Κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας χρησιμοποιώντας ένα ενιαίο IC 4049

Σε αυτήν την ανάρτηση θα μάθουμε πώς να φτιάχνουμε 3 κυκλώματα γεννήτριας απλών λειτουργιών χρησιμοποιώντας ένα μόνο IC 4049, για τη δημιουργία ακριβών τετραγωνικών κυμάτων, τριγώνων κυμάτων και κυματοειδών κυμάτων μέσω εύκολων χειριστηρίων.

Χρησιμοποιώντας μόνο ένα χαμηλό κόστος CMOS IC 4049 και μια χούφτα ξεχωριστών ενοτήτων, είναι εύκολο να δημιουργήσετε μια ισχυρή γεννήτρια λειτουργιών που θα παρέχει μια σειρά από τρεις κυματομορφές γύρω και πέρα ​​από το ηχητικό φάσμα.

Ο σκοπός του άρθρου ήταν να δημιουργήσει μια βασική, οικονομικά αποδοτική, γεννήτρια ανοιχτής πηγής που είναι εύκολο να κατασκευαστεί και να χρησιμοποιηθεί από όλους τους χομπίστες και τους επαγγελματίες του εργαστηρίου.

Αυτός ο στόχος έχει αναμφισβήτητα επιτευχθεί, καθώς το κύκλωμα παρέχει μια ποικιλία κυματομορφών ημιτονοειδούς, τετραγώνου και τριγώνου και ένα φάσμα συχνοτήτων από περίπου 12 Hz έως 70 KHz χρησιμοποιεί μόνο έναν μοναδικό IC μετατροπέα CMOS και μερικά ξεχωριστά στοιχεία.

Χωρίς αμφιβολία, η αρχιτεκτονική μπορεί να μην προσφέρει την αποδοτικότητα πιο προηγμένων κυκλωμάτων, ειδικά όσον αφορά τη συνοχή της κυματομορφής σε αυξημένες συχνότητες, αλλά είναι ωστόσο ένα απίστευτα βολικό όργανο για ανάλυση ήχου.

Για έκδοση Bluetooth μπορείτε Διαβάστε αυτό το άρθρο

Διάγραμμα μπλοκ

Τα βασικά στοιχεία λειτουργίας του κυκλώματος από το παραπάνω απεικονιζόμενο διάγραμμα μπλοκ. Η κύρια ενότητα της γεννήτριας λειτουργίας είναι μια γεννήτρια τριγώνου / τετραγώνου που αποτελείται από έναν ολοκληρωτή και μια σκανδάλη Schmit.

Μόλις η έξοδος της σκανδάλης Schmitt είναι υψηλή, η τάση που τροφοδοτείται από την έξοδο Schmitt στην είσοδο του Integrator επιτρέπει στην έξοδο του Integrator να αυξάνεται αρνητικά πριν υπερβεί το χαμηλότερο επίπεδο εξόδου της σκανδάλης Schmitt.

Σε αυτό το στάδιο, η έξοδος σκανδάλης Schmitt είναι αργή, οπότε η μικρή τάση που τροφοδοτείται πίσω από την είσοδο του ολοκληρωτή της επιτρέπει να ανεβαίνει θετικά πριν επιτευχθεί το ανώτερο επίπεδο σκανδάλης του Schmitt.

Η έξοδος της σκανδάλης Schmitt πηγαίνει πάλι υψηλή και η έξοδος του ολοκληρωτή αυξάνεται ξανά αρνητικά και ούτω καθεξής.

Τα θετικά και αρνητικά σάρωση της εξόδου ολοκληρωτή αντιπροσωπεύουν μια τριγωνική κυματομορφή του οποίου το πλάτος υπολογίζεται από την υστέρηση του Schmitt trigger (δηλαδή τη διαφορά μεταξύ των υψηλών και των χαμηλών ορίων ενεργοποίησης).

Η παραγωγή σκανδάλης Schmitt είναι, φυσικά, ένα τετράγωνο κύμα που αποτελείται από εναλλασσόμενες καταστάσεις υψηλής και χαμηλής παραγωγής.

Η έξοδος του τριγώνου παρέχεται σε έναν διαμορφωτή διόδων μέσω ενός ενισχυτή buffer, ο οποίος στρογγυλοποιεί τα υψηλά και τα χαμηλά του τριγώνου για να δημιουργήσει ένα σήμα κατά προσέγγιση σε ένα σήμα κύματος.

