GENERATOR NAPIĘCIA TARKI- generator liniowo zmieniającego się napięcia (prądu), urządzenie elektroniczne, tworząc periodyk wahania napięcia (prądu) o kształcie piłokształtnym. Główny Celem H. p. n. jest kontrolowanie czasu przemiatania wiązki w urządzeniach wykorzystujących lampy katodowe. G. p. n. stosowany również w urządzeniach do porównywania napięć, opóźnienia czasowego i rozszerzania impulsów. Aby uzyskać napięcie piłokształtne, stosuje się proces ładowania (rozładowania) kondensatora w obwodzie o dużej stałej czasowej. Najprostszy G. p. (Ryc. 1, a) składa się z obwód całkujący RC oraz tranzystor pełniący funkcje klucza kontrolowanego okresowo. impulsy. W przypadku braku impulsów tranzystor jest nasycony (otwarty) i ma niską rezystancję sekcji kolektor-emiter, kondensator Z rozładowany (ryc. 1, b). Po przyłożeniu impulsu przełączającego tranzystor wyłącza się, a kondensator jest ładowany ze źródła zasilania o napięciu - E do- kurs bezpośredni (roboczy). Napięcie wyjściowe G. p. n., wyjęty ze skraplacza Z, zmiany zgodnie z prawem. Pod koniec impulsu przełączającego tranzystor otwiera się, a kondensator Z szybko rozładowuje się (wstecz) przez emiter - kolektor o niskiej rezystancji. Główny charakterystyka G. p. n.: amplituda napięcia piłokształtnego, współczynnik. nieliniowość i współczynnik. przy użyciu napięcia zasilania. Kiedy w tym schemacie

Czas pracy do przodu T p i częstotliwość napięcia piłokształtnego są określone przez czas trwania i częstotliwość impulsów przełączających.

Wada najprostszego G. p. jest mały kE w małych. Wymagane wartości e mieszczą się w zakresie 0,0140,1, przy czym najmniejsze wartości dotyczą urządzeń porównawczych i opóźniających. Nieliniowość napięcia piłokształtnego podczas skoku do przodu występuje z powodu spadku prądu ładowania z powodu zmniejszenia różnicy napięć . Przybliżoną stałość prądu ładowania uzyskuje się przez włączenie do obwodu ładowania nieliniowego stabilizującego prąd dwuzaciskowego urządzenia (zawierającego tranzystor lub lampę próżniową). W takim G. p. oraz . W G. s. z pozytywnym sprzężenie zwrotne napięcia, wyjściowe napięcie piłokształtne jest podawane do obwodu ładowania jako kompensujący emf. W tym przypadku prąd ładowania jest prawie stały, co zapewnia wartości 1 i 0,0140,02. G. p. n. służy do skanowania w lampach elektronopromieniowych za pomocą e-magn. ugięcie belki. Aby uzyskać odchylenie liniowe, konieczna jest liniowa zmiana prądu w cewkach odchylających. W przypadku uproszczonego obwodu zastępczego cewki (rys. 2, a) warunek liniowości prądu jest spełniony, gdy do zacisków cewki zostanie przyłożone napięcie trapezowe. Takie naprężenie trapezowe (ryc. 2, b) można uzyskać w G. p. po włączeniu do obwodu ładowania doda. opór R e (pokazano na ryc. 1, a linia przerywana). Cewki odchylające pobierają duże prądy, dlatego trapezoidalny generator napięcia jest uzupełniony o wzmacniacz mocy.

Generator jest systemem samooscylacyjnym, który generuje impulsy prąd elektryczny, w którym tranzystor pełni rolę elementu przełączającego. Początkowo, od czasu wynalazku, tranzystor był pozycjonowany jako element wzmacniający. Prezentacja pierwszego tranzystora miała miejsce w 1947 roku. Prezentacja tranzystora polowego miała miejsce nieco później - w 1953 roku. W generatorach impulsów pełni on rolę przełącznika i tylko w generatorach prąd przemienny realizuje swoje właściwości wzmacniające, jednocześnie uczestnicząc w tworzeniu dodatniego sprzężenia zwrotnego, wspierającego proces oscylacyjny.

Wizualna ilustracja podziału zakresu częstotliwości

Klasyfikacja

Generatory tranzystorowe mają kilka klasyfikacji:

• przez zakres częstotliwości sygnału wyjściowego;
• według rodzaju sygnału wyjściowego;
• zgodnie z zasadą działania.

Zakres częstotliwości jest wartością subiektywną, ale do normalizacji przyjmuje się następujący podział zakresu częstotliwości:

• 30 Hz do 300 kHz – niska częstotliwość(LF);
• od 300 kHz do 3 MHz - średnia częstotliwość (MF);
• 3 MHz do 300 MHz - wysoka częstotliwość (HF);
• powyżej 300 MHz - ultra wysoka częstotliwość (SHF).

Jest to podział zakresu częstotliwości w zakresie fal radiowych. Istnieje zakres częstotliwości dźwięku (AF) - od 16 Hz do 22 kHz. Dlatego chcąc podkreślić zakres częstotliwości generatora, nazywa się go na przykład generatorem wysokiej lub niskiej częstotliwości. Z kolei częstotliwości zakresu dźwiękowego są również podzielone na HF, MF i LF.

W zależności od rodzaju sygnału wyjściowego generatory mogą być:

• sinusoidalny - do generowania sygnałów sinusoidalnych;
• funkcjonalny - do samooscylacji sygnałów o specjalnej formie. Szczególnym przypadkiem jest prostokątny generator impulsów;
• generatory szumu - generatory o szerokim spektrum częstotliwości, w których w danym zakresie częstotliwości widmo sygnału jest jednolite od dolnej do górnej części Pasmo przenoszenia.

Zgodnie z zasadą działania generatorów:

• generatory RC;
• generatory ciekłokrystaliczne;
• Generatory blokujące - kształtowanie krótkich impulsów.

Ze względu na podstawowe ograniczenia oscylatory RC są zwykle używane w zakresie niskich i audio, a oscylatory LC w zakresie częstotliwości HF.

Obwody generatora

Generatory fal sinusoidalnych RC i LC

Generator na tranzystorze jest najprościej zaimplementowany w pojemnościowym obwodzie trzypunktowym - generatorze Kolpitza (ryc. poniżej).

