 0 до 5 В, что расширяет область применения устройства.
Задающий генератор
измерителя (рис. 1) выполнен на элементах микросхемы DD1 (КМОП), частоту на его выходе изменяют с помощью переключателя SA1 в пределах 1 МГц — 100 Гц, подключая конденсаторы С1-С5. С генератор
а сигнал поступает на электронный ключ, собранный на транзисторе VT1. Переключателем SA2 выбирают режим измерения «L» или «С». В показанном на схеме положении переключателя приставка измеряет индуктивность. Измеряемую катушку индуктивности подключают к гнездам Х4, Х5, конденсатор — к ХЗ, Х4, а вольтметр — к гнездам Х6, Х7.
При работе вольтметр устанавливают в режим измерения постоянного напряжения с верхним пределом 1 — 2В. Следует учесть, что на выходе приставки напряжение изменяется в пределах 0… 1 В. На гнездах Х1, Х2 в режиме измерения емкости (переключатель SA2 — в положении «С») присутствует регулируемое напряжение прямоугольной формы. Его амплитуду можно плавно изменять переменным резистором R4.
Питается приставка от батареи GB1 с напряжением 9 В («Корунд» или подобные ей) через стабилизатор на транзисторе VT2 и стабилитроне VD3.
1…

Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя

Доброго дня уважаемые радиолюбители! Приветствую вас на сайте “ “

Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 3.

Доброго дня уважаемые радиолюбители! На сегодняшнем занятии в Школе начинающего радиолюбителя
мы закончим собирать функциональный генератор
. Сегодня мы соберем печатную плату, припаяем все навесные детали, проверим работоспособность генератора и проведем его настройку с помощью специальной программы.

И так, представляю вам окончательный вариант моей печатной платы выполненной в программе, которую мы рассматривали на втором занятии – Sprint Layout
:

Если вы не смогли сделать свой вариант платы (что-то не получилось, или было просто лень, к сожалению), то можете воспользоваться моим “шедевром”. Плата получилась размером 9х5,5 см и содержит две перемычки (две линии синего цвета). Здесь вы можете скачать этот вариант платы в формате Sprint Laiout^

(63.6 KiB, 2,811 hits)

После применения лазерно-утюжной технологии и травления, получилась такая заготовка:

Дорожки на этой плате выполнены шириной 0,8 мм, почти все контактные площадки диаметром 1,5 мм и почти все отверстия – сверлом 0,7 мм. Я думаю, что вам будет не очень сложно разобраться в этой плате, и так-же, в зависимости от используемых деталей (особенно подстроечные сопротивления), внести свои изменения. Сразу хочу сказать, что эта плата проверенна и при правильной пайке деталей схема начинает работать сразу.

Немного о функциональности и красоте платы.
Беря в руки плату, изготовленную в заводских условиях, вы наверняка замечали как она удобно подготовлена для пайки деталей – и сверху и снизу нанесена белым цветом так называемая “шелкография”, на которой сразу видны и наименование деталей и их посадочные места, что очень облегчает жизнь при пайке радиоэлементов. Видя посадочное место радиоэлемента, никогда не ошибешься в какие отверстия его вставлять, остается только глянуть на схему, выбрать нужную деталь, вставить ее и припаять. Поэтому мы сегодня сделаем плату приближенную к заводской, т.е. нанесем шелкографию на слой со стороны деталей. Единственное, эта “шелкография” будет черного цвета. Процесс очень прост. Если, к примеру, мы пользуемся программой Sprint Layout, то выбираем при печати слой К1 (слой со стороны деталей), распечатываем его как и для самой платы (но только в зеркальном отображении), накладываем отпечаток на сторону платы, где нет фольги (со стороны деталей), центрируем его (а на просвет протравленной платы рисунок виден прилично) и применяя способ ЛУТ переносим тонер на текстолит. Процесс – как и при переносе тонера на медь, и любуемся результатом:

После высверливания отверстий, вы реально будете видеть схему расположения деталей на плате. А самое главное, что это не только для красоты платы (хотя, как я уже говорил, красивая плата – это залог хорошей и долгой работы собранной вами схемы), а главное – для облегчения дальнейшей пайки схемы. Затраченные десять минут на нанесение “шелкографии” заметно окупаются по времени при сборке схемы. Некоторые радиолюбители, после подготовки платы к пайке и нанесения такой “шелкографии”, покрывают слой со стороны деталей лаком, тем самым защищая “шелкографию” от стирания. Хочу отметить, что тонер на текстолите держится очень хорошо, а после пайки деталей вам придется растворителем удалять остатки канифоли с платы. Попадание растворителя на “шелкографию”, покрытую лаком, приводит к появлению белого налета, при удалении которого сходит и сама “шелкография” (это хорошо видно на фотографии, именно так я и делал), поэтому, я считаю, что использовать лак не обязательно. Кстати, все надписи, контура деталей выполнены при толщине линий 0,2 мм, и как видите, все это прекрасно переноситься на текстолит.

А вот так выглядит моя плата (без перемычек и навесных деталей):

Эта плата выглядела бы намного лучше, если бы я не покрывал ее лаком. Но а вы можете как всегда поэкспериментировать, и естественно, сделать лучше. Кроме того, у меня на плате установлены два конденсатора С4, нужного номинала (0,22 мкФ) у меня не оказалось и я заменил его двумя конденсаторами номиналом 0,1 мкФ соединив их параллельно.

Продолжаем. После того, как мы припаяли все детали на плату, припаиваем две перемычки, припаиваем с помощью отрезков монтажных проводов резисторы R7 и R10, переключатель S2. Переключатель S1 пока не припаиваем а делаем перемычку из провода, соединяя выводы 10 микросхемы ICL8038 и конденсатора С3 (т.е. подключаем диапазон 0,7 – 7 кГц), подаем питание с нашего (я надеюсь собранного) лабораторного блока питания на входы микросхемных стабилизаторов около 15 вольт постоянного напряжения

Теперь мы готовы к проверке и настройке нашего генератора. Как проверить работоспособность генератора. Очень просто. Подпаиваем к к выходам Х1 (1:1) и “общий” любой обыкновенный или пьезокерамический динамик (к примеру от китайских часов в будильнике). При подключении питания мы услышим звуковой сигнал. При изменении сопротивления R10 мы услышим как изменяется тональность сигнала на выходе, а при изменении сопротивления R7 – как изменяется громкость сигнала. Если у вас этого нет, то единственная причина в неправильной пайке радиоэлементов. Обязательно пройдитесь еще раз по схеме, устраните недостатки и все будет о,кей!

Будем считать, что этот этап изготовления генератора мы прошли. Если что-то не получается, или получается, но не так, обязательно задавайте свои вопросы в комментариях или на форуме. Вместе мы решим любую проблему.

Продолжаем. Вот так выглядит плата, подготовленная к настройке:

Что мы видим на этой картинке. Питание – черный “крокодил” на общий провод, красный “крокодил” на положительный вход стабилизатора, желтый “крокодил” – на отрицательный вход стабилизатора отрицательного напряжения. Припаянные переменные сопротивления R7 и R10, а также переключатель S2. С нашего лабораторного блока питания (вот где пригодился двухполярный источник питания) мы подаем на схему напряжение около 15-16 вольт, для того, чтобы нормально работали микросхемные стабилизаторы на 12 вольт.

Подключив питание на входы стабилизаторов (15-16 вольт) с помощью тестера проверяем напряжение на выходах стабилизаторов (±12 вольт). В зависимости от используемых стабилизаторов напряжения будет отличаться от ± 12 вольт, но близки к нему. Если у вас напряжения на выходах стабилизаторов несуразные (не соответствуют тому, что надо), то причина одна – плохой контакт с “массой”. Самое интересное, что даже отсутствие надежного контакта с “землей” не мешает работе генератора на динамик.

Ну а теперь нам осталось настроить наш генератор. Настройку мы будем проводить с помощью специальной программы – виртуальный осциллограф
. В сети можно найти много программ имитирующих работу осциллографа на экране компьютера. Специально для этого занятия я проверил множество таких программ и остановил свой выбор на одной, которая, как мне кажется, наиболее лучше симулирует осциллограф – Virtins Multi-Instrument

. Данная программа имеет в своем составе несколько подпрограмм – это и осциллограф, частотомер, анализатор спектра, генератор, и кроме того имеется русский интерфейс:

Здесь вы можете скачать данную программу:

(41.7 MiB, 4,326 hits)

Программа проста в использовании, а для настройки нашего генератора потребуется лищь минимальное знание ее функций:

Для того чтобы настроить наш генератор нам необходимо подключиться к компьютеру через звуковую карту. Подсоединиться можно через линейный вход (есть не у всех компьютеров) или к разъему “микрофон” (есть на всех компьютерах). Для этого нам необходимо взять какие-либо старые, ненужные наушники от телефона или другого устройства, со штекером диаметром 3,5 мм, и разобрать их. После разборки припаиваем к штекеру два провода – как показано на фотографии:

После этого белый провод подпаиваем к “земле” а красный к контакту Х2 (1:10). Регулятор уровня сигнала R7 ставим в минимальное положение (обязательно, что-бы не спалить звуковую карту) и подключаем штекер к компьютеру. Запускаем программу, при этом в рабочем окне мы увидим две запущенные программы – осциллограф и анализатор спектра. Анализатор спектра отключаем, выбираем на верхней панели “мультиметр” и запускаем его. Появится окошко, которое будет показывать частоту нашего сигнала. С помощью резистора R10 устанавливаем частоту около 1 кГц, переключатель S2 ставим в положение “1” (синусоидальный сигнал). А затем, с помощью подстроечных резисторов R2, R4 и R5 настраиваем наш генератор. Сначала форму синусоидального сигнала резисторами R5 и R4, добиваясь на экране формы сигнала в виде синусоиды, а затем, переключив S2 в положение “3” (прямоугольный сигнал), резистором R2 добиваемся симметрии сигнала. Как это реально выглядит, вы можете посмотреть на коротком видео:

После проведенных действий и настройки генератора, припаиваем к нему переключатель S1 (предварительно удалив перемычку) и собираем всю конструкцию в готовом или самодельном (смотри занятие по сборке блока питания) корпусе.

Будем считать, что мы успешно со всем справились, и в нашем радиолюбительском хозяйстве появился новый прибор – функциональный генератор

. Оснащать его частотомером мы пока не будем (нет подходящей схемы) а будем его использовать в таком виде, учитывая, что нужную нам частоту мы можем выставить с помощью программы Virtins Multi-Instrument

. Частотомер для генератора мы будем собирать на микроконтроллере, в разделе “Микроконтроллеры”.

Следующим нашим этапом в познании и практическом претворении в жизнь радиолюбительских устройств будет сборка светомузыкальной установки на светодиодах.

Простой генератор сигналов низкой и высокой частоты предназначен для налаживания и проверки различных приборов и устройств, изготовляемых радиолюбителями.

Генератор низкой частоты вырабатывает синусоидальный сигнал в диапазоне от 26 Гц до 400 кГц, который разделен на пять поддиапазонов (26…240, 200…1500 Гц: 1.3…10, 9…60, 56…400 кГц). Максимальная амплитуда выходного сигнала 2 В. Коэффициент гармоник во всем диапазоне частот не превышает 1,5%. Неравномерность частотной характеристики — не более 3 дБ. С помощью встроенного аттенюатора можно ослабить выходной сигнал на 20 и 40 дБ. Предусмотрена также плавная регулировка амплитуды выходного сигнала с контролем ее по измерительному прибору.

Генератор высокой частоты вырабатывает синусоидальный сигнал в диапазоне от 140 кГцдо 12 МГц (поддиапазоны 140…340, 330…1000 кГц, 1…2,8,2,7…12МГц).

Высокочастотный сигнал может быть промодулирован по амплитуде сигналом как с внутреннего генератора НЧ. так и с внешнего.

Максимальная амплитуда выходного напряжения 0,2 В. В генераторе предусмотрена плавная регулировка выходного напряжения с контролем амплитуды по измерительному прибору.

Напряжение питания обоих генераторов 12 В.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 1.

Генератор низкой частоты построен на основе хорошо известной схемы. Частоту генерируемого сигнала изменяют сдвоенным конденсатором переменной емкости С2. Применение блока конденсаторов переменной емкости для генерации низких (30…100 Гц) частот потребовало высокого входного сопротивления усилителя генератора. Поэтому сигнал с моста поступает на потоковый повторитель на полевом транзисторе V1, а затем на вход двухкаскадного усилителя с непосредственными связями (микросхема А1). С выхода микросхемы сигнал подается на выходной эмиттерный повторитель на транзисторе V3 и на вторую диагональ моста. С резистора R16 сигнал подается на выходной делитель напряжения (резисторы R18-R22) и на измерительный прибор PU1. по которому контролируют амплитуду выходного сигнала.

На полевом транзисторе V2 собран каскад стабилизации амплитуды выходного напряжения, работающий следующим образом. Выходной сигнал с эмиттера транзистора V3 выпрямляется диодами (V4, V5), и постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде, выходного сигнала, подается на затвор транзистора V2, играющего роль переменного сопротивления. Если, например, по каким-либо причинам (изменилась или температура окружающей среды или напряжение питания и т. п.) амплитуда выходного сигнала увеличилась, то увеличится и положительное напряжение, поступающее на затвор транзистора V2. Динамическое сопротивление канала транзистора также увеличится, что приведет к увеличению коэффициента отрицательной обратной связи в микросхеме А1, коэффициент усиления последней уменьшится, что приведет к восстановлению амплитуды выходного сигнала.

Связь между истоковым повторителем на транзисторе V1 и входом микросхемы А1 гальваническая. Это позволило исключить переходный конденсатор большой емкости и улучшить фазовую характеристику генератора. Подстроечным резистором R12 устанавливают оптимальный коэффициент передачи.

Генератор высокой частоты выполнен на трех транзисторах V10-V12. Задающий генератор собран на транзисторе V11, включенном по схеме с общей базой. Каскад каких-либо особенностей не имеет. Требуемый диапазон выбирают переключением контурных катушек. Внутри поддиапазона частоту плавно изменяют конденсатором переменной емкости С14. Выходной каскад представляет собой эмиттерный повторитель на транзисторе V12. Сигнал на него подают с части витков контурной катушки, что дополнительно уменьшает влияние нагрузки на стабильность частоты генератора.

С резистора R35 высокочастотное напряжение поступает на выпрямитель (диоды V13, V14), и выпрямленное напряжение через резистор R37 поступает на измерительный прибор PUI, по которому контролируют напряжение выходного сигнала.

На транзисторе V10, включенном по схеме с общим эмиттером, собран модулирующий каскад. Его нагрузкой является задающий генератор. Таким образом, задающий генератор работает при переменном напряжении питания, поэтому и амплитуда выходного напряжения генератора также меняется, в результате чего происходит амплитудная модуляция. Такое построение генератора позволило получить глубину модуляции от 0 до 70%. Низкочастотный сигнал на модулятор можно подавать как с внутреннего, так и с внешнего генератора.

Питаются оба генератора от выпрямителя со стабилизатором (рис. 2), выполненного по типовой схеме.

Оба генератора и сетевой источник питания выполнены в виде отдельных блоков, установленных в общем корпусе. Общим для генераторов является также и измерительный прибор PU1. Блок высокочастотного генератора закрывают экраном из латуни.

Катушки генератора ВЧ намотаны на каркасах от контуров ПЧ телевизора «Старт-3» с карбонильными подстроечниками. На рис. 3 приведены эскизы каркасов катушек. Их намоточные данные даны в таблице. Катушки L1. L2, L3 наматывают внавал, а катушку L4 — виток к витку. Трансформатор Т1 применен готовый от радиолы «Эфир-М». При самостоятельном изготовлении трансформатора его следует намотать на сердечнике Ш16Х24. Сетевая обмотка для напряжения 220 В должна содержать 2580 витков провода Г1ЭВ-2 0,15, вторичная — 208 витков провода ПЭВ-1 0,59.

Puc.3

Шкалы прибора наклеены на диски диаметром 90 мм, которые вместе со шкивами верньерного устройства закреплены на осях конденсаторов переменной емкости.

Вместо транзистора КП103Л можно применить КП102Е. Эта замена может даже несколько улучшить параметры генератора.

Налаживание генератора НЧ начинают с подбора резистора R11. Для этого размыкают цепь R12, R13. Высокоомным вольтметром измеряют напряжение на входе микросхемы А1 (вывод 4). Затем, подбирая резистор R11 в пределах от 300 Ом до 1,5 кОм, добиваются такого же напряжения на истоке транзистора V1. Если этого не удается сделать, следует подобрать транзистор V1. (Может получиться так, что подобрать такой транзистор не
удастся, тогда следует развязать по постоянному току вход микросхемы с истоком транзистора V1, включив в разрыв цепи конденсатор емкостью 50 мкФ.) Восстановив разомкнутую цепь, изменяют сопротивление резистора R12 так, чтобы получить на выходе генератора сигнал без искажений, контролируя его форму по осциллографу. При дальнейшем уменьшении сопротивления этого резистора должно наступить симметричное ограничение сигнала. Установив амплитуду выходного сигнала около 2 В и подобрав необходимое сопротивление резистора R17 в цепи PU1, налаживание генератора НЧ считают законченным.

Налаживание генератора ВЧ начинают с модулирующего каскада. Подбирая резистор R23, устанавливают на коллекторе транзистора V10 напряжение 6,2 В. Налаживание задающего генератора состоит в подборе резистора R31 в цепи положительной обратной связи. При этом по осциллографу контролируют форму выходного сигнала. Делают это на низкочастотном поддиапазоне. Если позволяют параметры осциллографа, проверку делают и на других частотных поддиапазонах. Затем подбирают резистор R37 в цепи измерительного прибора.

Завершив налаживание блоков и проверив их работу во всех поддиапазонах, приступают к подбору элементов частотозадающих цепей и достижению необходимого перекрытия, после этого прибор градуируют по одной из методик, неоднократно описанных в радиотехнической литературе и журнале «Радио».

Идея сделать
недорогой генератор УКВ диапазонов для
работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры
собранных своими руками антенн
самодельным КСВ-метром
. Быстро и удобно сделать такой генератор удалось,
используя сменные блоки-модули. Уже собрал несколько генераторов на: радиовещательный
87,5 – 108 МГц, радиолюбительские 144 – 146 МГц и 430 — 440 МГц, включая PRM
(446 МГц) диапазоны, диапазон эфирного цифрового телевидения 480 — 590 МГц. Такой мобильный и простой
измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает
профессиональным измерительным приборам. Линейку шкалы легко дополнить, поменяв
несколько номиналов в схеме или модульную плату.

Структурная схема
для всех используемых
диапазонов одинаковая.

Это задающий генератор
(на транзисторе Т1)
с параметрической стабилизацией частоты, который определяет необходимый
диапазон перекрытия. Для упрощения конструкции, перестройка по диапазону
осуществляется подстроечным конденсатором. На практике такая схема включения,
при соответствующих номиналах, на стандартизированных чип-индуктивностях и
чип-конденсаторах, проверялась вплоть до частоты
1300 МГц.

Фото 2. Генератор с ФНЧ на диапазоны 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

Фильтр нижних частот (ФНЧ)
подавляет высшие
гармоники более чем на 55 дБ, выполнен на контурах с катушками индуктивностями L
1, L
2, L
3. Конденсаторы параллельные индуктивностям образуют режекторные
фильтры-пробки настроенные на вторую гармонику гетеродина, что и обеспечивает
дополнительное подавление высших гармоник гетеродина.

Линейный усилитель
на микросхеме имеет нормированное выходное
сопротивление 50 Ом и для данной схемы включения развивает мощность от 15 до 25 мВт, достаточную для
настройки и проверки параметров антенн, не требующую регистрации. Именно такую
мощность на выходе имеет высокочастотный генератор Г4 – 176. Для простоты схемы
ФНЧ на выходе микросхемы отсутствует, поэтому подавления высших гармоник
генератора на выходе ухудшилось на 10
дБ.

Микросхема ADL
5324 предназначена для работы на частотах от 400 МГц до 4-х ГГц, но практика показала, что она
вполне работоспособна и на более низких частотах УКВ диапазона.

Питание генераторов
осуществляется от литиевого аккумулятора с
напряжением до 4,2 вольта. Устройство имеет разъём для внешнего питания и
подзарядки аккумулятора и высокочастотный разъём для подключения внешнего
счётчика, а самодельный КСВ-метр может служить индикатором уровня.

Генератор диапазона 87.5 – 108
МГц.

Параметры.
Реальная
перестройка частоты составила 75 – 120 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 25 мВт (V
п = 4 В). Выходное сопротивление
R
вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 40 дБ.
Неравномерность в частотном диапазоне 87,5 – 108 МГц менее 2 дБ. Ток
потребления не более 100 мА (V
п
= 4 В).

Рис. 1. Генератор диапазона 87,5 — 108 МГц.

Рис. 2.

На рис. 2.
представлен эскиз монтажа задающего генератора на частоту
115,6 – 136 МГц. Этот генератор используется в роли гетеродина в
преобразователе суперсверхрегенеративного приёмник а и в тюнере FM c двойным преобразованием частоты. Перестройка генератора осуществляется с помощью
переменного резистора, изменяющего напряжение на варикапе.

Генератор радиолюбительского диапазона 144 — 146 МГц.