Στη συνέχεια, κάθε μία από τις 3 κυματομορφές μπορεί να επιλεγεί από έναν διακόπτη επιλογής 3 κατευθύνσεων S2 και να παρέχεται σε έναν ενισχυτή buffer εξόδου.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος της γεννήτριας λειτουργίας CMOS όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Ο ενσωματωτής είναι πλήρως κατασκευασμένος χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα CMOS, Nl, ενώ ο μηχανισμός Schmitt ενσωματώνει 2 μετατροπείς θετικής ανάδρασης. Είναι N2 και N3.

Η ακόλουθη εικόνα δείχνει τις λεπτομέρειες pinout του IC 4049 για εφαρμογή στο παραπάνω σχηματικό

Το κύκλωμα λειτουργεί με αυτόν τον τρόπο θεωρώντας, προς το παρόν, ότι ο υαλοκαθαριστήρας βρίσκεται στη χαμηλότερη θέση του, με την έξοδο N3 να είναι υψηλή, ένα ρεύμα ισοδύναμο με:

Ub - U1 / P1 + R1

ταξιδεύει μέσω R1 και p1, όπου το Ub υποδεικνύει την τάση τροφοδοσίας και Ut την τάση κατωφλίου N1.

Επειδή αυτό το ρεύμα δεν μπορεί να μετακινηθεί στην είσοδο υψηλής αντίστασης αντιστροφέα, αρχίζει να ταξιδεύει προς C1 / C2 ανάλογα με το ποιος πυκνωτής εναλλάσσεται σύμφωνα με τον διακόπτη S1.

Η πτώση τάσης πάνω από το C1 μειώνεται έτσι γραμμικά έτσι ώστε η τάση εξόδου του Ν1 να αυξάνεται γραμμικά προτού προσεγγιστεί η χαμηλότερη τάση κατωφλίου της σκανδάλης Schmitt, καθώς η έξοδος της σκανδάλης Schmitt γίνεται χαμηλή.

Τώρα ένα τρέχον ισοδύναμο με -Έξοδος / P1 + R1 ρέει τόσο από το R1 όσο και από το P1.

Αυτό το ρεύμα ρέει πάντα μέσω του C1, έτσι ώστε η τάση εξόδου του Ν1 να αυξάνεται εκθετικά έως ότου επιτευχθεί η μέγιστη οριακή τάση του σκανδάλη Schmitt, η έξοδος του σκανδάλη Schmitt αυξάνεται και ολόκληρος ο κύκλος ξεκινά ξανά.

Για να διατηρηθεί η συμμετρία των τριγώνων κυμάτων (δηλ. Η ίδια κλίση τόσο για τα θετικά όσο και για τα αρνητικά μέρη της κυματομορφής) τα ρεύματα φορτίου και εκφόρτισης του συμπυκνωτή πρέπει να είναι πανομοιότυπα, δηλαδή Uj, -Ui πρέπει να είναι πανομοιότυπα με το Ut.

Ωστόσο, δυστυχώς, το Ut που αποφασίζεται από τις παραμέτρους μετατροπέα CMOS, είναι συνήθως 55%! Η τάση πηγής Ub = Ut είναι περίπου 2,7 V με 6 V και Ut περίπου στα 3,3 V.

Αυτή η πρόκληση ξεπεραστεί με το P2 που απαιτεί τροποποίηση της συμμετρίας. Προς το παρόν, θεωρήστε ότι το ταϊλανδικό R-σχετίζεται με τη θετική γραμμή τροφοδοσίας (θέση Α).

Ανεξάρτητα από τη ρύθμιση του P2, η υψηλή τάση εξόδου του σκανδάλη Schmitt παραμένει πάντα 11.

Ωστόσο, όταν η έξοδος N3 είναι χαμηλή, τα R4 και P2 δημιουργούν ένα πιθανό διαχωριστικό έτσι ώστε, με βάση τη διαμόρφωση υαλοκαθαριστήρα του P2, μια τάση μεταξύ 0 V έως 3 V θα μπορούσε να επιστραφεί ξανά στο P1.

Αυτό διασφαλίζει ότι η τάση δεν είναι πλέον -Ut και Up2-Ut. Σε περίπτωση που η τάση του ρυθμιστικού P2 είναι περίπου 0,6 V, τότε το Up2-Ut θα πρέπει να είναι περίπου -2,7 V, επομένως τα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης θα είναι ίδια.