Obwód oscylatora tranzystorowego (generator Colpitza)

W obwodzie Kolpitza elementy (C1), (C2), (L) ustawiają częstotliwość. Pozostałe elementy to standardowe orurowanie tranzystorowe zapewniające niezbędną pracę DC. Ten sam prosty obwód ma generator zmontowany zgodnie z indukcyjnym obwodem trzypunktowym - generator Hartley (ryc. poniżej).

Schemat generatora trzypunktowego ze sprzężeniem indukcyjnym (generator Hartley)

W tym obwodzie częstotliwość oscylatora jest określana przez obwód równoległy, który zawiera elementy (C), (La), (Lb). Kondensator (C) jest potrzebny do wytworzenia dodatniego sprzężenia zwrotnego na prąd przemienny.

Praktyczne wdrożenie takiego generatora jest trudniejsze, ponieważ wymaga cewki indukcyjnej z kranem.

Oba generatory samooscylacji są używane głównie w zakresach MF i HF jako generatory częstotliwości nośnej, w obwodach lokalnego oscylatora ustawiającego częstotliwość i tak dalej. Regeneratory radiowe są również oparte na oscylatorach. Ta aplikacja wymaga stabilności wysokich częstotliwości, dlatego obwód jest prawie zawsze uzupełniany kwarcowym rezonatorem oscylacyjnym.

Nadrzędny generator prądu oparty na rezonatorze kwarcowym ma samooscylacje z bardzo dużą dokładnością ustawienia wartości częstotliwości generatora RF. Miliardowe części procenta są dalekie od limitu. Regeneratory radiowe wykorzystują wyłącznie kwarcową stabilizację częstotliwości.

Działanie generatorów w zakresie prądu niskiej częstotliwości i częstotliwość dźwięku związane z trudnościami w realizacji wysokich wartości indukcyjności. Mówiąc dokładniej, w wymiarach wymaganej cewki indukcyjnej.

Obwód oscylatora Pierce jest modyfikacją obwodu Kolpitza, zaimplementowaną bez użycia indukcyjności (rys. poniżej).

Przebij obwód generatora bez użycia indukcyjności

W schemacie Pierce'a indukcyjność zastąpiono rezonatorem kwarcowym, co pozwoliło pozbyć się pracochłonnej i nieporęcznej cewki indukcyjnej, a jednocześnie ograniczyło górny zakres oscylacji.

Kondensator (C3) nie przekazuje składowej stałej polaryzacji bazy tranzystora do rezonatora kwarcowego. Taki generator może generować oscylacje do 25 MHz, w tym częstotliwość dźwięku.

Działanie wszystkich powyższych generatorów opiera się na właściwościach rezonansowych układu oscylacyjnego złożonego z pojemności i indukcyjności. W związku z tym częstotliwość oscylacji jest określona przez wartości tych elementów.

Generatory prądu RC wykorzystują zasadę przesunięcia fazowego w obwodzie RC. Najczęściej stosowany obwód z łańcuchem przesunięcia fazowego (rys. poniżej).

Schemat oscylatora RC z łańcuchem przesunięcia fazowego

Elementy (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) wykonują przesunięcie fazowe w celu uzyskania dodatniego sprzężenia zwrotnego niezbędnego do wystąpienia samooscylacji. Generowanie następuje przy częstotliwościach, dla których przesunięcie fazowe jest optymalne (180 st.). Obwód przesunięcia fazowego wprowadza silne tłumienie sygnału, dlatego taki obwód ma zwiększone wymagania dotyczące wzmocnienia tranzystora. Obwód mostkowy Wien jest mniej wymagający pod względem parametrów tranzystora (ryc. poniżej).

Schemat generatora RC z mostkiem Wien

Podwójny mostek T Wien składa się z elementów (C1), (C2), (R3) i (R1), (R2), (C3) i jest wąskopasmowym filtrem wycinającym dostrojonym do częstotliwości generowania. Dla wszystkich innych częstotliwości tranzystor jest pokryty głębokim ujemnym połączeniem.

Funkcjonalne generatory prądu

Generatory funkcji służą do generowania sekwencji impulsów o określonym kształcie (forma opisuje określoną funkcję - stąd nazwa). Najczęstsze generatory są prostokątne (jeśli stosunek czasu trwania impulsu do okresu oscylacji wynosi ½, wówczas taka sekwencja nazywana jest „meanderem”), impulsami trójkątnymi i piłokształtnymi. Najprostszy generator impulsy prostokątne- multiwibrator, który służył jako pierwszy schemat dla początkujących radioamatorów do samodzielnego montażu (ryc. poniżej).

Schemat multiwibratora - generatora impulsów prostokątnych

Cechą multiwibratora jest to, że można w nim użyć prawie każdego tranzystora. Czas trwania impulsów i przerw między nimi zależy od wartości kondensatorów i rezystorów w obwodach bazowych tranzystorów (Rb1), Cb1) i (Rb2), (Cb2).

Częstotliwość bieżącej samooscylacji może wahać się od jednostek herców do dziesiątek kiloherców. Samooscylacje RF na multiwibratorze nie mogą być zrealizowane.

Generatory impulsów trójkątnych (piłokształtnych) są zwykle budowane na bazie generatorów impulsów prostokątnych (oscylator główny) poprzez dodanie łańcucha korekcyjnego (rys. poniżej).

Trójkątny obwód generatora impulsów

Kształt impulsów, zbliżony do trójkąta, jest określony przez napięcie ładowania-rozładowania na płytkach kondensatora C.

Generator blokujący

Celem generatorów blokujących jest generowanie potężnych impulsów prądowych o stromych frontach i niskim cyklu pracy. Czas trwania przerw między impulsami jest znacznie dłuższy niż czas trwania samych impulsów. Oscylatory blokujące są stosowane w kształtownikach impulsów, komparatorach, ale głównym obszarem zastosowania jest generator wzorca skanowania poziomego w urządzeniach wyświetlających informacje opartych na Lampy katodowe. Generatory blokujące są również z powodzeniem stosowane w urządzeniach do konwersji energii.

