Простой функциональный генератор

Простой функциональный генератор схема которого представлена в статье, с выхода можно получить напряжение как синусоидальной формы, так и прямоугольные импульсы (меандр) в полосе частот от десятков герц до десятков килогерц, приведена на рисунке.

Простой функциональный генератор

Простой функциональный генератор образован двумя каскадами, выполненными на операционных усилителях. Один из них представляет собой полосовой RC-фильтр с многопетлевой обратной связью на операционном усилителе DA1 и элементах С1, С2, R1-R3, R6, R7. Другой каскад — формирователь прямоугольных импульсов — выполнен на операционном усилителе DA2 и резисторах R4, R5, R8, R9. Поскольку оба каскада инвертируют сигнал и вход фильтра подключен к выходу формирователя, то устройство возбуждается на резонансной частоте фильтра. Напряжение синусоидальной формы снимают с выхода фильтра (выход DA1), а меандр — с выхода формирователя (выход DA2).

Частоту генерации при условии С1=С2 можно рассчитать по формуле:

Формула для расчета

Особенностью использованного схемотехнического построения фильтра является возможность изменять в широких пределах его резонансную частоту изменением номинала только одного элемента — резистора R3. При этом сохраняется коэффициент передачи каскада, но изменяется эквивалентная добротность фильтра. Последнее несущественно для работы генератора. Перестройка частоты одним переменным резистором существенно упрощает конструкцию устройства в целом.

Расчет таких фильтров подробно описан в книге Л. Хьюлсмана и Ф. Аллена “Введение в теорию и расчет активных фильтров”. Например, при указанных на схеме номиналах резисторов R1 — R3 набор конденсаторов с номиналами 0,47, 0,15, 0,047 мкФ, 10000, 4700 и 1000 пФ обеспечит перекрытие по частоте от 18 Гц до 20,4 кГц в следующих шести поддиапазонах: 18…65, 56…204, 180…650, 560…2040 Гц, 1,8…6,5, 5.6…20.4 кГц. Изменение амплитуды выходного сигнала генератора в пределах поддиапазона не превышает 1 дБ.

Микросхему фильтра питают от нестабилизированного двуполярного источника напряжением ±15 В, а микросхему формирователя — от стабилизированного двуполярного источника напряжением ±10 В.При налаживании простой функциональный генератор подбирают такое положение движка подстроечного резистора R7, при котором генератор уверенно возбуждается на всех поддиапазонах при любом положении движка переменного резистора R3.

В простой функциональный генератор можно использовать различные ОУ общего назначения, но для получения качественного прямоугольного сигнала на частотах 10 кГц и выше микросхема DA2 должна быть быстродействующей. Так, при использовании микросхемы цА741 (аналог — К140УД7) хороший меандр получался лишь на частотах ниже 10 кГц. Микросхема DA1 должна на максимальной частоте генератора обеспечивать на большом сигнале коэффициент усиления не менее 5.

Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий