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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un semplice generatore AF. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Le principali caratteristiche tecniche sono le seguenti: Gamma di frequenza, kHz ..... 0,01 ...100
0,01-0,1;
Irregolarità della risposta in frequenza, dB, non di più ..... ±0,5
Uno dei dispositivi più necessari nel laboratorio di un radioamatore può essere giustamente classificato come un generatore di oscillazioni sinusoidali AF. Molto spesso nella letteratura radioamatoriale, i generatori sono descritti con un cosiddetto ponte di Vienna nel circuito di feedback positivo, solitamente sintonizzabile da un doppio resistore variabile. Sfortunatamente, nonostante l'apparente semplicità di tali generatori, è tutt'altro che facile replicarli in condizioni amatoriali, soprattutto se si tiene conto dei maggiori requisiti per le distorsioni non lineari del segnale di misura. Necessario per ridurre la distorsione, mantenere l'identità delle resistenze dell'elemento di sintonizzazione della frequenza su tutta la gamma richiede l'uso di resistori a doppia variabile molto precisi e sono praticamente inaccessibili alla maggior parte dei radioamatori. I tentativi di migliorare la qualità del segnale introducendo vari circuiti stabilizzatori (divisori non lineari, AGC), di norma, portano ad un miglioramento di alcuni parametri a scapito di altri. Il generatore di misura [1] proposto all'attenzione dei lettori è sintonizzabile con un resistore variabile, ha caratteristiche tecniche abbastanza buone ed è facile da configurare.
Uno schema circuitale semplificato del generatore è mostrato in Fig. 1. Sull'amplificatore operazionale DA1 e sugli elementi R1 - R3, C1, viene assemblato uno sfasatore regolabile ampiamente utilizzato descritto in letteratura, introducendo uno sfasamento del segnale, che è determinato dal rapporto tra la capacità del condensatore C1 e la resistenza del resistore R1. Dall'uscita dello sfasatore, il segnale va al circuito di stabilizzazione dell'ampiezza EL1R4, che compensa l'influenza di fattori destabilizzanti come la temperatura e parametri non ideali dell'amplificatore operazionale. Un normale amplificatore invertente è realizzato utilizzando l'amplificatore operazionale DA2 e i resistori R5 - R7. Lo sfasamento che introduce è costante e pari a 180°. Il resistore trimmer R6 viene utilizzato per impostare il livello del segnale di uscita richiesto. Il condensatore C2 con la resistenza di ingresso della cascata sull'amplificatore operazionale DA1 forma un circuito che sposta ulteriormente la fase del segnale di un angolo che, sommato allo sfasamento introdotto da questa cascata, è di 180°. Pertanto, è soddisfatta una delle condizioni per il verificarsi della generazione: il bilanciamento di fase. Lo schema elettrico completo del generatore è mostrato in Fig. 2
Lo sfasatore regolabile è assemblato sull'amplificatore operazionale DA1. Il segnale dalla sua uscita va al follower dell'emettitore, realizzato sul transistor VT1. Questa cascata crea le condizioni per il normale funzionamento del generatore a bassa resistenza di carico e un circuito di stabilizzazione dell'ampiezza costituito da lampade a incandescenza EL1-EL3 e resistore di regolazione R13, che viene utilizzato per regolare la tensione del segnale all'uscita del generatore. Il generatore viene commutato da una sottobanda all'altra utilizzando l'interruttore SA1 e la frequenza del segnale richiesta viene impostata con il resistore variabile R3. Dal motore del resistore R13, il segnale viene alimentato ad un amplificatore invertente (amplificatore operazionale DA2), il cui coefficiente di trasmissione è determinato dal rapporto tra le resistenze dei resistori R16 e R14. Il circuito R15C10 collegato in parallelo a quest'ultimo compensa l'influenza degli sfasamenti parassiti nell'amplificatore operazionale, consentendo di preservare la natura e l'entità della variazione di frequenza in funzione della resistenza del resistore R3 nella regione delle frequenze più alte del raggio d'azione. (A proposito, l'introduzione di questo circuito ha reso impossibile modificare la resistenza del resistore nel circuito OOS che copre l'amplificatore operazionale DA2, quindi il regolatore di tensione del segnale di uscita ha dovuto essere incluso nel circuito di stabilizzazione dell'ampiezza). Il condensatore C13 compensa il leggero aumento della risposta in frequenza alle frequenze più alte causato dall'introduzione del circuito R15C10 e riduce la distorsione non lineare del segnale a queste frequenze. La tensione di uscita del generatore viene impostata dall'interruttore SA2, collegando il carico all'una o all'altra parte del divisore R7-R11. Se necessario, il numero di valori della tensione di uscita può essere scelto qualsiasi altro includendo il numero corrispondente di resistori nel circuito di emettitore del transistor VT1. La resistenza totale di questi resistori non deve superare i 150 Ohm. Dettagli e design L'uso di diversi tipi di amplificatori operazionali in uno sfasatore e in un amplificatore invertente è dovuto alla necessità di ottenere un intervallo di frequenze operative sufficientemente ampio con una buona stabilità del generatore. Quando si utilizzano due amplificatori operazionali della serie K574UD1, il generatore è soggetto ad autoeccitazione parassita a frequenze più elevate e quando si utilizzano amplificatori operazionali della serie K140UD8 in entrambi gli stadi, la frequenza limite superiore dell'intervallo operativo non può essere aumentata oltre 20kHz. Il transistor KT807B può essere sostituito da qualsiasi serie KT815, KT817. In ogni caso il transistor emettitore deve essere montato su un dissipatore con una superficie di raffreddamento di almeno 50 cm2. Si consiglia di utilizzare un resistore variabile del marchio SP3-4Ma o SP2-3a come elemento di sintonizzazione della frequenza (R23). Per ridurre la non linearità della scala, questo resistore deve essere del gruppo B. È anche possibile utilizzare un resistore del gruppo B accendendolo di conseguenza, tuttavia, la frequenza in questo caso aumenterà quando il motore viene girato in senso antiorario (questo vale per il resistore SP4-2Ma). Resistenza trimmer R13-SP4-1, SPZ-16a, SP5-16V. Interruttori SA1, SA2: eventuali biscotti o pulsanti (ad esempio P2K con fissazione dipendente). Si consiglia di prendere i condensatori C1 - C8 del circuito di impostazione della frequenza con il TKE più piccolo possibile (almeno standardizzato) e selezionarli in coppie (C1 e C2, C3 e C4, ecc.) Con un errore non superiore a + 2%. Ciò garantirà la costanza richiesta dell'ampiezza delle oscillazioni generate quando si passa da un sottointervallo all'altro. Per alimentare il generatore è adatta qualsiasi sorgente stabilizzata con tensioni di uscita di 4-15 e -15 V con una corrente di almeno 200 mA e una tensione di ondulazione non superiore a 25 mV (questi requisiti sono pienamente soddisfatti, ad esempio, dal dispositivo descritto in [2]). Allestimento di un generatore iniziare impostando la tensione di uscita su 13 V utilizzando il resistore di regolazione R4 (l'interruttore SA1 è in posizione “I”, SA2 è in posizione “4 V”). Quindi, impostando il cursore del resistore variabile R3 nella posizione superiore (secondo lo schema) (corrisponde alla frequenza limite inferiore del sottointervallo), selezionando il resistore R1, si ottiene una frequenza di generazione pari a 10 Hz, dopodiché viene misurata la tensione di uscita e, se necessario, impostata pari a 4 V volte (con lo stesso resistore R13). Successivamente, il resistore variabile R3 viene spostato nella posizione inferiore (secondo lo schema) e selezionando il resistore R2 si ottiene una frequenza di oscillazione di 100 Hz. Successivamente, l'interruttore SA1 viene impostato sulla posizione "IV" e il resistore R15 viene selezionato con una resistenza tale che la frequenza del segnale di uscita sia 100 kHz. Viene selezionato il condensatore C13, cercando di garantire che l'irregolarità della risposta in frequenza del generatore alle frequenze più alte dell'intervallo operativo non superi +0,5 dB. Letteratura
Autore: E. Nevstruev; Pubblicazione: cxem.net
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