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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Generatore di funzioni ad ampio raggio. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Avendo deciso di costruire un generatore di misura per un laboratorio domestico, recentemente i radioamatori hanno optato sempre più per un sistema di rilassamento chiuso costituito da un integratore e un comparatore. Ciò è spiegato dal fatto che tali generatori, di regola, sono più facili da produrre rispetto ai generatori di segnali sinusoidali e le loro capacità sono molto più ampie. Tuttavia, quando si utilizzano amplificatori operazionali delle serie più diffuse (K140, K153, K553, ecc.), non è possibile ottenere un elevato tasso di aumento della tensione di uscita dell'integratore e un breve tempo di "risposta" del comparatore , pertanto la frequenza limite superiore della maggior parte dei generatori descritti nella letteratura radioamatoriale non supera 10...20 kHz.
Nel dispositivo offerto all'attenzione dei radioamatori, l'amplificatore operazionale K574UD1B viene utilizzato come integratore (slew rate della tensione di uscita - 50 V/μs, frequenza di guadagno unitario - 10 MHz) e il comparatore è realizzato su elementi del K155LA3 microcircuito (tempo di ritardo - non più di 30...40 ns) . Ciò ha permesso di espandere la gamma delle frequenze generate a 1 MHz. Il generatore produce tensioni di forma rettangolare, triangolare e sinusoidale, nonché impulsi rettangolari con livelli TTL e durata regolabile da 0,5 μs a 1200 ms. La tensione di uscita può essere modificata entro 0...1 V. Il coefficiente armonico del segnale sinusoidale non è superiore all'1,5%. L'impedenza di uscita del generatore è di circa 100 Ohm. Oltre al già citato integratore (OA DA1) e comparatore (DD1), il generatore include un inseguitore di emettitore (VT1), un driver di tensione sinusoidale (VT2), un amplificatore di scala (OA DA2, VT7) e uno stadio buffer ( VT4, DD2.1). Trigger RS (DD2.2, DD2.3). due vibratori singoli (DD3.1, DD3.2) e tre stabilizzatori di tensione a transistor (VT3, VT5, VT6). Il dispositivo è alimentato da una sorgente di tensione stabilizzata bipolare di ± 12 V. La corrente consumata dalla sorgente di tensione positiva non è superiore a 180 mA, la tensione negativa è 80 mA. Gli impulsi rettangolari dall'uscita del comparatore (pin 6 dell'elemento DD1.2) vengono forniti all'ingresso invertente dell'integratore sull'amplificatore operazionale DA1. All'uscita di quest'ultimo viene generata una tensione triangolare che controlla il comparatore attraverso l'inseguitore di emettitore sul transistor VT1. L'interruttore SA1 modifica approssimativamente la frequenza di oscillazione e il resistore variabile R1 la modifica in modo graduale. Il resistore trimmer R16 viene utilizzato per impostare l'ampiezza e R17 viene utilizzato per impostare la componente costante della tensione triangolare. La modalità operativa richiesta del comparatore è assicurata fornendo al pin 7 (comune) del microcircuito DD1 una tensione di -2 V dall'uscita dello stabilizzatore sul transistor VT3 e al pin 14 con una tensione di +3,2 V dall'uscita dello stabilizzatore sul transistor VT5. Le oscillazioni triangolari dall'emettitore del transistor VT1 entrano in una cascata realizzata sul transistor ad effetto di campo VT2, dove da esse si forma una tensione sinusoidale. Dalla sorgente del transistor, un segnale sinusoidale viene fornito alla sezione interruttore SA2.2. Qui vengono fornite anche tensioni di forma triangolare e rettangolare - attraverso i resistori R18 e R22 - e vengono prelevate rispettivamente dall'emettitore del transistor VT1 e dall'uscita dell'elemento comparatore DD1.2. Il segnale selezionato dall'interruttore SA2 (la sua ampiezza è regolata dal resistore variabile R27) viene amplificato da un amplificatore di scala realizzato sull'amplificatore operazionale DA2 e dal transistor VT7, e viene alimentato all'attenuatore a gradino - divisore di tensione R24-R26, e da esso attraverso sezione interruttore SA3.2 e resistenza R32 - al jack di uscita XS1. Impulsi rettangolari con livello TTL vengono forniti alla sezione di commutazione SA3.2 dall'uscita dello stadio buffer assemblato sul transistor VT4 e sull'elemento DD2.1. Attivano anche il DD3.1 one-shot, che è collegato all'uscita del dispositivo nella seconda e terza posizione dell'interruttore (in alto). La durata degli impulsi viene regolata commutando i condensatori C9-C12 e modificando la resistenza del resistore variabile R3 del circuito di temporizzazione. Il secondo microcircuito one-shot DD3 viene utilizzato nel generatore a impulso singolo (collegato all'uscita del dispositivo nella quarta e quinta posizione dell'interruttore SA3). Quando si preme il pulsante SB1, il trigger RS sugli elementi DD2.2, DD2.3 cambia il suo stato e attiva il DD3.2 one-shot con una caduta positiva della tensione di uscita. Come nel caso precedente, la durata dell'impulso richiesta viene impostata con l'interruttore SA2.1 e il resistore R3. Il dispositivo offre la possibilità di utilizzare le cadute di tensione sulle uscite di un trigger RS come segnale di uscita quando si preme il pulsante SB1 (la sesta e la settima posizione dell'interruttore SA3). La configurazione del generatore inizia con il bilanciamento dell'amplificatore della bilancia (DA2, VT7). Per fare ciò, gli interruttori SA1-SA3 sono impostati rispettivamente sulle posizioni “0,1...1 kHz”, “30...1200 ms” e “1:1”, accendere l'alimentazione e utilizzare il resistore di regolazione R31 per raggiungere lo zero tensione al jack di uscita XS1. Quindi, utilizzando il resistore di rifinitura R19, impostare la tensione sul pin 7 del microcircuito DD1 su -2 V. E utilizzando il resistore di rifinitura R33, impostare la tensione su +3,2 V sul pin 14. Successivamente, collegare un oscilloscopio all'uscita di dispositivo, spostare l'interruttore SA2 nella posizione superiore (secondo lo schema) e gli stessi resistori di trimming R19, R33 assicurano che gli impulsi rettangolari sullo schermo dell'oscilloscopio diventino simmetrici (rispetto al livello 0). Successivamente, l'interruttore SA2 viene impostato sulla seconda posizione (in alto) e, spostando il cursore del resistore R1 verso il basso (secondo lo schema), il trimmer resistore R6 bilancia il segnale triangolare. La simmetria di quest'ultimo non deve essere violata quando si sposta il cursore del resistore R1 in un'altra posizione estrema. L'assenza di una componente costante di questo segnale si ottiene utilizzando il resistore di regolazione R17. La distorsione non lineare della tensione sinusoidale viene ridotta al minimo tagliando il resistore R16 impostando l'interruttore SA2 sulla terza posizione. Successivamente, il motore del resistore variabile R27 viene spostato nella posizione superiore (secondo lo schema) e il resistore R29 viene selezionato fino a ottenere una tensione di 1 V all'uscita del dispositivo. Le stesse tensioni di forma rettangolare e triangolare si ottengono selezionando i resistori R22 e R18. Infine, si seleziona il condensatore C8 finché la frequenza limite superiore delle oscillazioni generate è pari a 1 MHz. Da notare che, se lo si desidera, la frequenza massima del generatore può essere aumentata a 2...2,5 MHz. Per fare ciò, il condensatore C8 dovrebbe essere escluso e la resistenza del resistore R16 dovrebbe essere aumentata a 6,8...10 kOhm. È vero, in questo caso sorgeranno difficoltà nell'ottenere un segnale sinusoidale, poiché con un aumento della resistenza del resistore specificato, l'ampiezza della tensione triangolare diminuirà. La via d'uscita da questa situazione è quella di introdurre un amplificatore con una risposta in frequenza lineare (nella banda di frequenza 0...3 MHz) tra l'integratore e il generatore di tensione sinusoidale. A. Ishtinov
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