Generatory FET

Cechą tranzystorów polowych jest bardzo wysoka rezystancja wejściowa, której kolejność jest współmierna do rezystancji lampy elektroniczne. Wymienione powyżej rozwiązania obwodów są uniwersalne, są po prostu przystosowane do użytku. różne rodzaje aktywne elementy. Colpitz, Hartley i inne generatory wykonane na tranzystorze polowym różnią się tylko ocenami elementów.

Obwody zadawania częstotliwości mają te same współczynniki. Aby wygenerować oscylacje o wysokiej częstotliwości, nieco preferowany jest prosty generator wykonany na tranzystorze polowym zgodnie z indukcyjnym obwodem trzypunktowym. Faktem jest, że tranzystor polowy, mający wysoką rezystancję wejściową, praktycznie nie ma efektu bocznikującego na indukcyjność, a zatem generator wysokiej częstotliwości będzie działał bardziej stabilnie.

Generatory hałasu

Cechą generatorów szumu jest równomierność odpowiedzi częstotliwościowej w pewnym zakresie, to znaczy amplituda oscylacji wszystkich częstotliwości zawartych w danym zakresie jest taka sama. Generatory szumów wykorzystywane są w aparaturze pomiarowej do oceny charakterystyk częstotliwościowych badanego toru. Generatory szumów w zakresie audio są często uzupełniane korektorem odpowiedzi częstotliwościowej, aby dostosować się do subiektywnej głośności do ludzkiego słuchu. Taki hałas nazywa się „szarym”.

Wideo

Do tej pory istnieje kilka obszarów, w których stosowanie tranzystorów jest trudne. Są to potężne generatory zasięgu mikrofalowego w radarach i tam, gdzie wymagane jest odbieranie szczególnie silnych impulsów o wysokiej częstotliwości. Jeszcze nieopracowane tranzystory mocy zasięg mikrofal. We wszystkich innych obszarach zdecydowana większość generatorów jest wykonana wyłącznie na tranzystorach. Powodów jest kilka. Po pierwsze, wymiary. Po drugie, zużycie energii. Po trzecie, niezawodność. Ponadto tranzystory, ze względu na specyfikę swojej budowy, bardzo łatwo można miniaturyzować.

Dzień dobry drodzy radioamatorzy! Witam na stronie ""

Montujemy generator sygnału - generator funkcjonalny. Część 1.

W tej lekcji Początkujące szkoły radiowe nadal będziemy wypełniać nasze laboratorium radiowe niezbędnymi przyrządami pomiarowymi. Dziś zaczniemy zbierać generator funkcyjny. To urządzenie jest niezbędne w praktyce radioamatorskiej do konfigurowania różnych amatorskie obwody radiowe - wzmacniacze, urządzenia cyfrowe, różne filtry i wiele innych urządzeń. Na przykład po złożeniu tego generatora zrobimy sobie krótką przerwę, podczas której wykonamy proste urządzenie oświetleniowo-muzyczne. Tak więc, aby właściwie dopasować filtry częstotliwości obwodu, to urządzenie jest nam po prostu bardzo przydatne.

Dlaczego to urządzenie nazywa się generatorem funkcjonalnym, a nie tylko generatorem (generator niskiej częstotliwości, generator wysokiej częstotliwości). Urządzenie, które wykonamy, generuje jednocześnie na swoich wyjściach trzy różne sygnały: sinusoidalny, prostokątny i piłokształtny. Jako podstawę projektu przyjmiemy schemat S. Andreeva, który jest opublikowany na stronie internetowej w sekcji: Obwody - generatory.

Na początek musimy dokładnie przestudiować obwód, zrozumieć zasadę jego działania i zebrać niezbędne szczegóły. Dzięki zastosowaniu w obwodzie specjalizowanego mikroukładu ICL8038 który jest przeznaczony tylko do zbudowania generatora funkcji, projekt jest dość prosty.

Oczywiście cena produktu zależy od producenta, możliwości sklepu i wielu innych czynników, ale w tym przypadku dążymy do jednego celu: znalezienia niezbędnego komponentu radiowego o akceptowalnej jakości oraz, co najważniejsze, przystępne. Prawdopodobnie zauważyłeś, że cena mikroukładu zależy w dużym stopniu od jego oznaczenia (AC, BC i SS). Im tańszy chip, tym gorsza jego charakterystyka. Polecam zdecydować się na chip „BC”. Jej cechy nie różnią się zbytnio od „AC”, ale znacznie lepsze niż „SS”. Ale w zasadzie oczywiście ten mikroukład również zadziała.

Montujemy prosty generator funkcji dla laboratorium początkującego amatora radiowego

Dzień dobry drodzy radioamatorzy! Dziś będziemy nadal zbierać nasze generator funkcyjny. Abyś nie przeskakiwał po stronach serwisu, zamieszczam go ponownie Schemat obwodu generator funkcyjny, których montażem zajmujemy się:

Zamieszczam również arkusz danych opis techniczny) chipy ICL8038 i KR140UD806:

(151,5 KiB, 6245 trafień)

(130,7 KiB, 3611 trafień)

Zebrałem już niezbędne części do montażu generatora (niektóre miałem - stałe rezystancje i kondensatory polarne, resztę kupiłem w sklepie z częściami radiowymi):

Najdroższymi częściami były chip ICL8038 - 145 rubli i przełączniki na 5 i 3 pozycje - 150 rubli. W sumie ten program będzie musiał wydać około 500 rubli. Jak widać na zdjęciu, pięciopozycyjny przełącznik jest dwusekcyjny (nie było jednej sekcji), ale to nie jest straszne, więcej znaczy lepiej niż mniej, zwłaszcza, że ​​druga sekcja może nam się przydać. Nawiasem mówiąc, te przełączniki są dokładnie takie same, a liczbę pozycji określa specjalny ogranicznik, który można samodzielnie ustawić na żądaną liczbę pozycji. Na zdjęciu mam dwa złącza wyjściowe, choć teoretycznie powinny być trzy: wspólne, 1:1 i 1:10. Ale możesz umieścić mały przełącznik (jedno wyjście, dwa wejścia) i przełączyć żądane wyjście na jedno złącze. Ponadto chcę zwrócić uwagę na stały rezystor R6. Brak oceny 7,72 MΩ w linii rezystancji megaomowych, najbliższa ocena to 7,5 MΩ. Aby uzyskać pożądaną wartość, będziesz musiał użyć drugiego rezystora 220 kOhm, łącząc je szeregowo.

Chcę również zwrócić uwagę na to, że nie dokończymy montażu i regulacji tego obwodu do montażu generatora funkcjonalnego. Dla komfortowej pracy z generatorem musimy wiedzieć, jaka częstotliwość jest generowana w ten moment pracy lub może być konieczne ustawienie określonej częstotliwości. Aby nie wykorzystywać do tych celów dodatkowych urządzeń, wyposażymy nasz generator w prosty miernik częstotliwości.

W drugiej części lekcji zapoznamy się z inną metodą wytwarzania płytek drukowanych - metodą LUT (prasowanie laserowe). Samą tablicę stworzymy w popularnym krótkofalarskim radiu program do tworzenia płytek drukowanych – UKŁAD SPRINTU.

Jak pracować z tym programem, jeszcze nie wyjaśnię. W następnej lekcji, w pliku wideo, pokażę Ci, jak tworzyć nasze płytka drukowana w tym programie, jak również cały proces wytwarzania płytki metodą LUT.

Generator elektroniczny to urządzenie do tworzenia niewytłumionych oscylacji elektrycznych o różnych kształtach, częstotliwościach i mocach. Bardzo często generatory są budowane w oparciu o wzmacniacz operacyjny.

multiwibrator

multiwibrator zwany generatorem napięcia o kształcie zbliżonym do prostokąta. Jego nazwa odzwierciedla fakt, że takie napięcie, rozciągnięte w szereg Fouriera, jest reprezentowane przez szereg zawierający wiele wyższych harmonicznych (wielo - dużo).

Zgodnie z charakterystyką systemu operacyjnego (patrz ryc. 2.13, b) widać, że napięcie wyjściowe wzmacniacza zależy liniowo od napięcia wejściowego tylko w bardzo wąskim zakresie - setki mikrowoltów. Jeżeli napięcie wejściowe jest poza tym zakresem, to sygnał wyjściowy może przyjmować tylko dwie wartości: +UВЬ1Х (≈ +12 V) i -UВЬ1Х (≈ -12 V). Ta cecha wzmacniacza operacyjnego opiera się na zasadzie tworzenia prostokątnego napięcia multiwibratora (rys. 2.20, a).

Ryż. 2.20. multiwibrator(a) oraz wykresy wyjaśniające jego działanie (b)

Załóżmy, że w momencie włączenia pomiędzy wejściami wzmacniacza występuje niewielka (wystarczy kilka miliwoltów) ujemna różnica potencjałów. W takim przypadku na wyjściu będzie generowane napięcie +UOUT, a wejście nieodwracające z dzielnika R 1, R 2 dodatni potencjał zostanie zastosowany +U n. Kondensator zacznie się ładować wzdłuż obwodu „Uout-R3-C-obudowa”, próbując osiągnąć potencjał + Uout. Potencjał na wejściu odwracającym zacznie rosnąć, aż przekroczy potencjał na wejściu nieodwracającym +U D. W tym momencie wzmacniacz wyprowadzi napięcie ujemne -U vyx i wytworzy ujemny potencjał na wejściu nieodwracającym -U D. Kondensator zacznie się teraz ładować, starając się osiągnąć swój potencjał -U vyx. Jednak, gdy potencjał na wejściu odwracającym spadnie poniżej potencjału na wejściu nieodwracającym -U D, wzmacniacz wyprowadzi dodatnie napięcie! +U vyx. Taki nagły proces zmiany napięcia wyjściowego z + U na zewnątrz -U wyjście i odwrotnie będą powtarzane do momentu odłączenia napięcia zasilającego od wzmacniacza operacyjnego. Wykresy ilustrujące opisane procesy przedstawiono na ryc. 2,20, b. Okres oscylacji G jest określony przez stałą czasową ładunku kondensatora τ = R 3c, a także stopień, w jakim potencjał tworzony przez dzielnik R 1, R 2, mniejsze napięcie Uout.

Generator napięcia piłokształtnego

Napięcie na kondensatorze wzrasta w linii prostej podczas ładowania. prąd stały, niezależnie od napięcia na nim i zapobiegać wpływowi rezystancji obciążenia na ten prąd, tj. warunek musi być spełniony R n >>R. Integracja wyrażenia w czasie

Stan I c = const w obwodzie piłokształtnego generatora napięcia (SPG) w oparciu o OU (ryc. 2.21, a) zasilany napięciem stałym Uin. Dopóki tranzystor jest wyłączony, w tym czasie t n kondensator ładuje się i napięcie na nim wzrasta w linii prostej. Wzmacniacz, próbując zbliżyć do zera różnicę potencjałów na swoich wejściach, generuje napięcie wyjściowe, które powtarza napięcie na kondensatorze. Po przyłożeniu impulsu Udis tranzystor otwiera się, a kondensator szybko się przez niego rozładowuje t rozładowanie, po czym proces ładowania jest powtarzany. Napięcie wyjściowe obwodu przybiera kształt piłokształtny, który utrzymuje się tak długo, jak długo wartość napięcia mieści się w zakresie od -Uout do +Uout.

Rozwój personelu. Napędzający generator napięcia piłokształtnego (ryc. 11.4) jest montowany na tranzystorach VT1 oraz VT2. Gdy napięcie zasilania jest włączone, kondensatory C1 oraz C2ładują się. Prądy przepływają przez obwody bazowe tranzystorów, które wprowadzają tranzystory w tryb nasycenia. Po pewnym czasie prąd ładowania kondensatorów zmniejszy się i osiągnie wartość, przy której jeden z tranzystorów wyjdzie z nasycenia. Zmiana napięcia w obwodzie kolektora tranzystora VT1 zamknij tranzystor VT2. W rezultacie kondensator C1 zawarty w obwodzie OOS będzie powoli rozładowywał się przez obwód kolektora tranzystora VT1. Ponieważ ujemnie naładowana płyta kondensatora C1 podłączony do bazy tranzystora VT1, gdy kondensator jest rozładowany, prąd bazy maleje, w wyniku czego automatycznie ustawia się taki stosunek prądów kolektora do bazy, który jest dokładnie równy współczynnikowi przenoszenia prądu tranzystora. Przez cały czas rozładowywania kondensatora prąd bazowy i napięcie bazowe zmieniają się nieznacznie. Prąd przez rezystory R1 oraz R2 pozostaje stała i nie zależy od procesów zachodzących w urządzeniu. Tak więc podczas biegu do przodu generator ma głębokie OOS, które utrzymuje stały prąd rozładowania kondensatora C1, a co za tym idzie wysoka liniowość napięcia piłokształtnego. Ponieważ współczynnik przenoszenia prądu tranzystora zmienia się w zależności od przyłożonego napięcia (w momencie początkowym o 1 - 2%), to nieliniowość sygnału będzie charakteryzowała się tą samą wartością. Proces rozładowywania kondensatora zatrzymuje się przy takich napięciach na kolektorze, które wymagają znacznego zwiększenia prądu bazy w celu sterowania prądem kolektora. Współczynnik przenoszenia prądu tranzystora gwałtownie spada. W tym przypadku na podstawie tranzystora VT2 sygnał zamknięcia jest znacznie zmniejszony. Tranzystor VT2 otwiera się. W jego kolektorze pojawia się napięcie dodatnie, otwierając tranzystor. Następuje proces lawinowy. Oba tranzystory są otwarte. Cykl pracy się powtarza.

Ryż. 11,4

Wartości elementów pokazane na schemacie tworzą sygnał wyjściowy o amplitudzie większej niż 10 V i częstotliwości 50 Hz. Rezystory służą do regulacji amplitudy sygnału wyjściowego i jego liniowości. R7 oraz R8 odpowiednio. Rezystor R1 zmienia częstotliwość oscylatora głównego.

Generator bipolarny sygnał piłokształtny. Regulowany generator piłokształtny (rysunek 11.5) składa się z dwóch łańcuchów integrujących R5, C1 oraz R2, C2 oraz element progowy zbudowany na tranzystorach VT1 oraz VT2. Gdy zasilanie jest włączone na podstawie tranzystora VT2 pojawia się sygnał 10 V. W miarę ładowania kondensatora C1 napięcie spada. W tej chwili napięcie na podstawie tranzystora VT1 wzrasta. Na różnych końcach potencjometru znajdują się sygnały o różnych frontach. Kiedy napięcie na podstawach tranzystorów VT1 oraz VT2 równa się, otwierają się i kondensatory są rozładowywane. Następnie rozpocznie się nowy cykl generatora. Nachylenie wyjściowego sygnału piłokształtnego można regulować w szerokim zakresie za pomocą potencjometru.

Ryż. 11,5

Ryż. 11,6

sterowany generator. Generator sygnału piłokształtnego (ryc. 11.6, a) jest zbudowany zgodnie z obwodem integratora o dużej stałej czasowej, którą określa wyrażenie t \u003d h 21 E C 1 R 4 gdzie h 21e jest współczynnikiem przenoszenia prądu tranzystora VT1. Tranzystor VT1 powolne otwieranie: skraplacz C1 zawarte w obwodzie OOS. Spada napięcie w obwodzie kolektora. W pewnym momencie dioda się otwiera VD2 i bocznikuje wejście tranzystora VT2. tranzystor VT2 zamyka. Aby przyspieszyć proces zamykania, w jego kolektorze znajduje się obciążenie dynamiczne - tranzystor VT3. Poprzez emiter tranzystora VT3 kondensator C1 szybkie ładowanie. W rezultacie luz piłokształtny jest zminimalizowany. Jego czas trwania jest krótszy niż 5 x. Czas trwania sygnału piłokształtnego można regulować za pomocą prądu bazy tranzystora VT1(ryc. 11.6.6).

Generator sygnału Sawtooth na integratorze. Podstawą generatora (ryc. 11.7) jest integrator na tranzystorze. Jako elementy progowe i wzmacniające zastosowano układ scalony K122UD1. Próg mikroukładu równy 3 V jest ustalany przez dzielnik R1, R2. Po włączeniu zasilania w kolektorze tranzystora napięcie nie może się gwałtownie zmienić. negatywny Informacja zwrotna tworzy liniowo rosnący sygnał na wyjściu przez kondensator. Stała czasowa wynosi t=h21E R 3 C 2 , gdzie h21E jest współczynnikiem przenoszenia prądu tranzystora. Gdy napięcie kolektora osiągnie 3 V, układ scalony się przełączy. Dodatnie napięcie na pinie 5 przejdzie przez diodę i włączy tranzystor. Kondensator rozładuje się C2. Kolektor powróci do potencjału zerowego.

Ryż. 11,7

Obwód rozpocznie nowy cykl pracy. Obwód o określonych wartościach znamionowych elementów generuje sygnał wyjściowy o amplitudzie 3 V, częstotliwości powtarzania 100 Hz i czasie trwania zbocza spływu 0,1 ms.

Wyzwalany bipolarny generator sygnału. Aby uzyskać wysokonapięciowy sygnał piłokształtny w generatorze (ryc. 11.8), stosuje się dwa stopnie, na których wyjściach powstają sygnały opadające i narastające. Każdy stopień składa się z dwóch tranzystorów. tranzystory VT2 oraz VT4 spadają, a VT1 oraz VT3- elementy aktywne, w kolektorach, z których powstają sygnały wyjściowe. Po włączeniu zasilania napięcie na kolektorze tranzystora VT3 nie może zmienić się nagle. Zapobiega temu OOS przez kondensator C2. Napięcie kolektora będzie powoli rosło. Szybkość wzrostu napięcia jest określona przez stałą czasową t \u003d L 2 1E Cz(Ru-(-+Rt), gdzie hzi e- współczynnik przenoszenia prądu tranzystora. rezystor R7 ogranicza. W drugim etapie w pierwszej chwili pojawia się napięcie 100 V. Następnie napięcie spada i dąży do zera. Zeruj napięcie w kolektorze tranzystora VT1 występuje w momencie nadejścia impulsu wejściowego. W tym momencie tranzystor otwiera się VT4. Sygnał impulsowy z kondensatora C4 przechodzi do bazy tranzystora VT2 i otwiera. Kondensatory są resetowane w tym samym czasie C1 oraz C2.

Ryż. 11,8

Generator sygnału Sawtooth z regulowaną liniowością. Generator (ryc. 11.9) opiera się na zasadzie ładowania kondensatora C2 stabilizowany prąd. Obecny stabilizator jest zbudowany na tranzystorze VT2. Sygnał kondensatora C2 trafia na wejście popychacza emitera. Gdy powstaje sygnał piłokształtny, napięcie na kondensatorze wzrasta. Jednocześnie ze wzrostem napięcia na kondensatorze wzrasta prąd bazy tranzystora VT3. W rezultacie kondensator jest ładowany nie prądem stałym, czego wymaga liniowy wzrost napięcia, ale prądem malejącym z czasem. Na ładunek kondensatora wpływa impedancja wejściowa wtórnika emitera. Aby uzyskać napięcie piłokształtne, konieczne jest skompensowanie prądu bazy tranzystora. Można to osiągnąć za pomocą obwodu OS łączącego emitery tranzystorów VT2 oraz VT3. Wraz ze wzrostem sygnału wyjściowego wtórnika emitera wzrasta prąd emitera tranzystora VT2. Zmiana rezystancji rezystora R9 w obwodzie sprzężenia zwrotnego możemy osiągnąć rosnący lub opadający kształt fali wyjściowej.

Ryż. 11,9

Aby rozładować kondensator w obwodzie, stosuje się generator blokujący. Podczas ładowania kondensatora dioda jest zamykana napięciem zasilającym. Kiedy tranzystor VT1 otwarty, kondensator C2 rozładowywane przez diodę VD1. Amplituda sygnału wyjściowego jest regulowana przez rezystor R5, a częstotliwość to rezystor R1. Maksymalna amplituda to 15 V.

GENERATORY KONTROLOWANE

Generator tranzystorów polowych. Podstawą generatora (ryc. 11.10) jest ładunek prądu stałego kondensatora, który jest podany przez tranzystor polowy VT4. Szybkość ładowania kondensatora jest określona przez rezystor R10. Rosnące napięcie jest przykładane do bazy tranzystora wtórnika emiterowego, którego wyjście jest połączone z przerzutnikiem - tranzystory VT1 oraz VT2. Wyjście wyzwalacza trafia do podstawy tranzystora VT3 aby rozładować napięcie na kondensatorze.

Tranzystory stanu początkowego VT2 oraz VT3 Zamknięte. Gdy tylko napięcie na kondensatorze osiągnie 6 V, wyzwalacz odpala i tranzystor otwiera się. VT3. Kondensator jest rozładowywany przez otwarty tranzystor. Gdy napięcie na kondensatorze spadnie do 1 V, wyzwalacz powraca do stan początkowy. Rozpoczyna się nowy cykl ładowania kondensatora.

Oceny elementów pokazanych na schemacie pozwalają dostosować częstotliwość sygnału wyjściowego od 15 do 30 kHz. Jeśli umieścisz kondensator o pojemności 0,033 mikrofaradów, częstotliwość sygnału wyjściowego wynosi 1 kHz.

Ryż. 11.10 Rys. 11.11

Trójkątny generator sygnału na wzmacniaczu operacyjnym. Na schemacie z ryc. 11.11 na skraplaczu Z generowany jest sygnał trójkątny o amplitudzie 0,6 V. Ładowanie i rozładowanie kondensatora odbywa się za pomocą sygnału wyjściowego wzmacniacza operacyjnego, który zmienia się automatycznie w momencie, gdy napięcie na kondensatorze osiągnie próg otwarcia. Próg otwarcia ustalany jest przez przegrodę R2 oraz R3. Częstotliwość powtarzania sygnału wyjściowego jest określona przez wyrażenie f=1/4R 1°C. Rezystor służy do wyrównania zboczy frontu i zaniku sygnału wyjściowego. R6.

Trójkątny kształtownik sygnału. Rys. kształtownik. 11.12 pozwala uzyskać na wyjściu sygnał trójkątny. Amplituda sygnału osiąga 90% napięcia zasilania przy odpowiednio dużej liniowości zbocza.

Shaper opiera się na zasadzie ładowania i rozładowywania kondensatora poprzez generatory prądu zbudowane na tranzystorach. Prądy kolektorów tranzystorów są określane przez napięcia odniesienia diod Zenera i rezystorów emiterowych. W przypadku braku sygnału wejściowego przez tranzystory muszą płynąć równe prądy. Jeśli równość prądów nie jest spełniona z powodu rozrzutu wartości diod Zenera i rezystorów, należy dostosować rezystor R4. Wygląd sygnału wejściowego z amplitudą więcej napięcia przebicie diod Zenera spowoduje brak równowagi w prądach kolektora. Dodatnia półfala sygnału wejściowego zmniejszy prąd tranzystora VT2. prąd tranzystora VT1 pozostaną niezmienione. Prąd różnicowy kolektora ładuje kondensator. Wraz z pojawieniem się ujemnej półfali prąd kolektora tranzystora zmniejszy się VT1. prąd tranzystora VT2 ustawiony na nominalny. Kondensator zostanie rozładowany przez prąd tranzystora VT2. Jeżeli amplituda sygnału wejściowego jest mniejsza niż napięcie zasilania, to istnieje bezpośrednia zależność między amplitudami sygnałów wejściowych i wyjściowych, a jeśli napięcie zasilania jest większe, to amplituda sygnału wyjściowego jest stała.

Pojemność kondensatora oblicza się według wzoru C \u003d 10 3 I / 2fU m ah (μF), gdzie I jest prądem tranzystora; f jest częstotliwością sygnału wejściowego; U max - amplituda sygnału wyjściowego.

Ryż. 11.12 Rys. 11.13 Rys. 11.14

Ryż. 11.15

Generator przebiegów trójkątnych o szerokim zakresie. Trójkątny generator sygnału (ryc. 11.13) pozwala uzyskać częstotliwość od 0,01 Hz do 0,1 MHz. Sygnał wyjściowy 20 V jest tworzony na kondensatorze C4 prądy kolektorowe tranzystorów VT4, VT6. Gdy kondensator jest naładowany, tranzystory VT4 oraz VT5 otwarte, a tranzystory VT3 oraz VT6 Zamknięte. Gdy napięcie na kondensatorze wzrośnie do poziomu określonego przez dzielnik R1 - R3 tranzystor VT1 będzie otwarte. Po nim otworzą się tranzystory. VT3 oraz VT6, które wyłączają tranzystory VT4 oraz VT5 Rozpocznie się proces rozładowywania kondensatora przez tranzystor VT6 Po osiągnięciu niskiego poziomu tranzystor się otworzy VT2. Ten proces przywraca obwód do pierwotnego stanu. Kondensator zaczyna się ładować ponownie. Częstotliwość sygnału wyjściowego można zmieniać liniowo za pomocą rezystora R5 nakładające się 20 razy. Dla kondensatora o pojemności 1 nF i przy R5 = 510 kΩ częstotliwość wynosi 001 Hz

Kształtowanie sygnału krokowego. W stanie początkowym (rys. 11-14) kondensator jest ładowany do napięcia zasilającego, wszystkie tranzystory są zamknięte. Impuls wejściowy o dodatniej polaryzacji włącza tranzystor VT1. Przez tranzystor przepływa prąd, który rozładowuje kondensator. Napięcie na kondensatorze spada. Drugi impuls wejściowy również rozładuje kondensator o dyskretną wartość napięcia. W wyniku tego każdy impuls będzie stopniowo zmniejszał napięcie na kondensatorze, gdy tylko napięcie na kondensatorze zrówna się z napięciem na dzielniku R4, R5, tranzystor otwiera się VT2 a proces relaksacji rozpoczyna się w kaskadzie złożonej. tranzystory VT2 oraz VT3 otwarty. Następuje proces ładowania kondensatora, po którym rozpoczyna się nowy cykl rozładowywania kondensatora.

Generator sygnału trapezowego z regulowanym czasem narastania. Generator (ryc. 11.15) oparty jest na multiwibratorze, który steruje pracą tranzystorów ustawiających prąd VT3 oraz VT4. Kiedy tranzystor VT2 otwarty, przez tranzystor VT3 płynie prąd ładowania kondensatora SZ. Szybkość narastania napięcia na kondensatorze (lub zboczu sygnału wyjściowego) zależy od prądu ładowania, który jest regulowany rezystorem R12 Maksymalne napięcie na kondensatorze jest ograniczone przez diodę Zenera VD2. Po przełączeniu tranzystorów multiwibratora do innego stanu rozpoczyna się proces rozładowywania kondensatora. Tranzystor VT3 zamyka się, a tranzystor VT4 otwiera się. Prąd rozładowania tranzystora VT4 regulowany rezystorem R15. Wartość tego prądu określa nachylenie sygnału wyjściowego. Częstotliwość i współczynnik wypełnienia sygnału wyjściowego są regulowane przez rezystory R2 oraz R4. Generator może pracować w szerokim zakresie częstotliwości, do 1 MHz. Przy dużych zmianach częstotliwości sygnału wyjściowego konieczna jest zmiana wartości pojemności kondensatorów C1 oraz C2.

GENERATORY OS

Sterowany generator sygnału piłokształtnego. Generator (rys. 11.16) składa się z urządzenia progowego i integratora. Napięcie wyjściowe ujemnej polaryzacji urządzenia progowego zbudowanego na wzmacniaczu operacyjnym DA1, stosowane do wejścia integratora. Kondensator C, znajdujący się w obwodzie OOS, jest stopniowo ładowany. Na wyjściu jednostki organizacyjnej DA2 powstaje liniowo rosnący sygnał. Gdy na nieodwracającym wejściu wzmacniacza operacyjnego DA1 będzie zerowy, to się przełączy. Sygnał wyjściowy o dodatniej polaryzacji przechodzi przez diodę i rozładowuje kondensator. Gdy kondensator jest całkowicie rozładowany, wzmacniacz operacyjny DA1 powróci do stanu pierwotnego i rozpocznie się nowy cykl generowania sygnału wyjściowego. Częstotliwość powtarzania sygnału wyjściowego jest określona przez wyrażenie f = 3/C(R3 + R4).

Generator w OS K153UD1. Trójkątny generator impulsów (ryc. 11.17, a) jest zbudowany na dwóch wzmacniaczach operacyjnych. Pierwszy wzmacniacz operacyjny pełni funkcje integratora, a drugi jest elementem progowym. Napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego DA1 rośnie (maleje) liniowo. Gdy jest równa wartości bezwzględnej z napięciem wyjściowym wzmacniacza operacyjnego DA2, drugi wzmacniacz operacyjny przełączy się i na dzielniku R5, R6 zmieni się polaryzacja napięcia. W takim przypadku sygnał wyjściowy wzmacniacza operacyjnego DA1 zmniejszy się (zwiększy) liniowo. W następnej chwili porównany zostanie sygnał wyjściowy wzmacniacza operacyjnego DA1 z Próg zamknięcia systemu operacyjnego DA2. Nastąpi wtórne przełączanie wzmacniacza operacyjnego DA2. Zależność okresu sygnału o kształcie trójkąta od wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego DA2 pokazano na ryc. 11.17.6.

Generator tranzystorów jednozłączowych ze wzmacniaczem. Generator sygnału Sawtooth (ryc. 11.18, a) zbudowany na wzmacniaczu operacyjnym, który pełni funkcje integratora. Szybkość narastania sygnału wyjściowego zależy od napięcia wejściowego. Gdy napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego osiągnie 8 V, tranzystor jednozłączowy otwiera się. Dodatni impuls na rezystorze R2 przechodzi przez diodę, a kondensator całkujący jest rozładowywany. Zależność częstotliwości sygnału wyjściowego od napięcia wejściowego pokazano na ryc. 11.18, b.