Προφανώς, λόγω της ανοχής στην τιμή του Ut, η ρύθμιση P2 πρέπει να πραγματοποιηθεί ώστε να ταιριάζει με τη γεννήτρια συγκεκριμένων λειτουργιών.

Σε περιπτώσεις στις οποίες το Ut είναι μικρότερο από 50 τοις εκατό της τάσης εισόδου, η σύνδεση της κορυφής του R4 με τη γείωση (θέση Β) μπορεί να είναι κατάλληλη.

Μπορούν να βρεθούν μερικές κλίμακες συχνοτήτων, οι οποίες θα αντιστοιχιστούν χρησιμοποιώντας S1 12 Hz-1 kHz και 1 kHz έως περίπου 70 kHz.

Ο κοκκώδης έλεγχος συχνότητας δίνεται από το P1 που αλλάζει το ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης C1 ή C2 και συνεπώς τη συχνότητα μέσω της οποίας ο ενσωματωτής αυξάνει πάνω και κάτω.

Η έξοδος τετραγωνικού κύματος από το Ν3 αποστέλλεται σε έναν ενισχυτή buffer μέσω ενός διακόπτη επιλογής κυματομορφής, S2, ο οποίος αποτελείται από μερικούς μετατροπείς που προκαλούν προκατάληψη όπως ένας γραμμικός ενισχυτής (συνδέεται παράλληλα για τη βελτίωση της απόδοσης του ρεύματος εξόδου τους).

Η έξοδος κύματος τριγώνου παρέχεται μέσω ενός ενισχυτή buffer N4 και από εκεί ο διακόπτης επιλογής στην έξοδο του ενισχυτή buffer.

Επίσης, η έξοδος τριγώνου από το Ν4 προστίθεται στον ημιτονοειδή διαμορφωτή, που αποτελείται από R9, R11, C3, Dl και D2.

Τα D1 και D2 τραβούν λίγο ρεύμα έως περίπου +/- 0,5 βολτ αλλά η διαφορετική αντίστασή τους πέφτει πέρα ​​από αυτήν την τάση και περιορίζει λογικά λογικά τα υψηλά και χαμηλά του παλμού του τριγώνου για να δημιουργήσει ένα ισοδύναμο με ένα κύμα.

Η ημιτονοειδής έξοδος μεταδίδεται στον ενισχυτή εξόδου μέσω C5 και R10.

Το Ρ4, το οποίο μεταβάλλει το κέρδος του Ν4 και ως εκ τούτου το πλάτος του παλμού τριγώνου που παρέχεται στον ημιτονοειδή διαμορφωτή, αλλάζει τη διαφάνεια του κόλπου.

Πολύ χαμηλό επίπεδο σήματος και το πλάτος του τριγώνου θα ήταν κάτω από την κατώτατη τάση της διόδου και θα προχωρήσει χωρίς αλλαγή και πολύ υψηλό επίπεδο σήματος, τα υψηλά και τα χαμηλά θα περικόπηκαν έντονα, παρέχοντας έτσι όχι καλά σχηματίστηκε ημιτονοειδές κύμα.

Οι αντιστάσεις εισόδου ενισχυτή buffer εξόδου επιλέγονται έτσι ώστε και οι τρεις κυματομορφές να έχουν ονομαστική μέγιστη έως ελάχιστη τάση εξόδου περίπου 1,2 V. Το επίπεδο εξόδου θα μπορούσε να αλλάξει μέσω του P3.

Διαδικασία ρύθμισης

Η μέθοδος προσαρμογής είναι απλώς να αλλάξει η συμμετρία του τριγώνου και η καθαρότητα του κύματος.

Επιπλέον, η συμμετρία του τριγώνου βελτιστοποιείται ιδανικά εξετάζοντας την είσοδο του τετραγωνικού κύματος, καθώς ένα συμμετρικό τρίγωνο παράγεται εάν ο κύκλος λειτουργίας του τετραγωνικού κύματος είναι 50% (διάστημα 1-1 σήματος).

Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να προσαρμόσετε την προκαθορισμένη P2.

Σε μια κατάσταση όπου η συμμετρία αυξάνεται καθώς ο υαλοκαθαριστήρας P2 κινείται προς τα κάτω προς την έξοδο Ν3, αλλά δεν ήταν δυνατή η επίτευξη της σωστής συμμετρίας, το άνω μέρος του R4 πρέπει να ενωθεί στην εναλλακτική θέση.