Параметры.
Реальная перестройка частоты при этом составила 120 –
170 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 20 мВт (V
п = 4 В). Выходное
сопротивление R
вых = 50
Ом. Подавление высших гармоник более 45
дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более
100 мА (V
п = 4 В).

В генераторе катушка
индуктивности уменьшается до 10 витков (диаметр оправки 4 мм, диаметр провода
0,5 мм). Номиналы конденсаторов ФНЧ уменьшились.

Генератор
радиолюбительского диапазона 430 – 440 МГц.

Параметры.
Реальный
диапазон перестройки при указанных номиналах составил 415 – 500 МГц. Напряжение питания V
п =
3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V
п = 4 В). Выходное сопротивление R
вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ.
Неравномерность в частотном диапазоне 430 – 440 МГц менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА (V
п = 4 В).

Фото 6. Конструкция генератора на диапазон 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

Генератор диапазона
эфирного цифрового телевидения 480 – 590 МГц.

Параметры.
Реальный диапазон перестройки
при указанных номиналах составил 480 – 590 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V
п = 4 В). Выходное
сопротивление R
вых = 50
Ом. Подавление высших гармоник более 45
дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более
95 мА (V
п = 4 В).

Рис.3 Генератор диапазона 480 — 490 МГц. Генератор диапазона 415 -500 МГц. Lг = 47 нГн. С3, С4 -5,6 пФ.

Простой гетеродинный индикатор резонанса.

С замкнутой накоротко катушкой L2 ГИР позволяет определять резонансную частоту от 6 МГц

до 30 МГц. С подключенной катушкой L2 диапазон измерения частоты — от 2,5 МГц до 10 МГц.

Резонансную частоту определяют, вращая ротор С1 и, наблюдая на экране осциллографа

изменение сигнала.

Генератор сигналов высокой частоты.

Генератор сигналов высокой частоты предназначен для проверки и налаживания различных высокочастотныхустройств. Диапазон
генерируемых частот 2 ..80 МГц разбит на пять поддиапазонов:

I — 2-5 МГц

II — 5-15 МГц

III — 15 — 30 МГц

IV — 30 — 45 МГц

V — 45 — 80 МГц

Максимальная амплитуда выходного сигнала на агрузке 100 Ом составляет около 0,6 В. В генераторе предусмотрена плавная регулировка
амплитуды выходного сигнала, а также возможность

амплитудной и частотной модуляции выходного сигнала от внешнего источника. Питание генератора осуществляется от внешнего источника
постоянного напряжения 9… 10 В.

Принципиальная схема генератора приведена на рисунке. Он состоит из задающего генератора ВЧ, выполненного на транзисторе V3, и
выходного усилителя на транзисторе V4. Генератор выполнен по схеме индуктивной трехточки. Нужный поддиапазон выбирают переключателем S1, а перестраивают генератор конденсатором переменной емкости
С7. Со стока транзистора V3 напряжение ВЧ поступает на первый затвор

полевого транзистора V4. В режиме ЧМ низкочастотное напряжение поступает на второй затвор этого транзистора.

Частотная модуляция осуществляется с помощью варикапа VI, на который подается напряжение НЧ в режиме FM. На выходе генератора
напряжение ВЧ регулируется плавно резистором R7.

Генератор собран в корпусе, изготовленном из одностороннего фольгироваиного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм., размерами 130X90X48
мм. На передней панели генератора установлены

переключатели S1 и S2 типа П2К, резистор R7 типа ПТПЗ-12, конденсатор переменной емкости С7 типа КПЕ-2В от радиоприемника
«Альпинист-405», в котором используются обе секции.

Катушка L1 намотана на ферритовом магнитопроводе М1000НМ (К10Х6Х Х4,б) и содержит (7+20) витков провода ПЭЛШО 0,35. Катушки L2 и
L3 намотаны на каркасах диаметром 8 и длиной 25 мм с карбонильными подстроенными сердечниками диаметром 6 и длиной 10 мм. Катушка L2 состоит из 5+15 витков провода ПЭЛШО 0,35, L3 — из 3 + 8
витков. Катушки L4 и L5 бескаркасные

диаметром 9 мм намотаны проводом ПЭВ-2, 1,0. Катушка L4 содержит 2+4 витка, a L5- 1 + 3 витка.

Налаживание генератора начинают с проверки монтажа Затем подают напряжение питания и с помощью ВЧ вольтметра проверяют наличие
генерации на всех поддиапазонах. Границы

диапазонов уточняют с помощью частотомера, и при необходимости подбирают конденсаторы С1-С4(С6), подстраивают сердечниками катушек
L2, L3 и изменяют расстояние между витками катушек L4 и L5.

Мультиметр-ВЧ милливольтметр.

Сейчас самым доступным и самым распространенным прибором радиолюбителя стал цифровой мультиметр серии М83х.

Прибор предназначен для общих измерений и потому у него нет специализированных функций. Между тем, если вы занимаетесь радиоприемной или передающей техникой вам нужно измерять

небольшие ВЧ напряжения (гетеродин, выход каскада УПЧ, и т. д.), настраивать контура. Для этого мультиметр нужно дополнить несложной выносной измерительной головкой, содержащей

высокочастотный детектор на германиевых диодах. Входная емкость ВЧ-головки менее 3 пФ., что позволяет её подключать прямо к контуру гетеродина или каскада. Можно использовать диоды Д9, ГД507 или
Д18, диоды Д18 дали наибольшую чувствительность (12 мВ). ВЧ-головка собрана в экранированном корпусе, на котором расположены клеммы для подключения щупа или проводников к измеряемой схеме. Связь
с мультиметром при помощи экранированного телевизионного кабеля РК-75.

Измерение малых емкостей мультиметром

Многие радиолюбители используют в своих лабораториях мультиметры, некоторые из них позволяют измерять и емкости конденсаторов. Но как показывает практика, этими приборами нельзя замерить емкость
до 50 пф, а до 100 пф – большая погрешность. Для того, чтобы можно было измерять небольшие емкости, предназначена эта приставка. Подключив приставку к мультиметру, нужно выставить на индикаторе
значение 100пф, подстраивая С2. Теперь при подключении конденсатора 5 пф прибор покажет 105.
Остается только вычесть цифру 100

Искатель скрытой проводки

Определить место прохождения скрытой электрической проводки в стенах помещения поможет сравнительно простой искатель, выполненный на трех транзисторах (рис. 1). На двух биполярных транзисторах
(VT1, VT3) собран мультивибратор, а на полевом (VT2) — электронный ключ.

Принцип действия искателя основан на том, что вокруг электрического провода образуется электрическое поле его и улавливает искатель. Если нажата кнопка выключателя SB1, но электрического поля в
зоне антенного щупа WA1 нет либо искатель находится далеко от сетевых проводов, транзистор VT2 открыт, мультивибратор не работает, светодиод HL1 погашен. Достаточно приблизить антенный щуп,
соединенный с цепью затвора полевого

транзистора, к проводнику с током либо просто к сетевому роводу, транзистор VT2 закроется, шунтирование базовой цепи транзистора VT3 прекратится и мультивибратор вступит в действие. Начнет
вспыхивать светодиод. Перемещая антенный щуп вблизи стены, нетрудно проследить за пролеганием в ней сетевых проводов.

Прибор позволяет отыскать и место обрыва фазного провода. Для этого нужно включить в розетку нагрузку, например настольную лампу, и перемещать антенный щуп прибора вдоль проводки. В месте, где
светодиод перестает мигать, нужно искать неисправность.

Полевой транзистор может быть любой другой из указанной на схеме серии, а биполярные — любые из серии КТ312, КТ315. Все

резисторы — МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы — К50-16 или другие малогабаритные, светодиод — любой из серии АЛ307, источник питания батарея «Крона» либо аккумуляторная батарея напряжением 6…9
В, кнопочный выключатель SB1 — КМ-1 либо аналогичный. Часть деталей прибора смонтирована на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Корпусом искателя может стать
пластмассовый пенал (рис. 3)

для хранения школьных счетных палочек. В его верхнем отсеке крепят плату, в нижнем располагают батарею. К боковой стенке верхнего отсека прикрепляют выключатель и светодиод, а к верхней стенке —
антенный щуп. Он представляет собой кониче-

ский пластмассовый колпачок, внутри которого находится металлический стержень с резьбой. Стержень крепят к корпусу гайками, изнутри корпуса надевают на стержень металлический лепесток, который
соединяют гибким монтажным проводником с резистором R1 на плате. Антенный щуп может быть иной конструкции, например, в виде петли из отрезка толстого (5 мм) высоковольтного провода, используемого
в телевизоре. Длина

отрезка 80…100 мм, его концы пропускают через отверстия в верхнем отсеке корпуса и припаивают к соответствующей точке платы. Желаемую частоту колебаний мультивибратора, а значит, частоту
вспышек светодиода можно установить подбором резисторов RЗ, R5 либо конденсаторов С1, С2. Для этого нужно временно отключить от резисторов RЗ и R4 вывод истока по-

левого транзистора и замкнуть контакты выключателя. Если при поиске места обрыва фазного провода чувствительность прибора окажется чрезмерной, ее нетрудно снизить уменьшением длины антенного щупа
или отключением проводника, соединяющего щуп с печатной платой. Искатель может быть собран и по несколько иной схеме (рис. 4) с использованием биполярных транзисторов разной структуры — на них
выполнен генератор. Полевой же транзистор (VT2) по-прежнему управляет работой генератора при попадании антенного щупа WA1 в электрическое поле сетевого провода.

Транзистор VT1 может быть серии

КТ209 (с индексами А-Е) или КТ361,

VT2 — любой из серии КП103, VT3 — любой из серий КТ315, КТ503, КТ3102. Резистор R1 может быть сопротивлением 150…560 Ом, R2 — 50 кОм…1,2 МОм, R3 и R4 с отклонением от указанных на схеме
номиналов на ±15%, конденсатор С1 — емкостью 5…20 мкФ. Печатная плата для этого варианта искателя меньше по габаритам (рис. 5), но конструктивное оформление практически такое же, что и
предыдущего варианта.

Любой из описанных искателей можно применять для контроля работы системы зажигания автомобилей. Поднося антенный щуп искателя к высоковольтным проводам, по миганию светодиода определяют цепи, на
которые не поступает высокое напряжение, или отыскивают неисправную свечу зажигания.

Журнал«Радио»,1991,№8,с.76

Не совсем обычная схема ГИРа изображена на рисунке. Отличие-в выносном витке связи. Петля L1 выполнена из медного провода диаметром 1,8 мм, диаметр петли около 18 мм, длина ее выводов 50 мм.
Петля вставляется в гнезда, расположеные на торце корпуса. L2 намотана на стандартном ребристом корпусе и содержит 37 витков провода диаметром 0,6 мм с отводами от 15, 23, 29 и 32-го витка
Диапазон- от 5,5 до 60 мгц

Простой измеритель емкости

Измеритель емкости позволяет измерять емкость конденсаторов от 0,5 до 10000пФ.

На логических элементах ТТЛ D1.1 D1.2 собран мультивибратор, частота которого зависит от сопротивления резистора включенного между входом D1.1 и выходом D1.2. Для каждого предела измерения
устанавливается определенная частота при помощи S1, одна секция которого переключает резисторы R1-R4 , а другая конденсаторы С1-С4.

Импульсы с выхода мультивибратора поступают на усилитель мощности D1.3 D1.4 и далее через реактивное сопротивление измеряемого конденсатора Сх на простой вольтметр переменного тока на
микроамперметре Р1.

Показания прибора зависят от соотношения активного сопротивления рамки прибора и R6, и реактивного сопротивления Сх. При этом Сх зависит от емкости (чем больше, тем меньше сопротивление).

Калибровку прибора производят на каждом пределе при помощи подстроечных резисторов R1-R4 измеряя конденсаторы с известными емкостями. Чувствительность индикатора прибора можно установить подбором
сопротивления резистора R6.

Литература РК2000-05

Простой функциональный генератор

В радиолюбительской лаборатории обязательным атрибутом должен быть функциональный генератор. Предлагаем вашему вниманию функциональный генератор, способный вырабатывать синусоидальный,
прямоугольный, треугольный сигналы при высокой стабильности и точности. При желании, выходной сигнал может быть модулированным.

Диапазон частот разделен на четыре поддиапазона:

1. 1 Гц-100 Гц,

2. 100Гц-20кГц,

3. 20 кГц-1 МГц,

4. 150KHz-2 МГц.

Точно частоту можно выставить, используя потенциометры P2 (грубо) и P3(точно)

регуляторы и переключатели функционального генератора:

P2 — грубая настройка частоты

P3 — точная настройка частоты

P1 — Амплитуда сигнала (0 — 3В при питании 9В)

SW1 — переключатель диапазонов

SW2 — Синусоидальный/треугольный сигнал

SW3 — Синусоидальный(треугольный)/меандр

Для контроля частоты генератора сигнал можно снять непосредственно с вывода 11.

Параметры:

Синусоидальный сигнал:

Искажения: менее 1% (1 кГц)

Неравномерность: +0,05 дБ 1 Гц — 100 кГц

Прямоугольный сигнал:

Амплитуда: 8В (без нагрузки) при питании 9В

Время нарастания: менее 50 нс (при 1 кГц)

Время спада: менее 30ns (на 1 кГц)

Рассимметрия: менее 5%(1 кГц)

Треугольный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3В при питании 9В

Нелинейность: менее 1% (до 100 кГц)

Защита сети от перенапряжения

Отношение емкостей C1 и составной С2 и С3 влияет на выходное напряжение. Мощности выпрямителя хватает для паралельного включения 2-3х реле типа РП21 (24в)

Генератор на 174ха11

На рисунке представлен генератор на микросхеме К174ХА11, частота которого управляется напряжением. При изменении емкости С1 от 560 до 4700пФ можно получить широкий диапазон частот, при этом
настройка частоты производится изменением сопротивления R4. Так например автор выяснил что, при С1=560пФ частоту генератора можно изменять при помощи R4 от 600Гц до 200кГц, а при емкости С1
4700пФ от 200Гц до 60кГц.

Выходной сигнал снимается с вывода 3 микросхемы с выходным напряжением 12В, автор рекомендует сигнал с выхода микросхемы подавать через токоограничивающий резистор с сопротивлением 300 Ом.

Измеритель индуктивности

Предлагаемый прибор позволяет измерять индуктивности катушек на трех пределах измерения — 30, 300 и 3000 мкГн с точностью не хуже 2% от значения шкалы. На показания не влияют собственная ёмкость
катушки и ее омическое сопротивление.

На элементах 2И-НЕ микросхемы DDI собран генератор прямоугольных импульсов, частота повторений которых определяется ёмкостью конденсатора C1, С2 или СЗ в зависимости от включенного предела
измерений переключателем SA1. Эти импульсы через один из конденсаторов С4, С5 или С6 и диод VD2 поступают на измеряемую катушку Lx, которая подключена к клеммам XS1 и XS2.

После прекращения очередного импульса во время паузы за счет накопленной энергии магнитного поля ток через катушку продолжает протекать в том же направлении через диод VD3, его
измерение осуществляется отдельным усилителем тока собранного на транзисторах Т1, Т2 и стрелочным прибором РА1. Конденсатор С7 сглаживает пульсации тока. Диод VD1 служит для привязки уровня
импульсов, поступающих на катушку.

При налаживании прибора необходимо использовать три эталонные катушки с индуктивностями 30, 300 и 3000 мкГн, которые поочередно подключаются вместо L1, и соответствующим переменным
резистором R1, R2 или R3 стрелка прибора устанавливается на максимальное деление шкалы. Во время эксплуатации измерителя достаточно выполнять калибровку переменным резистором R4 на пределе
измерения 300 мкГн, используя катушку L1 и включив выключатель SB1. Питание микросхемы производится от любого источника напряжением 4,5 — 5 В.

Расход тока каждого элемента питания составляет по 6 мА. Усилитель тока для миллиамперметра можно не собирать, а параллельно конденсатору С7 подключить микроамперметр со шкалой
50мкА и внутренним сопротивлением 2000 Ом. Индуктивность L1 может быть составной, но тогда следует расположить отдельные катушки взаимно перпендикулярно или как можно дальше друг от друга.
Для удобства монтажа все соединительные провода оснащены штекерами, а на платах установлены соответствующие им гнёзда.

Простой индикатор радиоактивности

Гетеродинный индикатор резонанса




Г.Гвоздицкий

Принципиальная схема предлагаемого ГИРа приведена на рис.1. Его гетеродин выполнен на полевом транзисторе VT1, включенном по схеме
с общим истоком. Резистор R5 ограничевает ток стока полевого транзистора. Дроссель L2 — элемент развязки гетеродина от источника питания по высокой частоте.

Диод VD1, подсоединенный к выводам затвора и истока транзистора, улучшает форму генерируемого напряжения, приближая ее к синусоидальной. Без диода положительная полуволна тока стока станет
искажаться из-за увеличения коэффициента усиления транзистора с повышением напряжения на затворе, что неизбежно приводит к появлению четных гармоник в спектре сигнала гетеродина

Через конденсатор С5 напряжение радиочастоты поступает на вход высоко¬частотного вольтметра-индикатора, состоящего из детектора, диоды VD2 и VD4 которого включены по схеме удвоения напряжения,
что повышает чувствительность детектора и стабильность работы усилителя постоянного токи на транзисторе VT2 с микроамперметром РА1 в коллекторной цели. Диод VD3 стабилизирует образцовое
напряжение на диодах VD2,VD4. Переменным резистором R3 объединенным с выключателем питания SА1, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 в исходное положение на крайнюю правую отметку
шкалы

Если а каких-то участках диапазона необходимо повысить точность шкалы, то параллельно катушке подключайте слюдяной конденсатор постоянной емкости.

Вариант катушек, выполненных на каркасах из лабораторных пробирок для забора крови, показаны на фото (рис.2) и подбираются радиолюбителем на желаемый диапазон

Индуктивность контурной катушки и емкость контура с учетом дополнительного конденсатора можно рассчитать по формуле

LC=25330/f²

где С- в пикофарадах, L — в микрогенри, f — в мегагерцах.

Определяя резонансную частоту иследуемого контура, к нему возможно ближе подносят катушку ГИРа и медленно вращая ручку блока КПЕ, следят за показаниями индикатора. Как только его стрелка
качнется влево, отмечают соответствующее положение ручки КПЕ. При дальнейшем вращении ручки настройки стрелка прибора возвращается в исходное положение. Та отметка на шкале, где наблюдается
максимальный *провал* стрелки, как раз и будет соответстовать резонансной частоте исследуемого контура

В описываемом ГИРе нет дополнительного стабилизатора питающего напряжения, поэтому при работе с ним рекомендовано пользоваться источником с одним и тем же значением напряжения постоянного тока —
оптимально сетевым блоком питания со стабилизированным выходным напряжением.

Делать одну общую шкалу для всех диапазонов нецелесообразно из-за сложности такой работы. Тем более, что точность полученной шкалы при различной плотности перестройки применяемых контуров
затруднит пользование прибором.

Катушки L1 пропитаны эпоксидным клеем или НН88. На ВЧ диапазоны их желательно намотать медным посеребренным проводом диаметром 1,0 мм.

Конструктивно каждая контурная катушка размещена на основании распространенного разъема СГ-3. Он вклеен в каркас катушки.

Упрощенный вариант ГИРа

От ГИРа Г.Гвоздицкого отличается тем, о чем уже писалось в статье — наличие среднего вывода сменной катушки L1, применен переменный конденсатор фирмы «Тесла» с твердым диэлектриком, нет диода,
формирующего форму синусоидальную сигнала. Отсутствует выпрямитель-удвоитель напряжения ВЧ и УПТ, что снижает чувствительность прибора.

Из положительных сторон следует отметить наличие «растягивающих» отключаемых конденсаторов С1, С2 и простейший верньер, совмещенный с двумя переключающимися шкалами, которые
можно градуировать карандашом, питание включается кнопкой только в момент проведения измерений, что экономит батарею.

Для питания счетчика Гейгера В1 требуется напряжение 400В, это напряжение вырабатывает источник на блокинг-генераторе на транзисторе VT1. Импульсы с повышающей обмотки Т1 выпрямляются
выпрямителем на VD3C2. Напряжение на С2 поступает на В1, нагрузкой которого является резистор R3. При прохождении через В1 ионизирующей частицы в нем возникает короткий импульс тока. Этот импульс
усиливается усилителем-формирователем импульсов на VT2VT3. В результате через F1-VD1 протекает более длительный и более сильный импульс тока — светодиод вспыхивает, а в капсюле F1 раздается
щелчок.

Счетчик Гейгера можно заменить любым аналогичным, F1 любой электромагнитный или динамический сопротивлением 50 Ом.

Т1 наматывается на ферритовом кольце с внешним диаметром 20 мм, первичная обмотка содержит 6+6 витков провода ПЭВ 0,2, вторичная 2500 витков провода ПЭВ 0,06. Между обмотками нужно проложить
изоляционный материал из лакоткани. Первой наматывают вторичную обмотку, на нее поверхность, равномерно, вторичную.

Прибор для измерения емкости

Прибор имеет шесть поддиапазонов,верхние пределы для которых равны соответственно 10пф, 100пф, 1000пф, 0,01мкф, 0,1мкф и 1мкф.
Отсчёт ёмкости производится по линейной шкале микроамперметра.

Принцип действия прибора основан на измерении переменного тока, протекающего через
исследуемый конденсатор. На операционном усилителе DA1 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота повторения этих импульсов зависит от ёмкости одного из конденсаторов С1-С6 и положения
движка подстроечного резистора R5. В зависимости от поддиапазона, она меняется от 100Гц до 200кГц. Подстроечным резистором R1 устанавливаем симметричную форму колебаний (меандр) на выходе
генератора.

Диоды D3-D6, подстроечные резисторы R7-R11 и микроамперметр PA1 образуют измеритель переменного тока. Для
того,чтобы погрешность измерений не превышала 10% на первом поддиапазоне (ёмкость до10пФ),внутреннее сопротивление микроамперметра должно быть не более 3кОм.На остальных поддиапазонах паралельно
PA1 подключают подстроечные резисторы R7-R11.

Требуемый поддиапазон измерений устанавливают переключателем SA1. Одной группой контактов он переключает
частотозадающие конденсаторы С1-С6 в генераторе,другой — подстроечные резисторы в индикаторе. Для питания прибора необходим стабилизированный двуполярный источник на напряжение от 8 до 15В.
Номиналы частотозадающих конденсаторов С1-С6 могут отличаться на 20%, но сами конденсаторы должны иметь достаточно высокую температурную и временную стабильность.

Налаживание прибора производят в следующей последовательности. Сначала на первом поддиапазоне добиваются
симметричных колебаний резистором R1. Движок резистора R5 при этом должен быть в среднем положении. Затем, подключив к клеммам «Сх» эталонный конденсатор 10пф, подстроечным резистором R5
устанавливают стрелку микроамперметра на деление соответствующее ёмкости эталонного конденсатора (при использовании прибора на 100мка, на конечное деление шкалы).

Схема приставки

Приставка к частотомеру для определения частоты настройки контура и его предварительной настройки. Приставка работоспособна в диапазоне 400 кгц-30
мгц.
Т1 и Т2 могут быть КП307, BF
245

LY2BOK

Радиолюбителям необходимо получать различные радиосигналы. Для этого необходимо наличие нч и вч генератора. Зачастую такой тип приборов называют генератор на транзисторе за его конструктивную особенность.

Дополнительная информация.
Генератор тока – это автоколебательное устройство, созданное и используемое для появления электрической энергии в сети или преобразования одного вида энергии в другой с заданной эффективностью.

Автоколебательные транзисторные приборы

Генератор на транзисторе разделяют на несколько видов:

• по частотному диапазону выдаваемого сигнала;
• по типу выдаваемого сигнала;
• по алгоритму действия.

Частотный диапазон принято подразделять на следующие группы:

• 30 Гц-300 кГц – низкий диапазон, обозначается нч;
• 300 кГц-3 МГц – средний диапазон, обозначается сч;
• 3-300 МГц – высокий диапазон, обозначается вч;
• более 300 МГц – сверхвысокий диапазон, обозначается свч.

Так подразделяют диапазоны радиолюбители. Для звуковых частот используют промежуток 16 Гц-22 кГц и тоже делят его на низкие, средние и высокие группы. Эти частоты присутствуют в любом бытовом приёмнике звука.

Следующее разделение – по виду выдаваемого сигнала:

• синусоидальный – происходит выдача сигнала по синусоиде;
• функциональный – на выходе у сигналов появляется специально заданная форма, например, прямоугольная или треугольная;
• генератор шума – на выходе наблюдается равномерный диапазон частот; диапазоны могут быть различны, в зависимости от нужд потребителя.

Транзисторные усилители различаются по алгоритму действия:

• RC – основная область применения – низкий диапазон и звуковые частоты;
• LC – основная область применения – высокие частоты;
• Блокинг-генератор – используется для производства сигналов-импульсов с большой скважностью.

Изображение на электрических схемах

Для начала рассмотрим получение синусоидального типа сигнала. Самый известный генератор на транзисторе такого типа – генератор колебаний Колпитца. Это задающий генератор с одной индуктивностью и двумя последовательно соединёнными ёмкостями. С помощью него производится генерация требуемых частот. Оставшиеся элементы обеспечивают требуемый режим работы транзистора на постоянном токе.

Дополнительная информация.
Эдвин Генри Колпитц – руководитель отдела инноваций «Вестерн Электрик» в начале прошлого века. Был пионером в разработке усилителей сигнала. Впервые произвёл радиотелефон, позволяющий разговаривать через Атлантику.

Также широко известен задающий генератор колебаний Хартли. Он, как и схема Колпитца, достаточно прост в сборке, однако требуется индуктивность с отводом. В схеме Хартли один конденсатор и две последовательно соединённые катушки индуктивности производят генерацию. Также в схеме присутствует дополнительная ёмкость для получения плюсовой обратной связи.

Основная область применения вышеописанных приборов – средние и высокие частоты. Используют для получения несущих частот, а также для генерации электрических колебаний малой мощности. Принимающие устройства бытовых радиостанций также используют генераторы колебаний.

Все перечисленные области применения не терпят нестабильного приёма. Для этого в схему вводят ещё один элемент – кварцевый резонатор автоколебаний. В этом случае точность высокочастотного генератора становится практически эталонной. Она достигает миллионных долей процента. В принимающих устройствах радиоприёмников для стабилизации приёма применяют исключительно кварц.

Что касается низкочастотных и звуковых генераторов, то здесь есть очень серьёзная проблема. Для увеличения точности настройки требуется увеличение индуктивности. Но увеличение индуктивности ведёт к нарастанию размеров катушки, что сильно сказывается на габаритах приёмника. Поэтому была разработана альтернативная схема генератора Колпитца – генератор низких частот Пирса. В ней индуктивность отсутствует, а на её месте применён кварцевый резонатор автоколебаний. Кроме того, кварцевый резонатор позволяет отсечь верхний предел колебаний.

В такой схеме ёмкость не даёт постоянной составляющей базового смещения транзистора дойти до резонатора. Здесь могут формироваться сигналы до 20-25 МГц, в том числе звуковые.

Производительность всех рассмотренных устройств зависит от резонансных свойств системы, состоящей из емкостей и индуктивностей. Отсюда следует, что частота будет определена заводскими характеристиками конденсаторов и катушек.

Важно!
Транзистор – это элемент, произведённый из полупроводника. Имеет три вывода и способен от поданного входного сигнала небольшой величины управлять большим током на выходе. Мощность элементов бывает разная. Используется для усиления и коммутации электрических сигналов.

Дополнительная информация.
Презентация первого транзистора была проведена в 1947 г. Его производная – полевой транзистор, появился в 1953г. В 1956г. за изобретение биполярного транзистора была вручена Нобелевская премия в области физики. К 80-м годам прошлого века электронные лампы были полностью вытеснены из радиоэлектроники.

Функциональный транзисторный генератор

Функциональные генераторы на транзисторах автоколебания изобретены для производства методично повторяющихся сигналов-импульсов заданной формы. Форма их задаётся функцией (название всей группы подобных генераторов появилось вследствие этого).

Различают три основных вида импульсов:

• прямоугольные;
• треугольные;
• пилообразные.

Как пример простейшего нч производителя прямоугольных сигналов зачастую приводится мультивибратор. У него самая простая схема для сборки своими руками. Часто с её реализации начинают радио электронщики. Главная особенность – отсутствие строгих требований к номиналам и форме транзисторов. Это происходит из-за того, что скважность в мультивибраторе определяется емкостями и сопротивлениями в электрической цепи транзисторов. Частота на мультивибраторе находится в диапазоне от 1 Гц до нескольких десятков кГц. Высокочастотные колебания здесь организовать невозможно.

Получение пилообразных и треугольных сигналов происходит путём добавления в типовую схему с прямоугольными импульсами на выходе дополнительной цепочки. В зависимости от характеристик этой дополнительной цепочки, прямоугольные импульсы преобразуются в треугольные или пилообразные.

Блокинг-генератор

По своей сути, является усилителем, собранным на базе транзисторов, расположенных в один каскад. Область применения узка – источник внушительных, но скоротечных по времени (продолжительность от тысячных долей до нескольких десятков мкс) сигналов-импульсов с большой индуктивной плюсовой обратной связью. Скважность – больше 10 и может доходить до нескольких десятков тысяч в относительных величинах. Наблюдается серьезная резкость фронтов, по своей форме практически не отличающихся от геометрически правильных прямоугольников. Применяются в экранах электронно-лучевых приборов (кинескоп, осциллограф).

Генераторы импульсов на полевых транзисторах

Главное отличие полевых транзисторов – сопротивление на входе соизмеримо с сопротивлением электронных ламп. Схемы Колпитца и Хартли можно собирать и на полевых транзисторах, только катушки и конденсаторы необходимо подбирать с соответствующими техническими характеристиками. В противном случае генераторы на полевых транзисторах работать не будут.

Цепи, задающие частоту, подчиняются таким же законам. Для производства высокочастотных импульсов лучше приспособлен обычный прибор, собранный с использованием полевых транзисторов. Полевой транзистор не шунтирует индуктивность в схемах, поэтому генераторы вч сигнала работают более стабильно.

Регенераторы

LC-контур у генератора можно заменить путём добавления активного и отрицательного резистора. Это регенеративный путь получения усилителя. Такая схема обладает положительной обратной связью. Благодаря этому происходит компенсация потерь в колебательном контуре. Описанный контур называется регенерированным.

Генератор шума

Главное отличие – равномерная характеристика нч и вч частот в требуемом диапазоне. Это означает, что амплитудная характеристика всех частот этого диапазона не будет отличаться. Используются преимущественно в аппаратуре для измерений и в военной отрасли (особенно самолёто,- и ракетостроении). Кроме того, применяют для восприятия звука человеческим ухом – так называемый «серый» шум.

Простой звуковой генератор своими руками

Рассмотрим простейший пример – ревун. Понадобятся всего четыре элемента: плёночный конденсатор, 2 биполярных транзистора и резистор для подстройки. Нагрузкой будет электромагнитный излучатель. Для питания устройства достаточно простой батарейки на 9В. Работа схемы проста: резистор задаёт смещение на базу транзистора. Через конденсатор происходит обратная связь. Резистор для подстройки изменяет частоту. Нагрузка должна быть с высоким сопротивлением.

При всём многообразии типов, размеров и форм исполнения рассмотренных элементов мощных транзисторов для сверхвысоких частот до сих пор не придумано. Поэтому генераторы на транзисторах автоколебания применяют в основном для нч и вч диапазонов.

Видео

Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать. В интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем все это.

Номиналы деталей всех приведенных схем рассчитаны с учетом того, что рабочая частота схемы составляет 60…110 МГц (то есть, перекрывает наш любимый УКВ-диапазон).

Классика жанра — генератор ВЧ

Транзистор включен по схеме с общей базой. Резисторный делитель напряжения R1- R2 создает на базе смещение рабочей точки. Конденсатор C3 шунтирует R2 по высокой частоте.

R3 включен в эмиттерную цепь для ограничения тока протекающего через транзистор.

Конденсатор C1 и катушка L1 образуют частотозадающий колебательный контур.

Кондер C2 обеспечивает положительную обратную связь (ПОС), необходимую для генерации.

Механизм генерации

Упрощенно схему можно представить так:

Вместо транзистора мы ставим некий «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути – усилительный элемент. То есть, ток на его выходе больше, чем ток на входе (так вот хитро).

К входу этого элемента подключен колебательный контур. С выхода элемента на этот же колебательный контур подана обратная связь (через кондер C2). Таким образом, когда на входе элемента ток увеличивается (происходит перезарядка контурного конденсатора), увеличивается ток и на выходе. Через обратную связь, он подается обратно на колебательный контур – происходит «подпитка». В результате, в контуре устаканиваются незатухающие колебания.

Все оказалось проще пареной репы (как всегда).

Разновидности

В безбрежном инете можно еще встретить такую реализацию этого же генератора:

Схема называется «емкостная трехточка». Принцип работы – тот же.

Во всех этих схемах сгенерированный сигнал можно снимать либо непосредственно с коллектора VT 1, либо использовать для этого катушку связи, связанную с контурной катушкой.

Индуктивная трехточка

Эту схему выбираю я, и советую вам.

R1 – ограничивает ток генератора
R2 – задает смещение базы
C1, L1 – колебательный контур
C2 – конденсатор ПОС

Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:

Эти схемы идентичны.

Механизм генерации:

Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.

Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.

Разновидности

Мое небольшое ноу-хау: можно поставить между общим и базой диод:

Сигнал во всех этих схемах снимаем с эмиттера транзистора либо через дополнительную катушку связи непосредственно с контура.

Двухтактный генератор для ленивых

Самая простая схема генератора, какую только мне приходилось когда-либо видеть:

В этой схеме легко улавливается схожесть с мультивибратором. Я вам скажу больше – это и есть мультивибратор. Только вместо цепочек задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепи), здесь используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто-напросто, не пойдет.

Механизм генерации:

Допустим, VT1 открывается, через L1 течет коллекторный ток VT1. Соответственно, VT2 закрыт, через L2 течет открывающий базовый ток VT1. Но поскольку сопротивление катушек раз в 100…1000 меньше сопротивления резистора R1, то к моменту полного открытия транзистора, напряжение на них падает до очень маленького значения, и транзистор закрывается. Но! Поскольку до закрытия транзистора, через L1 тек большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит выброс напряжения (ЭДС самоиндукции), который подается на базу VT2 открывает его. Все начинается по новой, только с другим плечом генератора. И так далее…

Этот генератор имеет только один плюс – простота изготовления. Остальные – минусы.

Поскольку в нем отсутствует четкое времязадающее звено (колебательный контур или RC-цепь), то частоту такого генератора рассчитать весьма сложно. Она будет зависеть от свойств применяемых транзисторов, от напряжения питания, от температуры и т.д. Во-общем, в серьезных вещах этот генератор лучше не использовать. Однако, в диапазоне СВЧ его применяют довольно часто.

Двухтактный генератор для трудолюбивых

Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.

Что мы здесь видим?

Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!

Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков ?

Механизм генерации

При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.

Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…

Теперь немного креатива.

Генератор на логических элементах

Если использование транзисторов в генераторе кажется вам несовременным или громоздким или недопустимым по религиозным соображениям – выход есть! Можно использовать вместо транзисторов микросхемы. Обычно используется логика: элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, реже – Исключающее ИЛИ. Вообще говоря, нужны только элементы НЕ, остальное – излишества, только лишь ухудшающие скоростные параметры генератора.

Видим страшную схему.

Квадратики с дырочкой в правом боку – это инвертеры. Ну или – «элементы НЕ». Дырочка как раз указывает на то, что сигнал инвертируется.

Что такое элемент НЕ с точки зрения банальной эрудиции? Ну, то есть, с точки зрения аналоговой техники? Правильно, это усилитель с обратным выходом. То есть, при увеличении
напряжения на входе усилителя, напряжение на выходе пропорционально уменьшается
. Схему инвертера можно изобразить примерно так (упрощенно):

Это конечно, слишком просто. Но доля правды в этом есть.
Впрочем, нам пока что это не столь важно.

Итак, смотрим схему генератора. Имеем:

Два инвертера (DD1.1, DD1.2)

Резистор R1

Колебательный контур L1 C1

Заметьте, что колебательный контур в этой схеме – последовательный. То есть, конденсатор и катушка стоят друг за другом. Но это – все равно колебательный контур, он рассчитывается по тем же формулам, и ничуть ни хуже (и не лучше) своего параллельного собрата.

Начнем сначала. Зачем нам нужен резистор?

Резистор создает отрицательную обратную связь (ООС) между выходом и входом элемента DD1.1. Это надо для того, чтобы держать под контролем коэффициент усиления – это раз, а также – чтоб создать на входе элемента начальное смещение – это два. Как это работает, подробно мы рассмотрим где-нибудь в обучалке по аналоговой технике. Пока что уясним, что благодаря этому резистору, на выходе и входе элемента, в отсутствие входного сигнала, устаканивается напряжение, равное половине напряжения питания. Точнее – среднему арифметическому напряжений логических «нуля» и «единицы». Не будем пока на этом заморачиваться, у нас еще много дел…

Итак, на одном элементе мы получили инвертирующий усилитель. То есть, усилитель, который «переворачивает» сигнал вверх ногами: если на входе много – на выходе мало, и наоборот. Второй элемент служит для того, чтобы сделать этот усилитель неинвертирующим. То есть, он переворачивает сигнал еще раз. И в таком виде, усиленный сигнал подается на выход, на колебательный контур.

А ну-ка, смотрим внимательно на колебательный контур? Как он включен? Правильно! Он включен между выходом и входом усилителя. То есть, он создает положительную обратную связь (ПОС). Как мы уже знаем из рассмотрения предыдущих генераторов, ПОС нужна для генератора, как валерьянка для кота. Без ПОС ни один генератор не сможет что? Правильно – возбудиться. И начать генерацию…

Все наверно знают такую вещь: если к входу усилителя подключить микрофон, к выходу – динамик, то при поднесении микрофона к динамику, начинается противный «свист». Это – ни что иное как генерация. Мы же подаем сигнал с выхода усилителя на вход. Возникает ПОС. Как следствие, усилитель начинает генерить.

Ну, короче, посредством LC -цепочки в нашем генераторе создается ПОС, приводящая к возбуждению генератора на резонансной частоте колебательного контура.

Ну что, сложно?
Если
(сложно)
{
чешем (репу) ;
читаем еще раз;
}

Теперь поговорим о разновидностях подобных генераторов.

Во-первых, вместо колебательного контура, можно включить кварц. Получится стабилизированный генератор, работающий на частоте кварца:

Если в цепь ОС элемента DD1.1 включить вместо резистора колебательный контур – можно завести генератор на гармониках кварца. Для получения какой-либо гармоники, нужно, чтобы резонансная частота контура была близка к частоте этой гармоники:

Если генератор делается из элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ, то входы этих элементов нужно запараллелить, и включать как обычный инвертор. Если используем Исключающее ИЛИ, то один из входов каждого элемента сажается на + питания.

Пара слов о микросхемах.
Предпочтительнее использовать логику ТТЛШ или быстродействующий КМОП.

Серии ТТЛШ: К555, К531, КР1533

Например, микросхема К1533ЛН1
– 6 инверторов.
Серии КМОП: КР1554, КР1564
(74 AC , 74 HC), например – КР1554ЛН1
На крайний случай – старая добрая серия К155
(ТТЛ). Но ее частотные параметры оставляют желать лучшего, так что – я бы не стал использовать эту логику.

Рассмотренные здесь генераторы – далеко не все, что могут повстречаться вам в этой нелегкой жизни. Но зная основные принципы работы этих генераторов, будет уже намного проще понять работу других, укротить их и заставить работать на себя ?

Генератор – это автоколебательная система, формирующая импульсы электрического тока, в которой транзистор играет роль коммутирующего элемента. Изначально, с момента изобретения, транзистор позиционировался как усилительный элемент. Презентация первого транзистора произошла в 1947 году. Презентация полевого транзистора произошла несколько позже – в 1953 г. В генераторах импульсов он играет роль переключателя и только в генераторах переменного тока он реализует свои усилительные свойства, одновременно участвуя в создании положительной обратной связи для поддержки колебательного процесса.

Наглядная иллюстрация деления частотного диапазона

Классификация

Транзисторные генераторы имеют несколько классификаций:

• по диапазону частот выходного сигнала;
• по типу выходного сигнала;
• по принципу действия.

Диапазон частот – величина субъективная, но для стандартизации принято такое деление частотного диапазона:

• от 30 Гц до 300 кГц – низкая частота (НЧ);
• от 300 кГц до 3 МГц – средняя частота (СЧ);
• от 3 МГц до 300 МГц – высокая частота (ВЧ);
• выше 300 МГц – сверхвысокая частота (СВЧ).

Таково деление частотного диапазона в области радиоволн. Существует звуковой диапазон частот (ЗЧ) – от 16 Гц до 22 кГц. Таким образом, желая подчеркнуть диапазон частот генератора, его называют, например ВЧ или НЧ генератором. Частоты звукового диапазона в свою очередь также подразделяются на ВЧ, СЧ и НЧ.

По типу выходного сигнала генераторы могут быть:

• синусоидальные – для генерации синусоидальных сигналов;
• функциональные – для автоколебания сигналов специальной формы. Частный случай – генератор прямоугольных импульсов ;
• генераторы шума – генераторы широкого спектра частот, у которых в заданном диапазоне частот спектр сигнала равномерный от нижнего до верхнего участка частотной характеристики.

По принципу действия генераторов:

• RC-генераторы;
• LC-генераторы;
• Блокинг-генераторы – формирователь коротких импульсов.

Ввиду принципиальных ограничений обычно RC-генераторы используются в НЧ и звуковом диапазоне, а LC-генераторы в ВЧ диапазоне частот.

Схемотехника генераторов

RC и LC генераторы синусоидальные

Наиболее просто реализуется генератор на транзисторе в схеме емкостной трехточки – генератор Колпитца (рис. ниже).

Схема генератора на транзисторе (генератор Колпитца)

В схеме Колпитца элементы (C1), (C2), (L) являются частотозадающими. Остальные элементы представляют собой стандартную обвязку транзистора для обеспечения необходимого режима работы по постоянному току. Такой же простой схемотехникой обладает генератор, собранный по схеме индуктивной трехточки – генератор Хартли (рис. ниже).