Ryż. 11.16 Rys. 11.17

Generator z podwójnym zdjęciem. Generator (ryc. 11.19, a) składa się z integratora wykonanego na wzmacniaczu operacyjnym DA2. Kiedy och DA2 przełączników, jego wejście nieodwracające jest zasilane napięciem POS, które określa próg działania obwodu. Z potencjometrem R4 do nieodwracającego wejścia wzmacniacza operacyjnego DA1 obowiązuje drugi POS. Jeśli wartość tego połączenia jest mniejsza niż próg otwarcia systemu operacyjnego DA2, następnie krawędź wiodąca sygnału impulsu na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA1 przejdzie przez skraplacz C1 do swojego wejścia odwracającego. Od tego momentu rozpoczyna się proces ładowania kondensatora C1. Napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego DA1 rośnie powoli. Kiedy osiągnie próg otwarcia systemu operacyjnego DA2, następuje przełączanie DA2. Rozpoczyna się proces rozładowania kondensatora C1. Szybkość powtarzania impulsów sygnału wyjściowego jest określona przez wyrażenie f=K2 /4RC(K1-K2);

Ryż. 11.18

Ryż. 11.19

Ryż. 11.20

K 1 \u003d R 2 / (R 2 + R 3); K 2 \u003d R „4 / (R” 4 + R „4). W zależności od poziomu sygnału POS w systemie operacyjnym DA1 Możesz dostosować poziom wyjściowy. Maksymalna wartość DE jest określona przez napięcie na dzielniku R2, R3. Na ryc. 11.19.6 przedstawia wykresy napięcia w wyścigach na torze.

Wyzwalany generator sygnału. Napięcie wyjściowe (ryc. 11.20, a), utworzone na kondensatorze PÓŁNOCNY ZACHÓD, równy U 3 \u003d \u003d (t / C 3) I 2. Kondensator jest ładowany liniowo rosnącym prądem I 2 \u003d U 2 / R 5 tranzystora VT2. Tranzystorowa kontrola prądu kolektora VT2 realizowane przez napięcie na kondensatorze C2 (U 2 \u003d (t / C 2) I 3). To napięcie zależy od prądu tranzystora VT3 (l 3 \u003d U B / R 4). W rezultacie U 3 \u003d U b t 2 / C 2 C 3 R 4 R 5 . Dla ocen elementów wskazanych na schemacie częstotliwość sygnału wyjściowego wynosi 5 kHz. Zresetuj kondensatory C2 oraz północny zachód realizowane przez sygnał zewnętrzny przez tranzystory VT4 oraz VT1. Na ryc. 11.20.6 pokazuje wykresy napięcia w różnych punktach obwodu.

sek kondycjoner sygnału x . Tworzenie funkcji secx jest realizowany z wejściowego sygnału harmonicznego. Obwód (ryc. 11.21, a) może działać od jednostek herców do setek kiloherców. W pierwszym tranzystorze sygnał wejściowy jest ograniczony amplitudą 2,5 V. Drugi tranzystor zwiększa stromość zboczy sygnału prostokątnego i zmienia jego fazę. Sygnał kolektora tranzystora VT2 sumowany z sygnałem wejściowym na rezystorze R6. Sygnał wyjściowy jest wybierany w określonym punkcie na potencjometrze tak, aby można było ustawić określoną wartość głębokości doliny funkcji sec. Należy zauważyć, że ten schemat formowania może w niektórych punktach dawać błąd do 10%. Wraz ze wzrostem amplitud sygnałów meandrowych i harmonicznych błąd maleje. Aby zwiększyć dokładność tworzenia funkcji sec a; na wejściu można umieścić obwód ograniczający diodę (ryc. 11.21.6). Rolą tego obwodu jest wygładzenie szczytów sygnału harmonicznego. Za pomocą dodatkowego obwodu dokładność symulacji można zwiększyć do 5%.

Ryż. 11.21

ZŁOŻONE GENERATORY SYGNAŁU

Diodowy generator sygnałów złożonych. W wyniku zmiany wzmocnienia wzmacniacza różnicowego powstają złożone przebiegi (rys. 11.22). Przy małych sygnałach wejściowych wszystkie diody są zamknięte. Zysk określony przez rezystory R2, R3 oraz R11, R12, blisko jedności. Wraz ze wzrostem poziomu sygnału wejściowego diody zaczynają przewodzić w obwodach emiterów tranzystorów. Prowadzi to do zwiększenia zysku. Sygnał wyjściowy staje się bardziej stromy. Trzy poziomy zmiany wzmocnienia są używane zarówno dla dodatniej, jak i ujemnej polaryzacji sygnału wejściowego. Każdy obwód składający się z diod i potencjometru określa inny próg otwarcia. Dokładny kształt sygnału wyjściowego reguluje się odpowiednim potencjometrem.

Dyskretny kształtownik sygnałów o formach specjalnych. Generator (ryc. 11.23) oparty jest na wielofazowym multiwibratorze, który jest wyzwalany impulsem o dodatniej polaryzacji. Tranzystory włączają się jeden po drugim w obwodzie. VT3. Tylko jeden tranzystor jest otwarty. Tranzystor przejdzie w stan przewodzenia. VT2, który jest w emiterze tranzystora VT1 skieruje prąd określony przez rezystor R5. Jeśli rezystancje rezystorów zmieniają się zgodnie z pewnym prawem, to amplituda sygnału wyjściowego zmienia się zgodnie z tym samym prawem. Z rezystorami R5 można uzyskać dowolne prawo zmiany sygnału wyjściowego. Częstotliwość przełączania kanałów jest określona przez stałą czasową R6C2.

Ryż. 11.22 Rys. 11.23

Ryż. 11.24

Generator funkcyjny. Na wejście generatora podawany jest sygnał impulsowy o dodatniej polaryzacji (rys. 11.24). Układ logiczny 2I - NOT układ scalony K133LAZ jest zamknięty. Na wyjściu 1 pojawia się sygnał o ujemnej polaryzacji o czasie trwania równym czasowi trwania sygnału wejściowego. Ten sygnał w łańcuchu RC jest różnicowany, a dodatni impuls zamyka drugi obwód logiczny. Na wyjściu tego obwodu pojawia się impuls o ujemnej polaryzacji o czasie trwania 5 μs. Wszystkie kolejne łańcuchy działają w ten sam sposób. Na wyjściach 1 - 7 sygnały impulsowe pojawiają się jeden po drugim. Wszystkie te sygnały są sumowane przez odpowiednie rezystory dociążające na wejściu wzmacniacza operacyjnego. W zależności od kolejności akceptowanych rezystancji rezystorów obciążających, na wyjściu wzmacniacza operacyjnego może powstać sygnał o dowolnej złożoności. Amplituda sygnału wyjściowego jest określona przez rezystancję rezystora R4. Aby zrównoważyć op-amp, rezystancję rezystora R3 jest dobierany dla całkowitej rezystancji rezystorów wagowych.