Η καθαρότητα του κυματοειδούς κύματος αλλάζει ρυθμίζοντας το P4 έως ότου η κυματομορφή «φαίνεται τέλεια» ή μεταβάλλοντας για ελάχιστη παραμόρφωση μόνο εάν υπάρχει έλεγχος μετρητή παραμόρφωσης.

Καθώς η τάση τροφοδοσίας επηρεάζει την τάση εξόδου των διαφόρων κυματομορφών και συνεπώς την καθαρότητα του ημιτονοειδούς, το κύκλωμα πρέπει να τροφοδοτείται από μια ισχυρή τροφοδοσία 6 V.

Όταν οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται ως μπαταρίες πηγής ισχύος, δεν πρέπει ποτέ να αναγκάζονται να λειτουργούν πολύ προς τα κάτω.

Τα CMOS IC που χρησιμοποιούνται ως γραμμικά κυκλώματα αποστραγγίζουν υψηλότερο ρεύμα από ό, τι στη συνήθη λειτουργία εναλλαγής, και ως εκ τούτου η τάση τροφοδοσίας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 6 V, αλλιώς το IC μπορεί να θερμανθεί λόγω βαριάς θερμικής απαγωγής.

Ένας άλλος εξαιρετικός τρόπος δημιουργίας ενός κυκλώματος γεννήτριας λειτουργίας μπορεί να είναι μέσω του IC 8038, όπως εξηγείται παρακάτω

Κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας με χρήση IC 8038

Το IC 8038 είναι ένα IC γεννήτριας κυματομορφής ακριβείας ειδικά σχεδιασμένο για τη δημιουργία ημιτονοειδούς, τετραγωνικής και τριγωνικής κυματομορφής εξόδου, ενσωματώνοντας τον μικρότερο αριθμό ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και χειρισμών.

Το εύρος συχνότητας λειτουργίας του θα μπορούσε να προσδιοριστεί μέσω 8 σταδίων συχνότητας, ξεκινώντας από 0,001Hz έως 300kHz, μέσω της κατάλληλης επιλογής των συνημμένων στοιχείων R-C.

Η ταλαντωτική συχνότητα είναι εξαιρετικά σταθερή ανεξάρτητα από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας ή της τάσης τροφοδοσίας σε ένα ευρύ φάσμα.

Επιπλέον, η γεννήτρια λειτουργίας IC 8038 προσφέρει εύρος συχνοτήτων λειτουργίας έως και 1MHz. Και οι τρεις θεμελιώδεις έξοδοι κυματομορφής, ημιτονοειδείς, τριγωνικές και τετράγωνες μπορούν να προσπελαστούν ταυτόχρονα μέσω μεμονωμένων θυρών εξόδου του κυκλώματος.

Το εύρος συχνοτήτων του 8038 μπορεί να μεταβληθεί μέσω τροφοδοσίας εξωτερικής τάσης, αν και η απόκριση μπορεί να μην είναι πολύ γραμμική. Η προτεινόμενη γεννήτρια λειτουργίας παρέχει επίσης ρυθμιζόμενη τριγωνική συμμετρία και ρυθμιζόμενο επίπεδο παραμόρφωσης ημιτονοειδούς κύματος.

Γεννήτρια λειτουργιών που χρησιμοποιεί IC 741

Αυτό το κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας βασισμένο στο IC 741 προσφέρει αυξημένη ευελιξία δοκιμής σε σύγκριση με την τυπική γεννήτρια σήματος ημιτονοειδούς κύματος, δίνοντας 1 kHz τετράγωνο και τρίγωνο κύματα μαζί, και είναι κατασκευασμένο τόσο χαμηλού κόστους όσο και πολύ απλό. Όπως φαίνεται, η έξοδος είναι περίπου 3V ptp σε τετραγωνικό κύμα και 2V r.m.s. στο ημιτονοειδές κύμα. Ένας διακόπτης εξασθένησης μπορεί να συμπεριληφθεί γρήγορα εάν θέλετε να είστε πιο ήπιος στο κύκλωμα που δοκιμάζεται.

Πώς να συγκεντρώσετε

Ξεκινήστε να γεμίζετε τα μέρη στο PCB, όπως φαίνεται στο διάγραμμα διάταξης στοιχείων και βεβαιωθείτε ότι έχετε εισαγάγει σωστά την πολικότητα του zener, των ηλεκτρολυτικών και των IC.