Схема трехточечного генератора с индуктивной связью (генератор Хартли)

В этой схеме частота генератора определяется параллельным контуром, в который входят элементы (C), (La), (Lb). Конденсатор (С) необходим для образования положительной обратной связи по переменному току.

Практическая реализация такого генератора более затруднительна, поскольку требует наличия индуктивности с отводом.

И тот и другой генераторы автоколебания находят преимущественно применение в СЧ и ВЧ диапазонах в качестве генераторов несущих частот, в частотозадающих цепях гетеродинов и так далее. Регенераторы радиоприемников также основаны на генераторах колебаний. Указанное применение требует высокой стабильности частоты, поэтому практически всегда схема дополняется кварцевым резонатором колебаний.

Задающий генератор тока на основе кварцевого резонатора имеет автоколебания с очень высокой точностью установки значения частоты ВЧ генератора. Миллиардные доли процента далеко не предел. Регенераторы радиостанций используют только кварцевую стабилизацию частоты.

Работа генераторов в области низкочастотного тока и звуковой частоты связана с трудностями реализации высоких значений индуктивности. Если быть точнее, то в габаритах необходимой катушки индуктивности.

Схема генератора Пирса является модификацией схемы Колпитца, реализованной без применения индуктивности (рис. ниже).

Схема генератора Пирса без применения индуктивности

В схеме Пирса индуктивность заменена кварцевым резонатором, что позволило избавиться от трудоемкой и громоздкой катушки индуктивности и, в то же время, ограничило верхний диапазон колебаний.

Конденсатор (С3) не пропускает постоянную составляющую базового смещения транзистора на кварцевый резонатор. Такой генератор может формировать колебания до 25 МГц, в том числе и звуковой частоты.

Работа всех вышеперечисленных генераторов основана на резонансных свойствах колебательной системы, составленной из емкости и индуктивности. Соответственно, частота колебаний определяется номиналами этих элементов.

RC генераторы тока используют принцип фазового сдвига в резистивно-емкостной цепи. Наиболее часто применяется схема с фазосдвигающей цепочкой (рис. ниже).

Схема RC генератора с фазосдвигающей цепочкой

Элементы (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) выполняют сдвиг фазы для получения положительной обратной связи, необходимой для возникновения автоколебаний. Генерация возникает на частотах, для которых фазовый сдвиг оптимален (180 гр). Фазосдвигающая цепь вносит сильное ослабление сигнала, поэтому такая схема имеет повышенные требования к коэффициенту усиления транзистора. Менее требовательна к параметрам транзистора схема с мостом Вина (рис. ниже).

Схема RC генератора с мостом Вина

Двойной Т-образный мост Вина состоит из элементов (C1), (C2), (R3) и (R1), (R2), (C3) и представляет собой узкополосный заграждающий фильтр, настроенный на частоту генерации. Для всех остальных частот транзистор охвачен глубокой отрицательной связью.

Функциональные генераторы тока

Функциональные генераторы предназначены для формирования последовательности импульсов определенной формы (форму описывает некая функция – отсюда и название). Наиболее часто встречаются генераторы прямоугольных (если отношение длительности импульса к периоду колебаний составляет ½, то такая последовательность называется «меандр»), треугольных и пилообразных импульсов. Самый простой генератор прямоугольных импульсов – мультивибратор, подается как первая схема начинающих радиолюбителей для сборки своими руками (рис. ниже).

Схема мультивибратора – генератора прямоугольных импульсов

Особенностью мультивибратора является то, что в нем можно использовать практически любые транзисторы. Длительность импульсов и пауз между ними определяется номиналами конденсаторов и резисторов в базовых цепях транзисторов (Rb1), Cb1) и (Rb2), (Cb2).

Частота автоколебания тока может изменяться от единиц герц до десятков килогерц. ВЧ автоколебания на мультивибраторе реализовать невозможно.

Генераторы треугольных (пилообразных) импульсов, как правило, строятся на основе генераторов прямоугольных импульсов (задающий генератор) путем добавления корректирующей цепочки (рис. ниже).

Схема генератора треугольных импульсов

Форма импульсов, близкая к треугольной, определяется напряжением заряда-разряда на обкладках конденсатора С.

Блокинг-генератор

Предназначение блокинг-генераторов состоит в формировании мощных импульсов тока, имеющих крутые фронты и малую скважность. Длительность пауз между импульсами намного больше длительности самих импульсов. Блокинг-генераторы находят применение в формирователях импульсов, сравнивающих устройствах, но основная область применения – задающий генератор строчной развертки в устройствах отображения информации на основе электронно-лучевых трубок. Также блокинг-генераторы с успехом применяются в устройствах преобразования электроэнергии.

Генераторы на полевых транзисторах

Особенностью полевых транзисторов является очень высокое входное сопротивление, порядок которого соизмерим с сопротивлением электронных ламп. Перечисленные выше схемотехнические решения универсальны, просто они адаптированы под использование различных типов активных элементов. Генераторы Колпитца, Хартли и другие, выполненные на полевом транзисторе, отличаются только номиналами элементов.

Частотозадающие цепи имеют те же соотношения. Для генерирования ВЧ колебаний несколько предпочтительнее простой генератор, выполненный на полевом транзисторе по схеме индуктивной трехточки. Дело в том, что полевой транзистор, имея высокое входное сопротивление, практически не оказывает шунтирующее действие на индуктивность, а, следовательно, работать высокочастотный генератор будет стабильнее.

Генераторы шума

Особенностью генераторов шума является равномерность частотной характеристики в определенном диапазоне, то есть амплитуда колебаний всех частот, входящих в заданный диапазон, является одинаковой. Генераторы шума находят применение в измерительной аппаратуре для оценки частотных характеристик проверяемого тракта. Генераторы шума звукового диапазона часто дополняются корректором частотной характеристики с целью адаптации под субъективную громкость для человеческого слуха. Такой шум называется «серым».

Видео

До сих пор существует несколько областей, в которых применение транзисторов затруднено. Это мощные генераторы СВЧ диапазона в радиолокации, и там, где требуется получение особо мощных импульсов высокой частоты. Пока еще не разработаны мощные транзисторы СВЧ диапазона. Во всех других областях подавляющее большинство генераторов выполняется исключительно на транзисторах. Причин этому несколько. Во-первых, габариты. Во-вторых, потребляемая мощность. В-третьих, надежность. Вдобавок ко всему, транзисторы из-за особенностей своей структуры очень просто поддаются миниатюризации.

ВАЖНО! Для того, что бы сохранить статью в закладки, нажмите: CTRL + D

Задать вопрос ВРАЧУ, и получить БЕСПЛАТНЫЙ ОТВЕТ, Вы можете заполнив на НАШЕМ САЙТЕ специальную форму, по этой ссылке >>>

Недорогой генератор сигналов с частотой от 0 до 20 МГц

В данном проекте описывается создание генератора сигналов специальной формы частотой выше 10 МГц и нелинейными искажениями до 1%.

Генератор создает: синусоидальный, треугольный, пилообразный или прямоугольный (импульсный) сигнал с нелинейными искажениями до 1%, с возможностью регулирования коэффициента заполнения импульсов, частотной модуляцией, имеет ТТЛ выход и и источник напряжения смещения. Также может выполнять функцию частотомера.

Главная микросхема MAX 038 снята с производства, но все еще продается в розничной сети.

Ниже прикреплен файл с приблизительным расчетом стоимости генератора.

Изготовление печатной платы

Подготовка печатной платы для трафаретной печати (сериграфия).

В проекте необходимо использовать двухстороннюю печатную плату. Выбранный нами процесс воздействия является химическим, поэтому сначала необходимо выполнить трафаретную печать макета с помощью лазерной установки, после чего подвергнуть химической обработке.

Сначала, мы конвертируем файлы макетов печатной схемы в формат JPG. Поскольку печатная плата двухсторонняя, мы будем ее переворачивать для того, чтобы выполнить трафаретную печать на обеих сторонах, поскольку мы будем использовать лазерную установку. По этой причине печатная плата должны иметь тот же размер, что и макет, или один из размеров (в зависимости от направления, в котором переворачивается печатная плата). После обрезки печатной платы по точным размерам (также можно подогнать размер макета с печатной платой) плата покрывается черной акриловой краской с помощью краскопульта (процедуру нанесения краски нужно выполнять одним днем ранее). Печатную плату необходимо поместить в левом верхнем углу (точка 0,0 лазерной установки должна совпадать с этой точкой), поскольку при перевороте печатной платы она должна находиться в том же месте для совпадения отверстий.

Размеры макета печатной схемы: 207,5 мм X 52 мм.

Изготовление печатной платы (сериграфия)

Лазерная установка будет убирать краску в тех частях, где это необходимо, для последующего воздействия кислотой.

Параметры данного процесса для лазерной установки указаны ниже:

Скорость 60. Мощность 30. Разрешение 1200, режим — mood Raster.

Данный процесс необходимо выполнить дважды на обеих сторонах печатной платы, чтобы корректно удалить краску.

Изготовление печатной платы (удаление следов краски)

После предыдущей процедуры, все еще остаются следы краски и они должны быть удалены перед процессом воздействия кислотой. После вынимания платы из лазерной установки мы должны подождать, по крайней мере, один час, чтобы печатная плата стала сухой. Для этого необходимо использовать мягкий растворитель, такой как скипидар или его заменитель.

После очистки печатной платы, она должна выглядеть, как на фото выше.

Изготовление печатной платы (воздействие кислотой)

Для данного процесса необходимо использовать кислоту и любой другой продукт, чтобы начать реакцию и ускорить сам процесс.

Для начала необходимо посетить магазин радиотоваров. Обычно, используемая кислота – это соляная кислота, разведенная с водой, продается в супермаркетах в отделе бытовых чистящих средств (хлористоводородная кислота). Большая концентрация ускоряет весь процесс. Как указывалось ранее, кроме кислоты нам необходимо использовать катализатор реакции. Для этой цели лучше всего подходит надборнокислый натрий, который продается в магазине радиотоваров; также необходимо использовать медицинский кислород с высокой концентрацией.

Изготовление печатной платы (удаление остатков краски)

Удаление остатков краски

После обработки кислотой, необходимо удалить остатки краски, используя сильный растворитель.

Электрическая схема генератора

Сборка генератора сигналов, часть 1

Сначала необходимо просверлить печатную плату и начать припаивать компоненты. Необходимо уделять внимание тому факту, что печатная плата двухсторонняя, поэтому нужно учитывать пайку сквозных отверстий и компонентов, которые необходимо запаивать с двух сторон платы.

Размещение компонентов показано на фотографиях.

Резистор номиналом 100 кОм, микросхема chip 1 (операционный усилитель), конденсаторы, соединенные с микросхемой chip 1 и потенциометр номиналом 220 кОм, составляют схему регулировки коэффициента заполнения импульсов, которая используется для наклона импульса. Данная схема может генерировать некоторые искажения, поэтому она присоединяется к земле через перемычку SW3.(типичное положение ON-ON). Можно не использовать перемычку, но не забудьте заземлить схему.

Сборка генератора сигналов, часть 2

Конденсатор емкостью 1мкФ неполярный (смотрите объяснение схемы, в пункте 3.2.1).

Коннектор выбора диапазона подключается к поворотному переключателю, в котором вывод коннектора подсоединен к резистору номиналом 4,7 кОм, который в свою очередь подсоединен к общему выводу (A) переключателя. Данный поворотный переключатель имеет четыре положения срабатывания и одно не подключенное (для выбора высокой частоты, конденсатор 27 пФ).

Как указано в описании схемы, паразитная емкость может ограничивать полосу пропускания. В данном проекте паразитные емкости возникают вследствие использования транзисторов, подсоединенных к конденсаторам, поэтому максимальная частота достигает значения 10 МГц, однако если вы хотите увеличить данный предел необходимо отсоединить конденсатор емкостью 27 пФ или использовать конденсатор меньшего номинала, чтобы достичь полосы пропускания выше 20 МГц.

Другой коннектор предназначен для выбора типа сигнала. Мы должны установить поворотный переключатель в 3-е положение переключения. Вывод 5V подсоединяется к общему выводу поворотного переключателя (A), а выводы A0 и A1 к выводам 1 и 2, оставляя вывод 3 не подключенным.

Микросхема MAX038 не выпускается, но ее все еще можно приобрести. Не рекомендуется покупать данную микросхему напрямую в Китае, поскольку она обычно приходит неисправная, хотя дешевая.

Сборка генератора сигналов, часть 3

BNC коннектор предназначен для ТТЛ выхода.

Перемычки p1 и p2 заменяют резисторы номиналом 47 Ом, поскольку BNC коннектор уже имеет данное электрическое сопротивление.

Положительный вывод электролитического конденсатора подключается к квадратной контактной площадке. Ее положение указано на фотографии.

Потенциометр номиналом 1 кОм предназначен для контроля выходного уровня сигнала.

Голубой потенциометр номиналом 4,7 кОм контролирует усиление для того, чтобы выбрать максимальный уровень выходного сигнала.

Сборка генератора сигналов, часть 4

Перемычка SW5 переключает напряжение смещения на ноль.

Потенциометр номиналом 4,7 кОм предназначен для изменения напряжения смещения.

Перемычка p3 и операционный усилитель работают как повторитель, для того, чтобы передавать сигналы в частотомер.

Сборка генератора сигналов, часть 5

На данной фотографии показано правильное расположение операционных усилителей.

Сборка источника питания, часть 1

Макет печатной схемы имеет следующие размеры: 63,4 мм X 7,9 мм.

Сборка источника питания, часть 2

Компоненты должны размещаться так, как указано на фотографии.

Сборка источника питания, часть 3

Непомеченные провода подают напряжение питания на светодиод, который сигнализирует о том, что генератор включен.

Корпус изготавливается из фанеры толщиной 5 мм.

Дизайн выполнен в программе Rhinoceros Зои Карбахо (Zoe Carbajo).

Нанесение рисунка выполняется с помощью лазерной установки.

Также в конструкцию необходимо добавить некоторые допуски, чтобы различные части идеально состыковались. Это зависит от выбранного типа материала.

Корпус подсоединяется к кусочку самоклеющейся алюминиевой фольги (обычно используется в сантехнике) для того, чтобы подсоединить к земле металлические компоненты потенциометров и переключателей. Далее заземление подсоединяется к алюминиевой фольге через FM вход BNC коннектора.

Установка печатной платы в корпус, часть 1

Плата подсоединяется к кусочку самоклеющейся алюминиевой фольги (обычно используется в сантехнике) для того, чтобы подсоединить к земле металлические компоненты потенциометров и переключателей. Далее заземление подсоединяется к алюминиевой фольге через FM вход BNC коннектора.

Установка печатной платы в корпус, часть 2

На фотографии выше показано размещение трансформатора и коннектора для провода питания и переключателя. Два последних компонента можно взять от компьютерного блока питания

Два вывода 0В от вторичной обмотки трансформатора должны соединяться вместе, поскольку нам нужен источник питания со средней точкой. Эту точку соединения необходимо подключит к земле (средний вывод коннектора). Оплетки проводов необходимо также подсоединить к земле блока питания.

Источник: http://cxem.net/izmer/izmer141.php

Конструктор для сборки простого DDS генератора сигналов

Правда измерительным это устройство не назовешь, но то что оно помогает при измерениях это однозначно.

Для проверки бывает необходимо проследить прохождение сигнала по разным цепям устройства, но само устройство не всегда позволяет это сделать без внешних источников сигнала.

Например при настройке/проверке многокаскадного НЧ усилителя мощности.

Рассказать я хочу о конструкторе, позволяющим собрать генератор сигналов.

Но собирать мы будем генератор сигналов. Я много лет пользуюсь стареньким аналоговым генератором. В плане генерации синусоидальных сигналов он очень хорош, диапазон частот 10-100000Гц, но имеет большие габариты и не умеет выдавать сигналы других форм.

В данном случае же собирать будем DDS генератор сигналов.

DDS это Direct Digital Synthesizer или на русском — схема прямого цифрового синтеза.

Данное устройство может формировать сигналы произвольной формы и частоты используя в качестве задающего внутренний генератор с одной частотой.

Преимущества данного типа генераторов в том, что можно иметь большой диапазон перестройки с очень мелким шагом и при необходимости иметь возможность формирования сигналов сложных форм.

Помимо стандартной упаковки, конструктор был упакован в белый плотный конверт.

Все компоненты сами находились в антистатическом пакете с защелкой (довольно полезная в хозяйстве радиолюбителя вещь ? )

Внутри упаковки компоненты были просто насыпом, и при распаковке выглядели примерно так.

Дисплей был обернут пупырчатым полиэтиленом. Примерно с год назад я уже делал обзор такого дисплея с применением, потому останавливаться на нем не буду, скажу лишь что доехал он без происшествий.

В комплекте также присутствовали два BNC разъема, но более простой конструкции чем в обзоре осциллографа.

Отдельно на небольшом кусочке вспененного полиэтилена были микросхемы и панельки для них.

В устройстве применен микроконтроллер ATmega16 фирмы Atmel.

Иногда люди путают названия, называя микроконтроллер процессором. На самом деле это разные вещи.

Процессор это по сути просто вычислитель, микроконтроллер же в своем составе содержит кроме процессора ОЗУ и ПЗУ, и также могут присутствовать различные периферийные устройства, ЦАП, АЦП, ШИМ контроллер, компараторы и т.п.

Сначала разложим весь комплект и посмотрим что же нам дали.

Два BNC разъема

Два переменных резистора и один подстроечный

Резисторы и конденсаторы

Разные разъемы и крепеж

Печатная плата с двухсторонней печатью, на верхней стороне нанесена маркировка элементов.

Так как принципиальная схема в комплект не входит, то на плату нанесены не позиционные обозначения элементов, а их номиналы. Т.е. все собрать можно и без схемы.

Металлизация выполнена качественно, замечаний у меня не возникло, покрытие контактных площадок отличное, паяется легко.

Переходы между сторонами печати сделаны двойными.

Почему сделано именно так, а не как обычно, я не знаю, но это только добавляет надежности.

Сначала по печатной плате я начал чертить принципиальную схему. Но уже в процессе работы я подумал, что наверняка при создании данного конструктора использовалась какая нибудь уже известная схема.

Так и оказалось, поиск в интернет вывел меня на изначальную версию данного устройства.

По ссылке можно найти, схему, печатную плату и исходники с прошивкой.

Но я все равно решил дочертить схему в именно том виде как она есть и могу сказать, что она на 100% соответствует исходному варианту. Разработчики конструктора просто разработали свой вариант печатной платы. Это означает, что если существуют альтернативные прошивки данного прибора, то они будут работать и здесь.

Есть замечание к схемотехнике, выход HS взят прямо с вывода процессора, никаких защит нет, потому есть шанс случайно сжечь этот выход ?

Раз уж рассказывать, то стоит описать функциональные узлы данной схемы и расписать некоторые из них более расширенно.

Я сделал цветной вариант принципиальной схемы, на котором цветом выделил основные узлы.

Мне тяжело подобрать названия цветам, потом буду описывать как смогу ?

Фиолетовый слева — узел первоначального сброса и принудительного при помощи кнопки.

При подаче питания конденсатор С1 разряжен, благодаря чему на выводе Сброс процессора будет низкий уровень, по мере заряда конденсатора через резистор R14 напряжение на входе Сброс поднимется и процессор начнет работу.

Зеленый — Кнопки переключения режимов работы

Светло фиолетовый? — Дисплей 1602, резистор ограничения тока подсветки и подстроечный резистор регулировки контрастности.

Красный — узел усилителя сигнала и регулировки сдвига относительно нуля (ближе к концу обзора показано что он делает)

Синий — ЦАП. Цифро Аналоговый Преобразователь. Собран ЦАП по схеме R2R матрицы, это один из самых простых вариантов ЦАП. В данном случае применен 8 бит ЦАП, так как используются все выводы одного порта микроконтроллера. Изменяя код на выводах процессора можно получить 256 уровней напряжения (8 бит). Состоит данный ЦАП из набора резисторов двух номиналов, отличающихся друг от друга в 2 раза, от этого и пошло название, состоящее из двух частей R и 2R.

Преимущества такого решения — большая скорость при копеечной стоимости, резисторы лучше применять точные. Мы с товарищем применяли такой принцип но для АЦП, выбор точных резисторов был невелик, потому мы использовали немного другой принцип, ставили все резисторы одного номинала, но там где надо 2R, применяли 2 последовательно включенных резистора.

Такой принцип Цифро аналогового преобразования был в одной из первых «звуковых карт» — Covox. Там была также R2R матрица, подключаемая к LPT порту.

Как я выше писал, в данном конструкторе ЦАП имеет разрешение 8 бит, или 256 уровней сигнала, для простого прибора этого более чем достаточно.

На странице автора кроме схемы, прошивки и т.п. обнаружилась блок-схема данного прибора.

По ней более понятная связ узлов.

С основной частью описания закончили, расширенная будет далее по тексту, а мы перейдем непосредственно к сборке.

Как и в прошлых примерах начать я решил с резисторов.

В данном конструкторе резисторов много, но номиналов всего несколько.

Основное количество резисторов имеют всего два номинала, 20к и 10к и почти все задействованы в R2R матрице.

Чтобы немного облегчить сборку, скажу что можно даже не определять их сопротивелние, просто 20к резисторов 9 штук, а 10к резисторов соответственно 8 ?

В этот раз я применил несколько другую технологию монтажа. мне она нравится меньше, чем предыдущие, но также имеет право на жизнь. Такая технология в некоторых случаяюх ускоряет монтаж, особенно на большом количестве одинаковых элементов.

В данном случае выводы резисторов формуются также как и раньше, после этого на плату устанавливается сначала все резисторы одного номинала, потом второго, получаются две такие линейки компонентов.

С обратной стороны выводы немного загибаются, но несильно, главное чтобы элементы не выпали, и плата кладется на стол выводами вверх.

Дальше берем припой в одну руку, паяльник в другую и пропаиваем все заполненные контактные площадки.

Сильно усердствовать с количеством компонентов не стоит, так как если набить так сразу всю плату, то в этом «лесу» можно и заблудиться ?

В конце обкусываем торчащие выводы компонентов впритык к припою. Бокорезами можно захватывать сразу несколько выводов (4-5-6 штук за один раз).

Лично я такой способ монтажа не очень приветствую и показал его просто ради демонстрации различных вариантов сборки.

Из недостатков такого способа:

После обрезки получаются острые торчащие кончики

Если компоненты стоят не в ряд, то легко получается каша из выводов, где все начинает путаться и это только тормозит работу.

Высокая скорость монтажа однотипных компонентов установленных в один — два ряда

Так как выводы сильно не загибаются, то облегчается демонтаж компонента.

После монтажа основного количества резисторов у нас останется несколько штук разного номинала.

С парой понятно, это два резистора 100к.

Три последних резистора это —

коричневый — красный — черный — красный — коричневый — 12к

красный — красный — черный — черный — коричневый — 220 Ом.

коричневый — черный — черный — черный — коричневый — 100 Ом.

Запаиваем последние резисторы, плата после этого должна выглядеть примерно так.

Резисторы с цветовой маркировкой вещь хорошая, но иногда возникает путаница с тем, откуда считать начало маркировки.

И если с резисторами, где маркировка состоит из четырех полосок, проблем обычно не возникает, так как последняя полоска чаще либо серебряная либо золотая, то с резисторами где маркировка из пяти полос, могут возникнуть проблемы.

Дело в том, что последняя полоса может иметь цвет как у полосок означающих номинал.

К сожалению в таком случае помочь может либо мультиметр, либо просто логика (в случае сборки устройства из набора), когда просто убираются все известные номиналы, а уже по оставшимся можно понять что за номинал перед нами.

Для примера пара фото вариантов маркировки резисторов в этом наборе.

1. На двух соседних резисторов попалась «зеркальная» маркировка, где не имеет значения откуда читать номинал ?

2. Резисторы на 100к, видно что последняя полоска стоит чуть дальше от основных (на обоих фото номинал читается слева — направо).

Ладно, с резисторами и их сложностями в маркировке закончили, перейдем к более простым вещам.

Конденсаторов в этом наборе всего четыре, при этом они парные, т.е. всего два номинала по две штуки каждого.

Также в комплекте дали кварцевый резонатор на 16 МГц.

О конденсаторах и кварцевом резонаторе я рассказывал в прошлом обзоре, потому просто покажу куда они должны устанавливаться.

Видимо изначально все конденсаторы задумывались одного типа, но конденсаторы на 22 пФ заменили небольшими дисковыми. Дело в том, что место на плате рассчитано под расстояние между выводами 5мм, а мелкие дисковые имеют всего 2.5мм, потому придется выводы им немного разогнуть. Разгибать придется около корпуса (благо выводы мягкие), так как из-за того что над ними стоит процессор, то необходимо получить минимальную высоту над платой.

В комплекте к микросхемам дали пару панелек и несколько разъемов.

На следующем этапе они нам и понадобятся, а кроме них возьмем длинный разъем (мама) и четырехконтактного «папу» (на фото не попал).

Панельки для установки микросхем дали самые обычные, хотя если сравнивать с панельками времен СССР, то шик.

На самом деле, как показывает практика, такие панельки в реальной жизни служат дольше самого прибора.

На панельках присутствует ключ, небольшой вырез на одной из коротких сторон. Собственно самой панельке все равно как вы ее поставите, просто потом по вырезу удобнее ориентироваться при установке микросхем.

При установке панелек устанавливаем их также как сделано обозначение на печатной плате.

После установки панелек плата начинает приобретать некоторый вид.

Управление прибором производится при помощи шести кнопок и двух переменных резисторов.

В оригинале прибора использовалось пять кнопок, шестую добавил разработчик конструктора, она выполняет функцию сброса. Если честно, то я не совсем понимаю пока ее смысл в реальном применении так как за все время тестов она мне ни разу не понадобилась.

Выше я писал что в комплекте дали два переменных резистора, также в комплекте еще был подстроечный резистор. Немного расскажу про эти компоненты.

Переменные резисторы предназначены для оперативного изменения сопротивления, кроме номинала имеют еще маркировку функциональной характеристики.

Функциональная характеристика это то, как будет меняться сопротивление резистора при повороте ручки.

Существует три основные характеристики:

А (в импортном варианте В) — линейная, изменение сопротивления линейно зависит от угла поворота. Такие резисторы, например, удобно применять в узлах регулировки напряжения БП.

Б (в импортном варианте С) — логарифмическая, сопротивление сначала меняется резко, а ближе к середине более плавно.

В (в импортном варианте A) — обратно-логарифмическая, сопротивление сначала меняется плавно, ближе к середине более резко. Такие резисторы обычно применяют в регуляторах громкости.

Дополнительный тип — W, производится только в импортном варианте. S-образная характеристика регулировки, гибрид логарифмического и обратно-логарифмического. Если честно, то я не знаю где такие применяются.

Кому интересно, могут почитать здесь подробнее.

Кстати мне попадались импортные переменные резисторы у которых буква регулировочной характеристики совпадала с нашей. Например вот современный импортный переменный резистор имеющий линейную характеристику и букву А в обозначении. Если есть сомнения, то лучше искать дополнительную информацию на сайте.

В комплекте к конструктору дали два переменных резистора, причем маркировку имел только один ?

Такие резисторы обычно имеют шлиц под отвертку, а не ручку, и только линейную характеристику изменения сопротивления (по крайней мере другие мне не попадались).

Запаиваем резисторы и кнопки и переходим к BNC разъемам.

Если планируется использовать устройство в корпусе, то возможно стоит купить кнопки с более длинным штоком, чтобы не наращивать те, что дали в комплекте, так будет удобнее.

А вот переменные резисторы я бы вынес на проводах, так как расстояние между ними очень маленькое и пользоваться в таком виде будет неудобно.

BNC разъемы хоть и попроще, чем в обзоре осциллографа, но мне понравились больше.

Ключевое — их легче паять, что немаловажно для начинающего.

Но появилось и замечание, конструкторы так близко поставили разъемы на плате, что закрутить две гайки невозможно в принципе, всегда одна будет сверху другой.

Вообще в реальной жизни редко когда необходимы оба разъема сразу, но если бы конструкторы раздвинули их хотя бы на пару миллиметров, то было бы гораздо лучше.

Собственно пайка основной платы завершена, теперь можно установить на свое место операционный усилитель и микроконтроллер.

Перед установкой я обычно немного изгибаю выводы так, чтобы они были ближе к центру микросхемы. Делается это очень просто, берется микросхема двумя руками за короткие стороны и прижимается вертикально стороной с выводами к ровному основанию, например к столу. Изгибать выводы надо не очень много, тут скорее дело привычки, но устанавливать в панельку потом микросхему гораздо удобнее.

При установке смотрим чтобы выводы случайно не загнулись внутрь, под микросхему, так как при отгибании обратно они могут отломиться.

Микросхемы устанавливаем в соответствии ключом на панельке, которая в свою очередь установлена в соответствии с маркировкой на плате.

На этом монтаж основной платы можно считать законченным.

После всех операций плата должна выглядеть примерно так.

Закончив с платой переходим к дисплею.

В комплекте дали штыревую часть разъема, который необходимо припаять.

после установки разъема я сначала припаиваю один крайний вывод, не важно красиво он припаян или нет, главное добиться того, чтобы разъем стоял плотно и перпендикулярно плоскости платы. Если необходимо, то прогреваем место пайки и подравниваем разъем.

После выравнивания разъема пропаиваем остальные контакты.

Все, можно промывать плату. В этот раз я это решил сделать до проверки, хотя обычно советую делать промывку уже после первого включения, так как иногда приходится еще что нибудь паять.

Но как показала практика, с конструкторами все гораздо проще и после сборки паять приходится редко.

Промывать можно разными способами и средствами, кто то использует спирт, кто то спирто-бензиновую смесь, я мою платы ацетоном, по крайней мере пока могу его купить.

Уже когда промыл, то вспомнил совет из предыдущего обзора по поводу щетки, так как я пользуюсь ваткой. Ничего, придется перенести эксперимент на следующий раз.

У меня в работе вработалась привычка после промывки платы покрывать ее защитным лаком, обычно снизу, так как попадание лака на разъемы недопустимо.

В работе я использую лак Пластик 70.

Данный лак очень «легкий», т.е. он при необходимости смывается ацетоном и пропаивается паяльником. Есть еще хороший лак Уретан, но с ним все заметно сложнее, он прочнее и паяльником пропаять его гораздо труднее. ТАкой лак используется для тяжелых условий эксплуатации и тогда, когда есть уверенность в том, что плату паять больше не будем, хотя бы какое то длительное время.

После покрытия лаком плата становится более глянцевой и приятной на ощупь, возникает некоторое ощущение законченности процесса ?

Жалко фото не передает общую картину.

Меня иногда смешили слова людей типа — этот магнитофон/телевизор/приемник ремонтировали, вон видно следы пайки ?

При хорошей и правильной пайке следов ремонта нет. Только специалист сможет понять, ремонтировали устройство или нет.

Пришла очередь установки дисплея. Для этого в комплекте дали четыре винтика М3 и две монтажные стойки.

Дисплей крепится только со стороны обратной разъему, так как со стороны разъема он держится собственно за сам разъем.

Устанавливаем стойки на основную плату, затем устанавливаем дисплей, ну и в конце фиксируем всю эту конструкцию при помощи двух оставшихся винтиков.

понравилось то, что даже отверстия совпали с завидной точностью, причем без подгонки, просто вставил и вкрутил винтики :).

Ну все, можно пробовать.

Подаю 5 Вольт на соответствующие контакты разъема и…

И ничего не происходит, только включается подсветка.

Не стоит пугаться и сразу искать решение на форумах, все нормально, так и должно быть.

Вспоминаем что на плате есть подстроечный резистор и он там не зря ?

Данным подстроечным резистором надо отрегулировать контрастность дисплея, а так как он изначально стоял в среднем положении, то вполне закономерно, что мы ничего не увидели.

Берем отвертку и вращаем этот резистор добиваясь нормального изображения на экране.

Если сильно перекрутить, то будет переконтраст, мы увидим все знакоместа сразу, а активные сегменты будут еле просматриваться, в этом случае просто крутим резистор в обратную сторону пока неактивные элементы не сойдут почти на нет.

Можно отрегулировать так, что неактивные элементы вообще не будут видны, но я обычно оставляю их еле заметными.

Дальше мне бы перейти к тестированию, да не тут то было.

Когда я получил плату, то первым делом заметил, что помимо 5 Вольт ей надо +12 и -12, т.е. всего три напряжения. Я прям вспомнил РК86, где надо было +5, +12 и -5 Вольт, причем подавать их надо было в определенной последовательности.

Ну в процессе была классика, поиск по сусекам того из чего можно его собрать, трассировка и изготовление платы.

Так как трансформатор у меня был только с одной обмоткой, а импульсник городить не хотелось, то я решил собирать БП по схеме с удвоением напряжения.

Скажу честно, это далеко не самый лучший вариант, так как такая схема имеет довольно высокий уровень пульсаций, а запаса по напряжению, чтобы стабилизаторы могли его полноценно фильтровать у меня было совсем впритык.

Сверху та схема по которой делать более правильно, снизу та, по которой делал я.

Отличие между ними в дополнительной обмотке трансформатора и двух диодах.

Трансформатор я поставил также почти без запаса. Но при этом он достаточен при нормально сетевом напряжении.

Я бы рекомендовал применить трансформатор как минимум на 2 ВА, а лучше на 3-4ВА и имеющий две обмотки по 15 Вольт.

Кстати потребление платы небольшое, по 5 Вольт вместе с подсветкой ток составляет всего 35-38мА, по 12 Вольт ток потребления еще меньше, но зависит от нагрузки.

В итоге у меня вышла небольшая платка, по размерам чуть больше спичечного коробка, в основном в высоту.

Разводка платы на первый взгляд может показаться несколько странной, так как можно было повернуть трансформатор на 180 градусов и получить более аккуратную разводку, я так сначала и сделал.

Но в таком варианте выходило, что дорожки с сетевым напряжением оказывались в опасной близости от основной платы прибора и я решил немного изменить разводку. не скажу что стало отлично, но по крайней мере так хоть немного безопаснее.

Можно убрать место под предохранитель, так как с примененным трансформатором в нем нет особой нужды, тогда будет еще лучше.

Так выглядит полный комплект прибора. для соединения БП с платой прибора я спаял небольшой жесткий соединитель 4х4 контакта.

Плата БП подключается при помощи соединителя к основной плате и теперь можно переходить к описанию работы прибора и тестированию. Сборка на этом этапе окончена.

Можно было конечно поставить все это в корпус, но для меня такой прибор скорее вспомогательный, так как я уже смотрю в сторону более сложных DDS генераторов, но и стоимость их не всегда подойдет новичку, потому я решил оставить как есть.

Перед началом тестирования опишу органы управления и возможности устройства.

На плате есть 5 кнопок управления и кнопка сброса.

Но по поводу кнопки сброса думаю все понятно и так, а остальные я опишу более подробно.

Стоит отметить небольшой «дребезг» при переключении правой/левой кнопки, возможно программный «антидребезг» имеет слишком маленькое время, проявляется в основном только в режиме выбора частоты выхода в режиме HS и шага перестройки частоты, в остальных режимах проблем не замечено.

Кнопки вверх и вниз переключают режимы работы прибора.

4. Обратный пилообразный

2. Высокочастотный выход (отдельный разъем HS, остальные формы приведены для выхода DDS)

3. Шумоподобный (генерируется случайным перебором комбинаций на выходе ЦАП)

4. Эмуляция сигнала кардиограммы (как пример того, что генерировать можно любые формы сигналов)

1-2. Изменять частоту на выходе DDS можно в диапазоне 1-65535ГЦ с шагом 1Гц

3-4. Отдельно есть пункт, позволяющий выбрать шаг перестройки, по умолчанию включается шаг 100Гц.

Изменять частоту работы и режимы можно только в режиме, когда генерация выключена., изменение происходит при помощи кнопок влево/вправо.

Включается генерация кнопкой START.

Также на плате расположены два переменных резистора.

Один из них регулирует амплитуду сигнала, второй — смещение.

На осциллограммах я попытался показать как это выглядит.

Верхние две — изменение уровня выходного сигнала, нижние — регулировка смещения.

Дальше пойдут результаты тестов.

Все сигналы (кроме шумоподобного и ВЧ) проверялись на четырех частотах:

На частотах выше был большой завал потому эти осциллограммы приводить не имеет особого смысла.

Для начала синусоидальный сигнал.

Прямоугольный с выхода DDS

Прямоугольный с ВЧ выхода

Здесь предоставляется выбор только из четырех частот, их я и проверил

Шумоподобный в двух режимах развертки осциллографа, чтобы было более понятно что он из себя представляет.

Как показало тестирование, сигналы имеют довольно искаженную форму начиная примерно с 10КГц. Сначала я грешил на упрощенный ЦАП, да и на саму простоту реализации синтеза, но захотелось проверить более тщательно.

Для проверки я подключился осциллографом прямо на выход ЦАП и установил максимально возможную частоту синтезатора, 65535Гц.

Здесь картина получше, особенно с учетом того, что генератор работал на максимальной частоте. Подозреваю что виной простая схема усиления, так как до ОУ сигнал заметно «красивее».

Ну и групповое фото небольшого «стенда» начинающего радиолюбителя ?

Качественное изготовление платы.

Все компоненты были в наличии

Никаких сложностей при сборке не возникло.

Большие функциональные возможности

BNC разъемы стоят слишком близко друг к другу

Нет защиты по выходу HS.

схема генератора испытательных сигналов на микроконтроллере , diy комплект avr dds v2.0 характеристики , dds генератор зачем , dds генератор на плис cyclone , dds генератор на микроконтроллере atmega16. , dds6ea принципиальная схема , utythfnjh cbuyfkjd c[tvf] , diy комплекты avr dds v2.0 схема , свип генератор до 150 мгц своими руками схема , generator dds ad9833 , dds 9850 функциональный генератор , fg-100 dds генератор сигналов схема , генератор сигналов своими руками 3мгц , hy-07 простой генератор частоты , dds на atmega 16 , тональный генератор dds описание , avr dds v2.0 схема , dds генератор сигналов , dds signal generator/counter инструкция , схемы ддс генераторов , dds функция генератор сигналов diy kit генератор частоты , генератор случайных импульсов набор , цифровой синтез генератор сигналов функции dds генератор сигналов , простой функциональный генератор своими руками , даташит на dds на ad9850

Источник: http://www.kirich.blog/stati/informaciya-dlya-nachinayuschih/120-konstruktor-dlya-sborki-prostogo-dds-generatora-signalov.html

Генератор сигналов своими руками до 10 мгц

Простой аналоговый функциональный генератор (0,1 Гц — 8 МГц)

Создано при помощи КотоРед.

Лет 10-15 назад у радиолюбителей заслуженной популярностью пользовалась микросхема MAX038, на основе которой можно было собрать несложный функциональный генератор, перекрывающий полосу частот 0,1 Гц – 20 МГц. Правда цена микросхемы сильно кусалась, а в последнее время достать MAX038 стало практически невозможно. Такая вот странная политика у производителя. Появившиеся клоны MAX038 имеют по сравнению с ней весьма скромные параметры. Так, у ICL8038 максимальная рабочая частота составляет 300 кГц, а у XR2206 – 1 МГц. Встречающиеся в радиолюбительской литературе схемы простых аналоговых функциональных генераторов также имеют максимальную частоту в несколько десятков, и очень редко, сотен кГц.

Поэтому в своё время автором для настройки разнообразных схем был разработан и изготовлен аналоговый функциональный генератор, формирующий сигналы синусоидальной, прямоугольной, треугольной формы и работающий в диапазоне частот от 0,1 Гц до 8 МГц.

Генератор имеет следующие параметры:

амплитуда выходных сигналов:

За основу разработанной схемы функционального генератора, приведенной ниже, была взята схема из [1]:

Генератор выполнен по классической схеме: интегратор + компаратор, только собран на высокочастотных компонентах.

Интегратор собран на ОУ DA1 AD8038AR, имеющем полосу пропускания 350 МГц и скорость нарастания выходного напряжения 425 В/мкс. На DD1.1, DD1.2 выполнен компаратор. Прямоугольные импульсы с выхода компаратора (выв. 6 DD1.2) поступают на инвертирующий вход интегратора. На VT1 выполнен эмиттерный повторитель, с которого снимаются импульсы треугольной формы, управляющие компаратором. Переключателем SA1 выбирают требуемый диапазон частот, потенциометр R1 служит для плавной регулировки частоты. Подстроечным резистором R15 устанавливается режим работы генератора и регулируется амплитуда треугольного напряжения. Подстроечным резистором R17 регулируется постоянная составляющая треугольного напряжения. С эмиттера VT1 напряжение треугольной формы поступает на переключатель SA2 и на формирователь синусоидального напряжения, выполненный на VT2, VD1, VD2. Подстроечным резистором R6 выставляются минимальные искажения синусоиды, а подстроечным резистором R12 регулируется симметрия синусоидального напряжения. С целью уменьшения коэффициента гармоник верхушки треугольного сигнала ограничиваются цепями VD3, R9, C14, C16 и VD4, R10, C15, C17. С буфера DD1.4 снимаются импульсы прямоугольной формы. Сигнал, выбранный переключателем SA2, подаётся на потенциометр R19 (амплитуда), а с него — на выходной усилитель DA5, выполненный на AD8038AR. На элементах R24, R25, SA3 выполнен выходной аттенюатор напряжения 1:1 / 1:10.

Для питания генератора использован классический трансформаторный источник с линейными стабилизаторами, формирующими напряжения +5В, ±6В и ±3 В.

Для индикации частоты генератора была использована часть схемы от уже готового частотомера, взятая из [2]:

На транзисторе VT3 выполнен усилитель-формирователь прямоугольных импульсов, с выхода которого сигнал поступает на вход микроконтроллера DD2 PIC16F84A. МК тактируется от кварцевого резонатора ZQ1 на 4 МГц. Кнопкой SB1 выбирается по кольцу цена младшего разряда 10, 1 или 0.1 Гц и соответствующее время измерения 0.1, 1 и 10 сек. В качестве индикатора использован WH1602D-TMI-CT с белыми символами на синем фоне. Правда угол обзора у этого индикатора оказался 6:00, что не соответствовало его установке в корпус с углом обзора 12:00. Но эта неприятность была устранена, как будет описано ниже. Резистор R31 задаёт ток подсветки, а резистором R28 регулируется оптимальная контрастность. Следует отметить, что программа для МК была написана автором [2] для индикаторов типа DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 фирмы DataVision, у которых процедура начальной инициализации по-видимому не подходит к индикаторам WH1602 фирмы WinStar. В результате после сборки частотомера на индикатор ничего не выводилось. Других малогабаритных индикаторов в продаже на тот момент не было, поэтому пришлось вносить изменения в исходник программы частотомера. Попутно в ходе экспериментов была выявлена такая комбинация в процедуре инициализации, при которой двухстрочный дисплей с углом обзора 6:00 становился однострочным, причём достаточно комфортно читаемым при угле обзора 12:00. Выводимые в нижней строке надписи-подсказки о режиме работы частотомера стали не видны, но они особо и не нужны, т.к. дополнительные функции этого частотомера не использованы.

Конструктивно функциональный генератор выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 110х133 мм, разработанной под стандартный пластиковый корпус Z4. Индикатор установлен на палате вертикально на двух уголках. С основной платой он соединён при помощи шлейфа с разъёмом под IDC-16. Для соединения высокочастотных цепей в схеме использован тонкий экранированный кабель. Вот фото генератора со снятой верхней крышкой корпуса:

Перечень элементов и чертёж платы в Layout5 прилагаются.

После первого включения генератора необходимо проконтролировать питающие напряжения, а также установить подстроечным резистором R29 напряжение -3В на выходе DA7 LM337L. Резистором R28 устанавливается оптимальная контрастность индикатора. Для настройки генератора необходимо подключить осциллограф к его выходу, переключатель SA3 установить в положение 1:1, SA2 — в положение, соответствующее напряжению треугольной формы, SA1 – в положение 100…1000 Гц. Резистором R15 добиваются устойчивой генерации сигнала. Переместив движок резистора R1 в нижнее по схеме положение, подстроечным резистором R17 добиваются симметричности треугольного сигнала относительно нуля. Далее переключатель SA2 необходимо перевести в положение, соответствующее синусоидальной форме выходного сигнала, и подстроечными резисторами R12 и R6 добиться соответственно симметричности и минимальных искажений синусоиды.

Вот что получилось в итоге:

Треугольник 1 Мгц:

Треугольник 4 Мгц:

Следует отметить, что на частотах свыше 4 Мгц на треугольном и прямоугольном сигналах начинают наблюдаться искажения, связанные с недостаточной полосой пропускания выходного усилителя. При желании этот недостаток можно легко устранить, если перенести усилитель выходного каскада DA5 в цепь от истока VT2 к SA2, т.е. использовать его как усилитель синусоидального сигнала, а вместо выходного усилителя применить повторитель на ещё одном ОУ AD8038AR, пересчитав соответственно сопротивления делителей треугольного (R18, R36) и прямоугольного (R21, R35) сигналов на меньший коэффициент деления.

1) Широкодиапазонный функциональный генератор. А.Ишутинов. Радио №1/1987г.

2) Экономичный многофункциональный частотомер. А.Шарыпов. Радио №10-2002.

Источник: http://radiokot.ru/circuit/analog/generator/06/

Генератор для радиолюбителей ГУК-1

Схема, технические характеристики, работа генератора ГУК-1.

Недавно мне принесли в ремонт генератор ГУК-1. Что бы потом не думалось, сразу заменил все электролиты. О чудо! Все заработало. Генератор еще советских времен, а отношение у коммунистов к радиолюбителям было такое Х… , что вспоминать не охота.

Вот отсюда и генератор желал бы быть получше. Конечно самое главное неудобство, это установка частоты высокочастотного генератора. Хоть бы, какой ни будь простенький верньер поставили, поэтому пришлось добавить дополнительный подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком (Фото1). По правде сказать я очень не удачно выбрал для его место, надо было бы чуть-чуть сместить. Я думаю вы это учтете.

Что бы поставить ручку, пришлось удлинить ось триммера, кусок медной проволоки диаметром 3мм. Конденсатор подключается параллельно основному КПЕ или непосредственно, или через «растягивающий» конденсатор, что еще больше увеличивает плавность настройки генератора ВЧ. Для кучи заменил и выходные разъемы – родные уже все раздрыгались. На этом ремонт закончился. От куда схема генератора я не узнал, но похоже, что все соответствует. Возможно она пригодится и вам.

Схема генератора универсального комбинированного – ГУК-1 приведена на рисунке 1. В состав прибора входят два генератора, низкочастотный генератор и генератор ВЧ.

1. Диапазон частот ВЧ генератора от 150 кГц до 28 мГц перекрывается пятью поддиапазонами со следующими частотами:

• 1 поддиапазон 150 — 340 кГц

• II 340 — 800 кГц

• III 800 — 1800 кГц

2. Погрешность установки ВЧ не более ±5%.

3. Генератор ВЧ обеспечивает плавную регулировку выходного напряжения от 0,05 мВ до 0,1 В.

4. Генератор обеспечивает следующие виды работ:

а) непрерывная генерация;

б) внутренняя амплитудная модуляция синусоидальным напряжением с частотой 1кГц.

5. Глубина модуляции не менее 30%.

6. Выходное сопротивление ВЧ генератора не более 200 Ом.

7. НЧ генератор генерирует 5 фиксированных частот: 100 Гц, 500 Гц, 1кГц, 5кГц, 15кГц.

8. Допустимое отклонение частоты НЧ генератора не более ±10%.

9. Выходное сопротивление НЧ генератора не более 600 Ом.

10. Выходное напряжение НЧ плавно регулируется от 0 до 0.5 В.

11. Время самопрогрева прибора — 10 минут.

12. Питание прибора осуществляется от батареи «Крона» напряжением 9 В.

ГЕНЕРАТОР НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ

Генератор НЧ собран на транзисторах VT1 и VT3. Положительная обратная связь, необходимая для возникновения генерации снимается с резистора R10 и подается в цепь базы транзистора VT1 через конденсатор С1 и соответствующую фазосдвигающую цепочку, выбранную переключателем В1 (например С2,С3,С12.). Один их резисторов в цепочке – подстроечный (R13), с помощью которого можно подстраивать частоту генерации низкочастотного сигнала. Резистором R6 устанавливается начальное смещение на базе транзистора VT1. На транзисторе VT2 собрана схема стабилизации амплитуды генерируемых колебаний. Выходное напряжение синусоидальной формы через С1 и R1 подается на переменный резистор R8, который является регуляторов выходного сигнала НЧ генератора и регулятором глубины амплитудной модуляции ВЧ генератора.

ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

ВЧ генератор реализован на транзисторах VT5 и VT6. С выхода генератора через С26 сигнал подается на усилитель собранный на транзисторах VT7 и VT8. На транзисторах VT4 и VT9 собран модулятор ВЧ сигнала. Эти же транзисторы используются в схеме стабилизации амплитуды выходного сигнала. Не плохо бы для этого генератора изготовить аттенюатор, или Т, или П типа. Рассчитать такие аттенюаторы можно с помощью соответствующих калькуляторов для расчета Т-аттенюаторов и П-аттенюаторов. Вот вроде и все. До свидания. К.В.Ю.

Рисунок печатной платы генератора ВЧ

Рисунок в формате LAY любезно предоставил Игорь Рожков, за что я ему выражаю благодарность за себя и за тех, кому этот рисунок пригодится.

В приведенном архиве размещен файл Игоря Рожкова к промышленному радиолюбительском генератору, имеющему пять диапазонов ВЧ — ГУК-1. Плата приведена в формате *.lay и содержит доработку схемы (шестой переключатель на диапазон 1,8 — 4 МГц), ранее опубликованную в журнале Радио 1982, № 5, с.55

Скачать рисунок печатной платы.

Доработка генератора ГУК-1

FM модуляция в генераторе ГУК-1.

Еще одна идея модернизации генератора ГУК-1, я ее не пробовал, потому, как у меня собственного генератора нет, но по идее все должно работать. Эта доработка позволяет настраивать узлы, как приемной, так и передающей аппаратуры, работающей с применением частотной модуляции, например радиостанций СВ диапазона. И, что не маловажно, с помощью резистора Rп можно подстраивать несущую частоту. Напряжение, которое используется для смещения варикапов должно быть обязательно стабилизированным. Для этих целей можно использовать однокристальные трехвыводные стабилизаторы на напряжение 5В и небольшим падением напряжения на самом стабилизаторе. В крайнем случае можно собрать параметрический стабилизатор, состоящий из резистора и стабилитрона КС156А. Прикинем величину резистора в цепи стабилитрона. Ток стабилизации КС156А лежит в пределах от 3ма до 55ма. Выберем начальный ток стабилитрона 20ма. Значит при напряжении питания 9В и напряжении стабилизации стабилитрона 5.6В, на резисторе при токе в 20ма должно упасть 9 — 5,6 = 3,4В. R = U/I = 3,4/0,02 = 170 Ом. При необходимости величину резистора можно изменить. Глубина модуляции регулируется все тем же переменным резистором R8 — регулятор выходного напряжения НЧ. При необходимости изменить пределы регулировки глубины модуляции, можно подобрать номинал резистора R*.

Источник: http://www.kondratev-v.ru/generatory-signalov/5139.html

Этот сайт посвящен моим проектам на PIC контроллерах, доступных для публичного освещения. Все приведенные схемы реализованы в железе и работают в настоящее время в быту или производстве.
Для написания программ использован пакет MPLAB/х, свободно распространяемый фирмой MICROCHIP.
Используется программатор PICKIT2/3, ICD2/3.
Любую конструкцию можно собрать самому, даже если она платная и получить бесплатно код разблокировки.
Также можно приобрести в качестве набора для сборки или готового изделия.
Принимаются заказы на разработку аналогово-цифровой или цифровой электроники, систем управления и электроники для производства с применением контроллеров.

Вопросы и предложения писать на почту [email protected]

Если у Вас есть интересные предложения, закакзы или вопросы и форум Вам не помог — адрес тот же.

Обзор.

Казалось бы существует великое множество любительских генераторов сигналов, бери да повторяй, но не так все просто. Всегда считал что промышленные генераторы закроют все мои потребности, да и лучше они любительских. Но жизнь расставила все по местам, пришлось делать свой, который бы хоть на немного закрыл мои потребности. При всей своей простоте конструкции, его возможностей достаточно для применения радиолюбителями и не только.. Кроме своей основной функции просто генератора он позволяет измерять емкость, сопротивление, автоматически снимать АЧХ с экспортом на компьютер. Также формировать сигналы ШИМ (PWM) для одноактных и двухтактных схем с автоматической защитой или управляемые по обратной связи. Выполнен на доступных деталях и прост в настройке.

Теперь кратко о технических характеристиках:

— Габариты п/п 67 *88 *19 мм, разработана специально для установки в корпус Z-19

— Дисплей 2*16 символов, светодиодная подсветка.

— Питание 3,7 — 5 вольт. 3 элемента типа ААА или литиевый аккумулятор или внешнее. Максимальное потребление 40 мА

— Выходное напряжение Vp-p аналоговый выход — 3,3v.

— Частота дискретизации DDS -1,6 МГц. Разрешение цифровой части (PWM) 62.5 nS

— Диапазон частот аналоговой части 0-600 кГц, Цифровой 50Гц-320 кГц / PWM-7bit(0-100%).

— Встроенные отключаемые фильтра

— Диапазон измерений емкости: 100pF — 10uF с точностью +/-5%

— Диапазон измерения сопротивления 10 Ом — 200кОм с точностью +/-5%

— Цифровые вход и выход внешней синхронизации, открытый и закрытый входа.

— Аналоговый вход.

— Выходной делитель 1/10 для аналоговой части.

— Управление — энкодер с прогрессивной харракеристикой

— Память на 4 формы сигнала пользователя, импорт и экспорт на компьютер. Есть ручная настройка.

— Автоматическое снятие АЧХ без дополнительных приборов, экспорт на компьютер. Режим просмотра без компьютера.

— Генератор видеосигнала — вертикальные полосы — градации яркости

— Базовые сигналы -синусоида, прямоугольник, пила прямая и обратная, треугольник, ЭКГ, белый шум.

— Свип генератор с настройкой полосы и скорости изменения.

— Формирование пачек импульсов с внешней сихронизацией.

— Контроль источника питания, подзарядка аккумулятора, если есть.

Внешний вид (все картинки кликабельны)

Вариант компоновки в корпусе Z-19. Вместо отсека для батареек можно расположить литиевый аккумулятор.
Гнезда для подключения можно расположить на передней панели и клеммы в плату не запаивать.

DDS генератор сигналов «OSKAR-DDS»
Аппаратная часть

Схема генератора выполнена на доступных деталях и проста в настройке.

Немного подробнее о схеме.

Ядром является микроконтроллер PIC18F26K22 фирмы «MICROCHIP», который собственно и выполняет все функции прибора. Аналоговая часть выполнена на сдвоенном операционном усилителе MCP6022 с полосой единичного усиления 10 МГц, цифровом сдвоенном переменном резисторе MCP41010, сдвоенном ОУ MCP602 и аналоговом коммутаторе.

Сдвоенный переменный резистор используется для регулировки уровня выходного сигнала и регулировки смещения по постоянному току выходного сигнала. Источник опорного напряжения и буфер виртуальной земли (аналоговая земля) выполнен на MCP602.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ соединять цифровую и аналоговую земли!!!

В качестве дисплея использован черно-белый символьный индикатор 2*16 BC1602 или совместимые.

Питание всей схемы выполняется от стабилизированного источника 3,3 вольта (LM2950-3.3). Управление питанием выполнено на транзисторах Т1 и Т2.

Питание аналоговой части, несмотря на применение ОУ Rail-to-Rail, выполнено с изюминкой. На D3 сделано смещение в минус, примерно 0,25V, и в плюс до напряжения питания, как минимум 0,2V (падение на LowDrop LM2950), чем обеспечивается высокое качество сигнала во всем диапазоне амплитуд.

Все элементы установлены на двухсторонней печатной плате с одной стороны, а дисплей с подсветкой, клеммы, кварц, гнездо питания и энкодер с другой. В итоге получается компактная, жесткая конструкция.

Расположение элементов (кликабельно)

Для сборки нам понадобятся

А также терпение, умение и прямые руки.

DDS генератор сигналов «OSKAR-DDS»
Описание работы и управление.

Описание входов и выходов

Итак, клеммы подключения слева на право:

1 — AGND — Аналоговая виртуальная земля. Не соединять с цифровой землей!!!

2 — AUOT 1/10 — Аналоговый выход с делителем 1/10.

3 — AUOT 1/1 — Аналоговый выход. Максимальное напряжение по отношению к аналоговой земле +3,3/-3,3 вольт.

4 — Аналоговый вход Сх. Универсальный вход. Работает по отношению к цифровой земле. Максимальное входное напряжение без повреждения — 10 вольт. Так же вход RS232 9600 8N1.

5 — PWM — Выход цифрового модуля PWM. Выходные уровни — цифровые CMOS 3,3 вольт.

6 — PWM1 — Выход цифрового модуля PWM1. Выходные уровни — цифровые CMOS 3,3 вольт.

7 — Цифровая земля.

8 — Выход SYN. Выходные уровни — цифровые CMOS 3,3 вольт. Так же выход RS232 9600 8N1.

9 — SYN in — закрытый вход синхронизации. Максимальное входное напряжение без повреждения — 50 вольт. Входное сопротивление более 100кОм.

10 — SYN in — открытый вход синхронизации. Максимальное входное напряжение без повреждения — 50 вольт. Входное сопротивление более 100кОм.

На всех выходах включены защитные резисторы 100 Ом.

На всех входах включены защитные резисторы 10 кОм.

Управление

Все управление сделано одним энкодером. Есть следующие комбинации:

Длинное нажатие (более 1 сек.) Включение и выключение прибора.
При выключении запоминаются все настройки и текущий режим. После включения будет в том же месте, с генерацией того же сигнала.

Короткое нажатие — выбор параметра для изменения.

Вращение — смена параметра, отображенного на дисплее. Вправо — увлечение. Влево — уменьшение.
Скорость изменения зависит от скорости вращения, так например в зависимости от скорости вращения изменение частоты может быть и 0,1 Гц и 10000 Гц на один щелчок. Это позволяет оперативно и точно настроить любые параметры и не утомляет оператора.

Питание

Питание от однополярного источника напряжением от 3,7 до 5 вольт. Превышение 5 вольт приводит к порче прибора.

Внутненее питание от стабилизатора 3,3 вольт.

Допустимо использовать:

— три батарейки по 1,5 вольт (конструктив рассчитан на установку батарейного отсека 3*ААА.

— Литиевый аккумулятор со схемой защиты, монтажный или от мобильного телефона.

— Внешний источник стабилизированного напряжения 5 вольт/200мА, благо сейчас полно USB зарядок. Если при этом есть встроенный аккумулятор, то он будет заряжаться. Как такового контроллера заряда нет, зарядка идет ограниченным током. По этому следует ограничивать время заряда и не применять аккумуляторы емкостью не менее 900мА/час. Также обязательным условием является схема защиты на самом аккумуляторе. (от мобильных все имеют).

Изолированное питание позволяет применять генератор для устройств под напряжением, в том числе под напряжением сети. Следует проявлять осторожность и меры защиты от поражения электрическим током.

Частотные характеристики

В генераторе есть два подключаемых активных фильтра НЧ с частотами среза 300 кГц и 20кГц

Частотная характеристика без фильтра (для синусоидального сигнала)

Частотная характеристика с фильтром 300 кГц (для синусоидального сигнала)

Частотная характеристика с фильтром 20 кГц (для синусоидального сигнала)

Включение фильтров для цифровых сигналов будет искажать форму сигнала.

Режимы работы

Генератор синусоиды

Диапазон частот от 0,09 Hz до 600 кГц. Рекомендуется включать соответствуюшие фильтра для качественного сигнала.

— Максимальная амплитуда Vp-p 3.3 вольт. Регулировка 256 шагов

— Смещение по постоянному току +/- 1,65 вольт. Регулировка 256 шагов

Дополнительные режимы

Режим пачек импульсов (PULSE MODE).

1 — Режим пульса с выводом синхросигнала на выход SYN OUT. «PULSE ENABLE»

Генерируется сигнал с установками сделанными ранее, длительностью TIME PULSE.

Окончание генерации сопровождается установкой «0» на выходе SYN OUT.

Выдерживается пауза длительностью TIME PAUSE, причем во время паузы устанавливается уровень по постоянному току PAUSE LEVEL. И так по кругу.

Настройка этих параметров в разделе «SETTING»

Диапазон изменения таймеров паузы и пульса — от 0 до 1,048 секунды с шагом 64 мкс.

Уровень паузы по постоянному току +/- 1,65 вольт. Регулировка 256 шагов

Выход SYN OUT формирует сигнал по отношению к цифровой земле.

2 — Режим пульса (генерации) от внешнего синхро сигнала.»ONE PULS SYNC»

Начало по фронту импульса.

Начало генерации сопровождается установкой «1» на выходе SYN OUT.

По внешнему синхро сначала выжидается пауза с установленным PAUSE LEVEL длительностью TIME PAUSE, затем формируется однократно пачка длительностью TIME PULSE ,и потом все сначала, с ожидания фронта синхросигнала.

3 — Режим генерации от внешнего синхро сигнала.»START OF SYNC»

Начало по фронту импульса.

Начало генерации сопровождается установкой «1» на выходе SYN OUT.

Окончание генерации сопровождается установкой «0» на выходе SYN OUT. Выход SYN OUT формирует сигнал по отношению к цифровой земле.

По внешнему синхро сначала выжидается пауза с установленным PAUSE LEVEL длительностью TIME PAUSE, затем включается генератор непрерывно. Для запуска сначала надо нажать на энкодер и цикл начнется сначала, с ожидания фронта синхросигнала.

Выбран режим генератора синусоиды, вращение енкодера — смена режима, нажатие — установки режима.

Стрелочки слево и вправо обозначают что при вращении режим будет изменен.

Регулировка амплитуды

звездочка и название параметра обозначают, какой именно параметр будет меняться при вращении.

Выбор частоты

Сдвиг по постоянному уровню

Выбран режим установок, вращение енкодера — смена режима, нажатие — установки режима.

Стрелочки слево и вправо обозначают, что при вращении режим будет изменен.

Подключение фильтров. Изменение — вращение.

Фильтры отключены. Подключен фильтр 300 кГц. Подключен фильтр 20кГц

Переключение дополнительных режимов пульса. Изменение — вращение.

Режим пульса отключен. Режим запуска от синхро. Режим однократного запуска. Режим авто с выводом синхро.

Глобальные настройки — SETUP. Изменение — вращение.

Начальный экран. Настройка контраста дисплея. Вкл/выкл подсветки. Напряжение питания. Показать серийный номер.

Синусоида 1000 Гц.

Синусоида 90 кГц без применения фильтров. Видны ступеньки.

Синусоида 90 кГц с фильтром на 300 кГц. Теперь все хорошо

Синусоида 300 кГц с фильтром на 300 кГц. Картинка красивая, незначительно упала амплитуда, согласно АЧХ.

Синусоида 600 кГц с фильтром на 300 кГц. Картинка не красивая, упала амплитуда, согласно АЧХ.
Частоты свыше 300к — для снятия АЧХ, для полного применения нужен нормальный внешний фильтр НЧ с частотой среза 600к.

Синусоида 5 кГц с фильтром на 300 кГц. Сдвиг по постоянному уровню в плюс.

Синусоида 5 кГц с фильтром на 300 кГц. Сдвиг по постоянному уровню в минус.

Синусоида 58 кГц с фильтром на 300 кГц. Режим пульса, пауза и время 2,1 mS

Синусоида 58 кГц с фильтром на 300 кГц. Режим пульса, пауза и время 1.98 mS,
Выход синхросигнала

Синусоида 58 кГц с фильтром на 300 кГц. Режим пульса однократный, пауза и время 1.98 mS,
Вход синхросигнала внешнего 100Гц. От фронта выдержка паузы с уровнем, затем пачка.

Размах входящего синхросигнала должен быть не менее 3-х вольт. Если есть постоянная составляющая, использовать закрытый вход.

Генератор прямоугольного, пилообразного, обратного пилообразного, треугольного сигнала.

Иллюстрации отображения на индикаторе

Иллюстрации осциллограмм сигнала с генератора

Генератор сигнала ЭКГ.

Иллюстрации

Рекомендуется подключать фильтр 20 кГц для качественного сигнала.

Настраиваемые параметры: Амплитуда, сдвиг по постоянному уровню, тональность.

Так же доступны все дополнительные режимы и их регулировки.

Иллюстрации

Осциллограмма

Генератор низкочастотного телевизионного сигнала.

Рекомендуется отключать фильтр для качественного сигнала.

Полный Ч/Б видеосигнал из двух полукадров(625 строк), вертикальные полосы — градации серого.

Настраиваемые параметры: Амплитуда, сдвиг по постоянному уровню.

Иллюстрации

Осциллограмма 1 строки

Свип генератор.

Принцип работы — генерация синусоидального сигнала он начальной частоты FRQ START
до конечной частоты FRQ END с шагом по частоте FRQ STEP и временем на 1 шаг TIME STEP.

Диапазон перестроек частот и шага 0,09Гц — 600 кГц, времени от 64 мкс до 1 сек.

Также настраиваются параметры: Амплитуда, сдвиг по постоянному уровню, запись лог файла вкл/выкл (LOG ENABLE /LOG DISABLE)

Рекомендуется подключать соответствующий фильтр для качественного сигнала, в зависимости от частотного диапазона.

Уровень постоянной составляющей в паузе так же берется из соответствующей настройки.

Дополнительные режимы не доступны.

Рекомендуется выбирать время шага не менее 10-20 периодов самого низкого сигнала для снятия АЧХ.

Запись лога применяется для автоматического снятия АЧХ исследуемого устройства. Глубина лога — 1280 значений. Для каждого значения записывается частота и измеренная амплитуда постоянного сигнала на аналоговом входе Сх. Максимальное напряжение на входе — 3,3 вольт для максимального отсчета.

Запись начинается всегда сначала с самой маленькой частоты. Для записи всей АЧХ требуется выполнение условия: (Частота конечная — частота начальная)/ шаг частоты

Дополнительно выставляется пауза между циклами, равная установки времени паузы и генерируется синхроимпульс на выходе SYN OUT, длинна которого в высоком состоянии равна времени генерации. В паузе SYN OUT =»0″.

Иллюстрации

Осциллограмма

Подробнее об автоматическом получении АЧХ исследуемого устройства и просмотре лога.

Итак, требуется снять АЧХ фильтра пробки, образованной колебательным контуром из индуктивности и емкости.
Также путем косвенных измерений узнаем значение индуктивности, при известной емкости.

Соберем схему показанную на рисунке:

Исследуемый колебательный контур состоит из индуктивности и конденсатора C2,нагруженный на резистор R1.

Данная цепочка подключается к выходу генератора — OUT и AGND.

Соберем измерительную схему. Развязку по постоянному току выполняет С3, за ним стоит детектор по схеме удвоения на диодах D1 и D2. Который в свою очередь нагружен на R3 , пульсации сглаживает конденсатор C1.

Измерительная схема подключена к входам Сх и GND.

Настроим генератор, для этого установим в настройках время паузы — 100mS, уровень сигнала во время паузы — минимальный. Переходим в раздел Свип-генератор, устанавливаем частоту старта 10 кГц, частоту окончания 15 кГц, шаг перестройки — 50Гц, время перестройки 20mS, амплитуду максимальную, смещение нулевое, лог -включить, выходим на начало и ждем какое-то время.

Иллюстрации к настройкам

Пока ждем, подключим осциллограф ко входу Сх

Явно импульс стробирования длинной 100 mS, и АЧХ с характерным провалом на резонансе фильтра — пробки.

Значит мы правильно выбрали диапазон перестройки.

Перходим в раздел просмотра лога

Выбираем просмотр

И вращая энкодер, просматриваем частоту и амплитуду. Можно в уме выбрать минимальное значение, можно переписать на листик и по точкам построить АЧХ, но это не наш метод.

Воспользуемся компьютером.
Нам понадобится USB-COM TTL преобразователь, например такой

Подключаем
GND — GND
RXD — SYN OUT

На компьютере запускаем программу гипертерминал, выбираем COM порт, который создался при установке преобразователя USB-COM.
Настраиваем скорость 9600 8N1, включаем запись данных с порта в файл, подключаемся к порту.

На генераторе выбираем пердачу данных, и вращением запускаем пердачу.

После окончания выключаем связь, закрывем файл.
Смотрим, что получили

Должно быть чтото типа этого

Если все в порядке, тогда запускаем EXCEL и строим график

Теперь все очень наглядно, частота резонанса — 13кГц.

Должен сказать,что я примерно знал номинал индуктивности, по этому выбрал именно этот диапазон для снятия АЧХ

Теперь самое время взять калькулятор и рассчитать индуктивность по известной формуле LC резонанса.

У меня получилось 149,9 микрогенри, а сам дроссель взят из коробочки с надписью 150 микрогенри.

Аналогичным образом снимается АЧХ любого четырехполюсника, главное обеспечить сигнал на входе Сх достаточной амплитуды.

В дополнение

— Если у Вас стандартный COM порт, а не TTL то тогда надо выбрать инверсную передачу. Но следует помнить, что не все порты понимают сигнал амплитудой всего 3 вольта.

-Схема детектора должна иметь низкое выходное сопротивление, или шунтировать вход Сх конденсатором на землю. Но в последнем случае требуется не высокая скорость изменения частоты.

Измерение емкости и сопротивления.

Тут все просто,подключаем и смотрим

Режим генерации произвольного сигнала. Редактирование, загрузка и выгрузка формы сигнала.

Диапазон частот от 0,09 Hz до 600 кГц. Рекомендуется включать/отключать фильтра для качественного сигнала, в зависимости от формы и частоты.

Все остальные параметры, режимы, управление соответствуют генератору синусоидального сигнала.

Так же доступны все дополнительные режимы и их регулировки.

Количество форм сигналов — 4, пронумерованных от #0 до #3. Размер таблицы на период — 256 отсчетов. Для каждого отсчета указывается амплитуда от 0 до 255.

Генерация произвольного сигнала.

Перейти в режим USER #x WAVE. Доступны регулировки частоты, амплитуды, сдвига по постоянному уровню и выбор номера сигнала

Иллюстрации к настройкам и предустановленным сигналам

Ручное редактирование произвольного сигнала.

Перейти в режим USER #x EDIT.

В процессе редактирования сигнал продолжает генерироваться с параметрами установленными в предыдущем разделе и его можно наблюдать, например на осциллографе.

Первым делом нужно выбрать номер таблицы,которую будем редактировать, при входе в режим она совпадает с номером, выбранным в предыдущем режиме. И форма сигнала загрузится из той же таблицы.

Если для образца редактирования требуется синусоида, то требуется зайти в меню генерации пользовательского сигнала, выбрать номер таблицы, затем прейти назад в режим свип-генератора и вернуться вперед в редактирование.

В этом случае образцом редактирования будет синус и номер таблицы из предыдущего меню. Если в режиме редактирования изменить номер таблицы, то и форма сигнала будет перезагружена из пользовательских данных.

Следующим пунктом выбирается редактирование сигнала.

Выбирается вращением позиция в таблице POS от 0 до 255

Нажимаем и выбираем амплитуду в этой позиции

Нажимаем и попадаем в выбор следующей позиции.

Для выхода требуется переход позиции из значения 255 в 0.

Появится приглашение сохранения в память данной таблицы

Вращением сохраним, или нажимаем и идем дальше.

Следующее приглашение на экспорт на компьютер данной таблицы. Подключение к COM порту такое же как и в случае экспорта АЧХ. Также доступен экспорт в инверсии сигнала порта, как описано ранее, в следующем пункте.

Сохранив аналогично описанному ранее получим масив данных,например такой

В этом режиме сигнал не генерируется, а идет ожидание данных с компьютера в формате
#001:127 0x0D 0x0A

Где # — признак начала, затем номер позиции — 3 цифры от 000 до 255, затем двоеточие — разделитель

затем значение амплитуды 3 цифры от 000 до 255, затем коды конца строки и перевода каретки.

Можно передавать сколько угодно данных пока не выйти из режима нажатием.

Подключение только через USB-TTL переходник, TXD соединяется с клеммой SYN OUT после входа в режим загрузки.
Подключение
GND — GND
TXD — SYN OUT

В процессе ввода на индикаторе будут отображаться номер позиции, который изменен.

Далее не меняя номер таблицы прейти в редактирование, где можно посмотреть введенные данные.Также можно посмотреть осциллограмму на выходе и затем сохранить.

Без сохранения таблица хранится только в оперативной памяти и после выключения будет потеряна

Цифровая часть генератора

Модуль PWM , общая информация.

Генератор обеспечивает сигналы для всех типовых схем преобразователей в диапазоне частот от 50Гц до 320кГц.

Типовые схемы преобразователей (упрощенные) и их подключение.

Типовые временные диаграммы.

Эта диаграмма для полумостового преобразователя.

В обратноходовом отсутствует сигнал PWM1 и заполнение (FILL) может достигать 100% от периода.

Для гарантированного отсутствия сквозных токов генератор формирует регулируемое время задержки от 0 до 7,937 микросекунды с шагом 62,2 nS для высокочастотного модуля и 1/200 периода для низкочастотного.

Заполнение регулируется от 0 до 100% с шагом 1%.

Предусмотрено два основных режима работы — стандартный и авто.

В стандартном режиме сигнал с датчика тока R поступает на вход Сх и если он превышает 200mV то Модуль PWM отключится (выходной сигнал =0 на PWM и PWM1) до момента прекращения перегрузки.
Если защита от перегрузки не нужна, вход Сх оставить не подключенным или соединить с GND для устранения наводок..

В автоматическом режиме используется датчик выходного напряжения и через оптопару подается на вход Сх.
Питание оптопары можно взять с аналоговой земли (если установлено нулевое смещение в аналоговом генераторе).

При росте выходного напряжения оптопара открывается и напряжение на входе Сх растет. Генератор автоматически уменьшает заполнение вплоть до нуля. Чувствительность входа для полного выключения порядка 1 вольта.

Для предотвращения перегрузки заполнение не может превысить установленного значения для основного режима. Таким образом если установить FILL = 50% и режим Авто то заполнение будет автоматически регулироваться в предела 0-50%

Если обратная связь не требуется, вход Сх оставить не подключенным или соединить с GND для устранения наводок.

Для высокочастотного преобразователя вместо параметра FILL выступает параметр Delay.

К выходу генератора напрямую можно подключать только транзисторы в управлением по логическому уровню и небольшой емкостью затвора. На выходах уже присутствуют резисторы 100 Ом.

Во всех остальных случаях требуется применение драйверов. Также они нужны для полумостовой схемы сетевого преобразователя, как в компьютерном блоке питания.

Выходное напряжение выходов PWM «0» — 0V «1» — 3V

Входное сопротивление входа Сх — 10 кОм.

Модуль PWM LF HB, LF — низкая частота, Half Bridge — полумост

Типовая осциллограмма

Регулируемые параметры

Частота

Заполнение

Режим

Иллюстрации отображения на индикаторе

Переключение в ручной, автоматический, заполнение в автоматическом

Основное применение — инверторы промышленной частоты.

Модуль PWM LF FL, LF — низкая частота, FL — flyback – обратноходовый

Диапазон частот 50 Гц — 4800 Гц с переменным шагом

Режим работы — стандартный и авто.

Заполнение 0-100%

Гарантированный защитный интервал 1/100 периода.

Типовая осциллограмма

Сигнал генерируется на выходе PWM и дублируется на аналоговом выходе с возможностью регулировки амплитуды и смещения.
Регулируемые параметры

Частота

Заполнение

Режим

Амплитуда

Смещение

Иллюстрации отображения на индикаторе

Выбор режима, частоты, заполнения

Переключение в ручной, автоматический, установка амплитуды

Установка смещения, режим автоматической работы

В автоматическом режиме — заполнение всегда не более установленного в стандартном режиме.

В стандартном режиме — выключение при появлении сигнала на входе Сх

Основное применение — обратноходовые преобразователи низкой частоты, ШИМ управление на низкой частоте.

Модуль PWM HF HB, HF — высокая частота, Half Bridge — полумост

Диапазон частот 3906Гц — 250кГц

Режим работы — стандартный и авто.

Защитный интервал (DELAY TIME) 250 nS — 7397 nS c шагом 62,5 nS в автоматическом режиме

Защитный интервал (DELAY TIME) 0 — 7397 nS c шагом 62,5 nS в стандартном режиме

Уменьшение мощности на выходе при обратной связи производится путем увеличения защитного интервала. На частотах 60 кГц и выше обеспечивается 100% шим регулирование, на более низких ШИМ заполнение не уменьшается до нуля.

Типовая осциллограмма

Регулируемые параметры

Частота

Время защитного интервала

Режим

Иллюстрации отображения на индикаторе

Выбор режима, частоты, времени

Стандартный, автоматический. Добавляется буква А.

В автоматическом режиме — защитный интервал всегда не менее установленного в стандартном режиме.

В стандартном режиме — выключение при появлении сигнала на входе Сх

Основное применение — полумостовые преобразователи низкого и высокого напряжения, ШИМ регулирование, сетевые источники питания, повышающие преобразователи.

Модуль PWM HF FL, HF — высокая частота, FL — flyback – обратноходовый

Диапазон частот 5 кГц — 320 кГц с переменным шагом

Режим работы — стандартный и авто.

Заполнение 0-100%

Регулируемый защитный интервал (DELAY TIME) 0 — 7397 nS c шагом 62,5 nS

Типовая осциллограмма

Сигнал генерируется на выходе PWM. Дополнительно генерируется сигнал на PWM1. Высокий уровень во время выключенного PWM, с защитным интервалом, например для управления синхронным выпрямителем.
Регулируемые параметры

Частота

Заполнение

Время защитного интервала

Режим

Иллюстрации отображения на индикаторе

Стандартный режим, автоматический режим

Установка частоты, заполнения

В автоматическом режиме — заполнение всегда не более установленного в стандартном режиме.

В стандартном режиме — выключение при появлении сигнала на входе Сх

Основное применение — обратноходовые преобразователи, источники питания, ШИМ управление.

В разделе HELP информация, если вдруг забыли, что куда подключать. Картинок не будет, Почитаете.

DDS генератор сигналов «OSKAR-DDS»
Калибровка, настройка.

Правильно собранный генератор из исправных деталей необходимой точности не нуждается в настройке.

Что следует проверить

Линейность работы ЦАП на матрице R-2R.

Для этого запустить генератор пилообразного напряжения и проверить линейность наклонного участка. Если видна большая нелинейность то следует применить резисторы R30-R45 более высокого класса точности или подобрать. Для 8-битного ЦАП требуемая точность 0,5%. Но реально подобрать из вдвое большего количества обычных, 5%.

Также проверить точность измерения резисторов и конденсаторов. Если не в допуске — подобрать R28. Или применять 1%. Он одновременно влияет и на измерение резисторов, и на измерение конденсаторов.
Других настраиваемых элементов нет. Точность остальных резисторов и конденсаторов,кроме блокировочных по питанию и переходных достаточна 5%.

Еще замечание, как оказалось 74HC4066 не все одинаково хороши, с микросхемами некоторых фирм наблюдается завал на ВЧ участке. Я стараюсь применять ST.

Теперь осталось только одно, установить в корпус,по желанию. У меня прижилось в половинке корпуса Z-19 с литиевым аккумулятором и пружинными клеммами.

DDS генератор сигналов «OSKAR-DDS»
Прошивка.

Для тех, кто осилил прочтение до конца —

День нулевой

До того, как наступят выходные, у меня было немного времени подумать над реализацией. Чтобы упростить себе задачу, решил сделать генератор не в виде отдельного устройства с кнопками и LCD экраном, а в виде устройства, которое подключается к ПК через USB. Для этого у меня есть плата USB2RS232 . Плата драйверов не требует (CDC), поэтому, я думаю, что и под Linux будет работать (для кого-то это важно). Так же, не буду скрывать, что с приемом сообщений по RS232 я уже работал. Модули для работы с RS232 буду брать готовые c opencores.com .

Для генерации синусоидального сигнала потребуется ЦАП. Тип ЦАП я выбрал, как и в исходном проекте — R2R на 8 бит. Он позволит работать на высоких частотах, порядка мегагерц. Убежден, что ПЛИС с этим должна справиться

День первый

В связи с тем, что модуль DDS я уже делал в своем синтезаторном проекте, то я сразу взялся за паяльник и начал паять ЦАП на резисторах. Плату взял макетную. Монтаж делал с применением накрутки . Единственное изменение, которое коснулось технологии — я отказался от кислоты Ф38Н для лужения стоек в пользу индикаторного флюс-геля ТТ . Суть технологии проста: в печатную плату впаиваю стойки, на них со стороны печатного монтажа припаиваю резисторы. Недостающие соединения выполняю накруткой. Еще, стойки удобны тем, что я их могу вставить прямо в плату ПЛИС.

К сожалению, дома в наличии не оказалось резисторов 1 и 2 килоома. Ехать в магазин было некогда. Пришлось поступиться одним из своих правил, и выпаять резисторы из старой не нужной платы. Там применялись резисторы 15К и 30К. Получился вот такой франкенштейн:

После создания проекта нужно задать целевое устройство: Меню Assigments -> Device

В проекте я «нахадркодил» неуправляемый главный модуль DDS на фиксированную частоту.

Модуль генератора на 1000 Гц

module signal_generator(clk50M, signal_out);
input wire clk50M;
output wire signal_out;
wire clk200M;
osc osc_200M
reg accumulator;
assign signal_out = accumulator;
//пробуем генерировать 1000 Гц
//50 000 000 Hz — тактовая частота внешнего генератора
//2^32 = 4 294 967 296 — разрядность DDS — 32 бита
//делим 1000Hz / 50 000 000 Hz / 2 * 4294967296 => 42949,67296
always @(posedge clk50M) begin
accumulator
После этого нажал «Start Compilation», чтобы среда разработки задалась вопросом, какие у нас линии ввода вывода есть в главном модуле проекта и к каким физическим PIN»s они подключены. Подключить можно практически к любому. После компиляции назначаем появившиеся линии к реальным PIN микросхемы ПЛИС:

Пункт меню Assigments -> Pin Planner

На линии HS_OUT, key0 и key1 прошу пока не обращать внимание, они появляются в проекте потом, но скрин в самом начале я сделать не успел.

В принципе, достаточно «прописать» только PIN_nn в столбце Location, а остальные параметры (I/O standart, Current Strench и Slew Rate) можно оставить по умолчанию, либо выбрать такие же, что предлагаются по умолчанию (default), чтобы не было warning»ов.

Как узнать какому PIN соответствует номер разъема на плате?

Номера контактов разъема подписаны на плате

А пины ПЛИС, к которым подключены контакты разъема, описаны в документации, которая идет в комплекте с платой ПЛИС.

После того, как пины назначены, компилирую проект еще раз и прошиваю с помощью USB программатора. Если у вас не установлены драйверы для программатора USB Byte blaster, то укажите Windows, что они находятся в папке, куда у вас установлен Quartus. Дальше она сама найдет.

Подключать программатор нужно к разъему JTAG. А пункт меню для программирования «Tools -> Programmer» (либо нажать значек на панели инструментов). Кнопка «Start», радостное «Success» и прошивка уже внутри ПЛИС и уже работает. Только не выключайте ПЛИС, а то она все забудет.

Tools -> Programmer

ЦАП подключен к разъему платы ПЛИС. К выходу ЦАП подключаю осциллограф С1-112А. В результате должна получиться «пила» потому что на выход 8 бит выводится старшая часть слова DDS аккумулятора фазы. А оно всегда увеличивается, пока не переполнится.

Каких-то 1.5 часа и для частоты в 1000 Гц я вижу следующую осциллограмму:

Хочу заметить, что «пила» по середине имеет небольшой перелом. Он связан с тем, что резисторы имеют разброс значений.

Еще один важный момент, который нужно было выяснить — это максимально возможная частота, с которой будет работать DDS генератор. При правильно настроенных параметрах TimeQuest, после компиляции в «Compilation Report» можно увидеть, что скорость работы схемы выше 200 МГц с запасом. А это значит, что частоту генератора 50 МГц я буду умножать с помощью PLL на 4. Увеличивать значение аккумулятора фазы DDS буду с частотой 200 МГц. Итоговый диапазон частот, который можно получить в наших условиях 0 — 100 МГц. Точность установки частоты:

200 000 000 Гц (clk) / 2^32 (DDS) = 0,047 Гц

То есть, это лучше, чем ~0.05 Гц. Точность в доли герца для генератора с таким диапазоном рабочих частот (0…100 МГц) считаю достаточной. Если кому-то потребуется повысить точность, то для этого можно увеличить разрядность DDS (при этом не забыть проверить TimeQuest Timing Analyzer, что скорость работы логической схемы укладывалась в CLK=200 МГц, ведь это сумматор), либо просто снизить тактовую частоту, если такой широкий диапазон частот не требуется.

TimeQuest Timing Analyzer

После того, как я увидел на экране «пилу», семейные дела заставили меня ехать на дачу (выходной же). Там я косил, варил, жарил шашлык и не подозревал о том сюрпризе, что ждал меня вечером. Уже ближе к ночи, перед сном, я решил посмотреть форму сигнала для других частот.

Для частоты 100 КГц

Для частоты 250 КГц

Для частоты 500 КГц

Для частоты 1 МГц

День второй

В связи с тем, что было интересно, как будет работать ЦАП на резисторах 100 и 200 Ом, я сразу взялся за паяльник. На этот раз ЦАП получился более аккуратным, а времени на его монтаж ушло меньше.

Ставим ЦАП на плату ПЛИС и подключаем к осциллографу

Проверяем 1 МГц — ВО! Совсем другое дело!

Пила 10 МГц

Пила 25 МГц

Форма пилы на 10 МГц еще похожа на правильную. Но на 25 МГц она уже совсем «не красивая». Однако, у С1-112а полоса пропускания — 10 МГц, так что в данном случае причина может быть уже в осциллографе.

В принципе, на этом вопрос с ЦАП можно считать закрытым. Теперь снимем осциллограммы высокоскоростного выхода. Для этого, выведем старший бит на отдельный PIN ПЛИС. Данные для этой линии будем брать со старшего бита аккумулятора DDS.

Assign hs_out = accumulator;

Меандр 1 МГц

Меандр 5 МГц

Меандр 25 МГц

Меандр 50 МГц уже практически не виден

Но считаю, что выход ПЛИС стоило бы нагрузить на сопротивление. Возможно, фронты были бы круче.

Синус делается по таблице. Размер таблицы 256 значений по 8 бит. Можно было бы взять и больше, но у меня уже был готовый mif файл. С помощью мастера создаем элемент ROM с данными таблицы синуса из mif-файла.

Создание ROM — Tools -> Mega Wizard Plugin manager

Выбираем 1 портовую ROM и задаем название модулю

Соглашаемся

Тут тоже соглашаемся

С помощью browse находим наш mif файл с таблицей синуса

Тут тоже ничего не меняем

Снимаем галочку с модуля sine_rom_bb.v — он не нужен. Дальше finish. Квартус спросит добавить модуль в проект — соглашаемся. После этого, модуль можно использовать так же, как любой другой модуль в Verilog.

Старшие 8 бит слова аккумулятора DDS будут использоваться в качестве адреса ROM, а выход данных — значение синуса.

Код

//sine rom
wire sine_out;
sine_rom sine1(.clock(clk200M), .address(accumulator), .q(sine_out));

Осциллограмма синуса на разных частотах выглядит… одинаково.

При желании, можно рассмотреть проблемы ЦАП, связанные с разбросом резисторов:

Чтож, на этом выходные кончились. А ведь еще не написано ПО для управления с ПК. Вынужден констатировать факт, что в запланированные сроки я не уложился.

День третий

Времени совсем мало, поэтому программу пишем на скорую руку (в лучших традициях). Местами, чтобы сократить количество букв и удобство ввода информации с клавиатуры, применяется фильтр событий по имени виджета. Прошу понять и простить.

Интерфейс

Ссылки с аналогами

Далеко не полный список
Функциональный DDS генератор. Создан базе AVR. Частоты 0… 65534 Гц.
Обзор DDS-генератора GK101. Создан с применением ПЛИС Altera MAX240. Частоты до 10 МГц.
Многофункциональный генератор на PIC16F870. Частотный диапазон: 11 Гц — 60 кГц.
генераторы
Добавить метки

В первой части статьи рассматривается схемотехническое решение, устройство и конструкция DDS генератора (генератор с прямым цифровым синтезом формы сигнала) на микроконтроллере ATmega16 . В приборе, кроме синтеза сигнала различной формы и частоты, реализуется возможность регулировки амплитуды и смещения выходного сигнала.

Основные характеристики прибора:

• простое схемотехническое решение, доступные компоненты;
• односторонняя печатная плата;
• сетевой источник питания;
• специализированный выход частоты от 1 МГц до 8 МГц;
• DDS выход с регулировкой амплитуды и смещения;
• форма выходного DDS сигнала: синусоида, прямоугольные импульсы, пилообразные импульсы, треугольные импульсы, ЭКГ, шум;
• для отображения текущих параметров используется двухстрочный ЖК дисплей;
• пятикнопочная клавиатура;
• шаг перестройки частоты: 1, 10, 10, 1000, 10000 Гц;
• восстановление последней конфигурации при включении;
• регулировка смещения: -5 В … +5 В;
• регулировка амплитуды: 0 … 10 В;
• регулировка частоты: 0 … 65534 Гц.

За основу прибора, а точнее алгоритм работы микроконтроллера, была взята разработка DDS генератора Jesper Hansen . Предложенный алгоритм был немного переработан и адаптирован под компилятор WinAVR-GCC

Сигнальный генератор имеет два выхода: выход DDS сигнала и выход высокочастотного сигнала (1 — 8 МГц) прямоугольной формы, который может использоваться для «оживления» микроконтроллеров с неправильными установками Fuse-битов или для других целей.

Высокочастотный сигнал поступает непосредственно с микроконтроллера, с вывода OC1A (PD5). DDS сигнал формируется микроконтроллером с использованием цепочки резисторов R2R (ЦАП), регулировка смещения и амплитуды возможна благодаря использованию низкопотребляющего операционного усилителя LM358N .

Блок-схема DDS генератора

Как видно, для питания устройства необходимо три напряжения: +5 В, +12 В, -12 В. Напряжения +12 В и -12 В используются для аналоговой части устройства на операционном усилителе для регулировки смещения и амплитуды.

Принципиальная схема источника питания изображена на рисунке ниже.

В источнике питания используются стабилизаторы напряжения LM7812 , LM7805 , LM7912 (стабилизатор отрицательного напряжения -12 В).

Внешний вид источника питания для генератора

Возможно использование компьютерного блока питания форм-фактора ATX, для этого необходимо распаять переходник в соответствии со схемой:

Принципиальная схема прибора

Для сборки прибора потребуется:

• микроконтроллер ATmega16;
• кварцевый резонатор 16 МГц;
• стандартный двухстрочный ЖК индикатор на базе контроллера HD44780 ;
• R2R ЦАП выполненный в виде цепочки резисторов;
• сдвоенный операционный усилитель LM358;
• два потенциометра;
• пять кнопок;
• несколько коннекторов и разъемов.

Рисунок печатной платы

Примененные компоненты, за исключением микроконтроллера и разъемов, в корпусах для поверхностного монтажа (smd).

Прибор смонтированный в корпусе

Тестовый запуск

Загрузки

Принципиальная схема и печатная плата (формат Eagle) —
Проект для симуляции в среде Proteus —

• Кто пробовал сваять?
• Смотрите ветку Функцинальный генератор, начиная с 4 поста идет обсуждение этой конструкции, и пользователи QED и куко собрали этот генератор. И в протеусе был проверен — работает.
• скажите кто-нибудь, пожалуйста, перечень компонентов для блока питания используемые в первом(http://www..html?di=69926) варианте генератора. в частности интересует какой модель трансформатора и выпрямитель использовал автор. или хотя бы полные аналоги. из просьбы ясно, что я в электротехнике не силён, но думаю собрать осилю без углубления в дебри предмета. Просто форс-мажор. С конденсаторами и 3-мя стабилизаторами всё понятно. Собственно вот эта схема прикреплена.
• Трансформатор любой маломощный с двумя вторичными обмотками с выходным напряжением 15 В (переменка). В частности автор использовал трансформатор TS6/47 (2х15 В/2х0.25 А) Диодный мостик тоже любой маломощный сгодится. На фотке в статье виден и трансформатор и диодный мостик.
• а подскажите пожалуйста, какая связь должна быть между вторичным выходом трансформатора и выпрямителем, учитывая схему БП автора?:confused: ну имею ввиду, если на выходе трансформатора 15в
  (вроде нашел вот такой -ТПС-7.2(2х15В)сим.(7.2Вт)15Вх2_7.2Вт_сим.(0.24А)х2 — 160,00руб)
  , то какой выпрямитель к нему? и на случай, если 12в на выходе трансформатора?
• Не совсем понял вопрос, честно говоря… Трансформатор указанный вами вроде подходит… Мостик вполне, думаю подойдет к примеру DB106
• Vadzz, спасибо огромное за подсказку. если DB106 подходит, значит и имеющий аналогичные параметры W08 подойдет. это так? просто, именно его имеется возможность(желание) купить.
  и ещё не смог разобраться с номиналами конденсаторов на схеме автора, подскажите, пожалуйста. они в все в nF(нанофарад-нФ)?
• W08 — вполне подойдет.
  Конденсаторы в схеме блока питания или в схеме самого генератора? Если блок питания — то там все кондеры в микрофарадах (2000 мкф, 100 мкф, 0.1 мкф).
  В схеме генератора — по-моему только два кондера в обвязке кварца 18 пикофарад.
• Vadzz, безгранично благодарю.
  вроде все вопросы сняты.
  Со схемой самого генератора вроде немного проще(есть файл EAGLE).
  Буду воплощать в реальность.
  Если всё будет путём, то попробую выложить печатную плату (формат Eagle) Блока питания.
• Обязательно должно все получиться у вас… Рисунок печатной платы выкладывайте, кому-то обязательно пригодится…
• Я спаял и пользуюсь. Честно говоря по ходу возникли несколько проблем:
  1) недостаток — невозможна перестройка частоты при включенном генераторе. Т.е. если нужно менять частоту, то сначала выключаем генерацию сигнала, потом перестраиваем частоту, потом снова включаем генерацию сигнала. Это зачастую неудобно, когда нужно следить за реакцией налаживаемого устройства на плавное изменение частоты. Например для управления оборотами шаговика перестраивать частоту нужно только плавно.
  2) недостаток — дважды слетал EEPROM. Автор предусмотрел запоминание установленных режимов в EEPROM, но это совсем не обязательно. Уж лучше бы ничего не запоминал и не использовал его совсем. Или в крайнем случае при повреждении EEPROM грузил установки «по умолчанию» из FLASH. Зато был бы надежнее.
  В целом в остальном работой я доволен. Просьба к тем, кто смыслит в написании программ для AVR исправить эти два недостатка.
• По поводу перестройки частоты «налету» тут скорее всего нужно использовть DMA, чего в подобных микроконтроллерах нет. Может я ошибаюсь… надо глянуть исходники генератора…
  Насчет «слетает EEPROM» — интересно конечно причину узнать, но два раза я думаю еще не показатель.
• Готовые генераторы на ad9850(51) есть здесь: http://radiokit.tiu.ru/product_list/group_802113
• Готовые генераторы на AD9850 это хорошие девайсы, но другое дело когда собираешь и налаживаешь сам…
• Разрушение данных в EEPROM приводит к полной неработоспособности генератора. Очень неприятная проблема в самый неподходящий момент. Я обычно внутри корпуса генератора держу запасной запрограммированый контроллер. Но это же не выход из положения. Почему не предусмотреть сохранение только текущих данных, которые не повлияют в целом на работоспособность, если будет разрушение EEPROM? При потере данных из Flash грузим установки по умолчанию. Все остальное, что касается работоспособности программы хранится во Flash.
  Так надежнее будет работать.
  ПРЕДЛАГАЮ разместить список ссылок с другими проектами генераторов на AVR.
• Тут несколько людей собирали этот генератор (с их слов конечно же), они ничего не говорили по этому поводу, есть ли такая проблема у них или нет…
• Подскажите,в данном генераторе есть возможность менять только частоту или скважность тоже?
• В характеристика генератора указано, что можно менять частоту, к сожалению возможности менять скованность нет…
• парни подскажите по поводу RESET джампера -когда его включить и когда снять….. благодарю
• Нормальное состояние джампера — разомкнут.И это скорее всего не джампер, а имелось ввиду разъем для возможности подключения кнопки, с помощью которой можно будет сбрасывать мк, если вдруг чего…

Данный DDS функциональный генератор (версия 2.0) сигналов собран на микроконтроллере AVR, обладает хорошей функциональностью, имеет амплитудный контроль, а также собран на односторонней печатной плате.

Данный генератор базируется на алгоритме DDS-генератора Jesper , программа была модернизирована под AVR-GCC C с вставками кода на ассемблере. Генератор имеет два выходных сигнала: первый — DDS сигналы, второй — высокоскоростной (1..8МГц) «прямоугольный» выход, который может использоваться для оживления МК с неправильными фузами и для других целей.
Высокоскоростной сигнал HS (High Speed) берется напрямую с микроконтроллера Atmega16 OC1A (PD5).
DDS-сигналы формируются с других выходов МК через резистивную R2R-матрицу и через микросхему LM358N, которая позволяет осуществить регулировку амплитуды (Amplitude) сигнала и смещение (Offset). Смещение и амплитуда регулируются при помощи двух потенциометров. Смещение может регулироваться в диапазоне +5В..-5В, а амплитуда 0…10В. Частота DDS-сигналов может регулироваться в пределах 0… 65534 Гц, это более чем достаточно для тестирования аудио-схем и других радиолюбительских задач.

Основные характеристики DDS-генератора V2.0:

— простая схема с распространенными и недорогими радиоэлементами;
— односторонняя печатная плата;
— встроенный блок питания;
— отдельный высокоскоростной выход (HS) до 8МГц;
— DDS-сигналы с изменяемой амплитудой и смещением;
— DDS-сигналы: синус, прямоугольник, пила и реверсивная пила, треугольник, ЭКГ-сигнал и сигнал шума;
— 2×16 LCD экран;
— интуитивная 5-ти кнопочная клавиатура;
— шаги для регулировки частоты: 1, 10, 100, 1000, 10000 Гц;
— запоминание последнего состояния после включения питания.

На представленной ниже блок-схеме, приведена логическая структура функционального генератора:

Как вы можете видеть, устройство требует наличие нескольких питающих напряжений: +5В, -12В, +12В. Напряжения +12В и -12В используются для регулирования амплитуды сигнала и смещения. Блок питания сконструирован с использованием трансформатора и нескольких микросхем стабилизаторов напряжения:

Блок питания собран на отдельной плате:

Если самому собирать блок питания нет желания, то можно использовать обычный ATX блок питания от компьютера, где уже присутствуют все необходимые напряжения. .

LCD-экран

Все действия отображаются через LCD-экранчик. Управление генератором осуществляется пятью клавишами

Клавиши вверх/вниз используются для перемещения по меню, клавиши влево/вправо для изменения значения частоты. Когда центральная клавиша нажата — начинается генерирование выбранного сигнала. Повторное нажатие клавиши останавливает генератор.

Для установки шага изменения частоты предусмотрено отдельное значение. Это удобно, если вам необходимо менять частоту в широких пределах.

Генератор шума не имеет каких-либо настроек. Для него используется обычная функция rand() непрерывно подающиеся на выход DDS-генератора.

Высокоскоростной выход HS имеет 4 режима частоты: 1, 2, 4 и 8 МГц.

Принципиальная схема

Схема функционального генератора простая и содержит легкодоступные элементы:
— микроконтроллер AVR Atmega16, с внешним кварцем на 16 МГц;
— стандартный HD44780-типа LCD-экранчик 2×16;
— R2R-матрица ЦАП из обычных резисторов;
— операционный усилитель LM358N (отечественный аналог КР1040УД1);
— два потенциометра;
— пять клавиш;
— несколько разъемов.

Функциональный генератор собран в пластиковом боксе:

Программное обеспечение

Как я уже говорил выше, в основе своей программы я использовал алгоритм DDS-генератора Jesper . Я добавил несколько строчек кода на ассемблере для реализации останова генерирования. Теперь алгоритм содержит 10 ЦПУ циклов, вместо 9.

void static inline Signal_OUT(const uint8_t *signal, uint8_t ad2, uint8_t ad1, uint8_t ad0){
asm volatile(«eor r18, r18 ;r18
«eor r19, r19 ;r19
«1:» «nt»
«add r18, %0 ;1 cycle» «nt»
«adc r19, %1 ;1 cycle» «nt»
«adc %A3, %2 ;1 cycle» «nt»
«lpm ;3 cycles» «nt»
«out %4, __tmp_reg__ ;1 cycle» «nt»
«sbis %5, 2 ;1 cycle if no skip» «nt»
«rjmp 1b ;2 cycles. Total 10 cycles» «nt»
:
:»r» (ad0),»r» (ad1),»r» (ad2),»e» (signal),»I» (_SFR_IO_ADDR(PORTA)), «I» (_SFR_IO_ADDR(SPCR))
:»r18″, «r19″
);}

Таблица форм DDS-сигналов размещена во флэш памяти МК, адрес которой начинается с 0xXX00. Эти секции определены в makefile, в соответствующих местах в памяти:
#Define sections where to store signal tables
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection1=0x3A00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection2=0x3B00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection3=0x3C00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection4=0x3D00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection5=0x3E00
LDFLAGS += -Wl,-section-start=.MySection6=0x3F00

Библиотеку для работы с LCD можно взять .

Не хочу вдаваться в подробное описание кода программы. Исходный код хорошо прокомментирован (правда на английском языке) и если будут какие либо вопросы по нему, то всегда можете воспользоваться нашим или в комментариях к статье.

Тестирование

Я тестировал генератор с осциллографом и частотомером. Все сигналы хорошо генерируются во всем диапазоне частот (1…65535 Гц). Регулирование амплитуды и смещения работает нормально.

В следующей версии генератора думаю реализовать сигнал нарастающей синусоиды.

Последнюю версию ПО (), исходник, файлы и можете скачать ниже.

Список радиоэлементов

Стоимость: $15,3

Прежде всего, DDS — Direct Digital Synthesizer или цифровой синтезатор сигналов или электронный прибор, предназначенный для синтеза сигналов произвольной формы и частоты из опорной частоты.

Зачем в хозяйстве радиолюбителя нужен генератор объяснять не буду. Готовые генераторы стоят недешево и весят прилично, поэтому их пересылка тоже дорогая. Поэтому решено было присмотреться к DDS модулям без корпуса и блока питания.

Выбор DDS-модулей на просторах интернет оказался невелик. Из более-менее недорогих и с нормальным набором функций я нашел только 2 вида. Они одинаковые по функционалу, отличаются только расположением органов управления и питанием. Для работы одного из них было нужно три напряжения (+12В, -12В и +5В), второй работает от одного напряжения 7-9В. Это было решающим, проще потом запитать его от готового блока питания и не придется специально городить схему питания.

Из описания на сайте:

Operating voltage: DC7-9V
DDS frequency range: 1HZ-65534Hz.
High-speed frequency (HS) output up to 8MHz;
DDS signal amplitude of the offset amount can be adjusted separately by two potentiometers;
DDS signals: sine wave, square wave, sawtooth, reverse sawtooth, triangle wave, the ECG wave and noise wave.
1602 LCD menu;
Intuitive keyboard.
Section into the value: 1,10,100,1000,10000 Hz;
The power automatically restore the last used configuration.
Offset: 0.5pp-5Vpp
Amplitude amount: 0.5Vpp-14Vpp

Сама плата сделана очень качественно, пайка приличная, флюс смыт.

Так как под руками не нашлось блока питания на 9В с подходящим разъемом подключил блок питания на 5В. Как ни странно, все заработало. Пришлось только чуть подкорректировать контрастность LCD дисплея. Для этого под самим дисплеем имеется подстроечный резистор.

У генератора удобный алфавитно цифровой LCD дисплей 1602 с синей подсветкой и немало кнопок управления и 2 ручки настройки. Пойдем по порядку. Разъем питания 8-9В (как уже выяснили и от 5В работает уверенно). Кнопка включения/выключения питания. Светодиод, сигнализирующий включение.

• вверх и вниз — выбор формы сигнала (функции);
• вправо и влево — выбор частоты генерации (шаг задается в меню Freq Step).
• центральная кнопка — старт/стоп генерации.

Две рукоятки управления:

• амплтиуда;
• оффсет 0,5 — 5В.

Сбоку 2 BNC разъема. Один для вывода DDS, второй для высокочастоного сигнала.

Генератор может формировать следующие формы импульсов:

• ECG = электрокардиограмма (in the OFF state, the «left «and «right» keys to set the output frequency. Middle button start, all of the following waveform set)
• NOISE = шум.
• SawTooth = пила.
• Rev Sawtooth = обратная пила.
• Triangle = треугольные.
• Sine=синусоида.
• Square = прямоугольные.