Πώς να ρυθμίσετε

Για να ρυθμίσετε το κύκλωμα γεννήτριας απλής λειτουργίας, απλώς ρυθμίστε το RV1 έως ότου η ημιτονοειδής μορφή να είναι ελαφρώς κάτω από το επίπεδο αποκοπής. Αυτό σας παρέχει το πιο αποτελεσματικό κύμα μέσω του ταλαντωτή. Το τετράγωνο και το τρίγωνο δεν απαιτούν συγκεκριμένες ρυθμίσεις ή ρυθμίσεις.

Πως δουλεύει

1. Σε αυτό το κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας IC 741, το IC1 διαμορφώνεται με τη μορφή ταλαντωτή γέφυρας Wien, που λειτουργεί με συχνότητα 1 kHz.
2. Ο έλεγχος πλάτους παρέχεται από τις διόδους D1 και D2. Η έξοδος από αυτό το IC οδηγείται είτε στην υποδοχή εξόδου είτε στο κύκλωμα τετράγωνης.
3. Αυτό συνδέεται με το SW1a μέσω του C4 και είναι μια σκανδάλη Schmidt (Q1 -Q2). Το zener ZD1 λειτουργεί σαν σκανδάλη «χωρίς υστέρηση».
4. Ο ολοκληρωτής IC2, C5 και R10 παράγει το τριγωνικό κύμα από το τετράγωνο κύμα εισόδου.

Απλή γεννήτρια λειτουργιών UJT

ο ταλαντωτής αποσύνδεσης φαίνεται παρακάτω, είναι από τις ευκολότερες γεννήτριες πριονιδιού. Οι δύο έξοδοι αυτού δίνουν, συγκεκριμένα, μια κυματομορφή πριονιδιού και μια ακολουθία παλμών σκανδάλης. Το κύμα εκτείνεται από περίπου 2V (το σημείο της κοιλάδας, Vv) έως τη μέγιστη κορυφή (Vp). Το σημείο αιχμής βασίζεται στην παροχή ισχύος Vs και στην αναλογία BJT stand-off, η οποία μπορεί να κυμαίνεται από περίπου 0,56 έως 0,75, με 0,6 να είναι μια κοινή τιμή. Η περίοδος μιας ταλάντωσης είναι περίπου:

t = - RC x 1n [(1 - η) / (1 - Vv / Vs)]

όπου «1n» δηλώνει τη χρήση φυσικού λογάριθμου. Λαμβάνοντας υπόψη τις τυπικές τιμές, Vs = 6, Vv = 2 και η = 0,6, η παραπάνω εξίσωση απλοποιεί:

t = RC x 1n (0,6)

Δεδομένου ότι η φόρτιση του πυκνωτή είναι σταδιακή, η αυξανόμενη κλίση του πριονιού δεν είναι γραμμική. Σε πολλές εφαρμογές ήχου, αυτό δεν έχει σημασία. Το σχήμα (b) δείχνει τον πυκνωτή φόρτισης μέσω ενός κυκλώματος σταθερού ρεύματος. Αυτό επιτρέπει στην κλίση να πηγαίνει ευθεία.

Ο ρυθμός φόρτισης του πυκνωτή είναι τώρα σταθερός, ανεξάρτητος από το Vs, αν και το Vs εξακολουθεί να επηρεάζει το σημείο αιχμής. Δεδομένου ότι το ρεύμα εξαρτάται από το κέρδος τρανζίστορ, δεν υπάρχει απλός τύπος μέτρησης συχνότητας. Αυτό το κύκλωμα έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με χαμηλές συχνότητες και έχει εφαρμογές ως γεννήτρια ράμπας.

Χρησιμοποιώντας LF353 op ενισχυτές

Χρησιμοποιούνται δύο ενισχυτές op για την κατασκευή ενός ακριβούς κυκλώματος γεννήτριας τετραγωνικού κύματος και τριγώνου. Το σετ LF353 περιλαμβάνει δύο ενισχυτές JFET που ταιριάζουν καλύτερα σε αυτήν την εφαρμογή.

Οι συχνότητες σήματος εξόδου υπολογίζονται από τον τύπο f = 1 / RC . Το κύκλωμα δείχνει ένα εξαιρετικά μεγάλο εύρος λειτουργίας με σχεδόν καμία παραμόρφωση.

Το R μπορεί να έχει οποιαδήποτε τιμή μεταξύ 330 Ohm και περίπου 4,7 M C μπορεί να έχει οποιαδήποτε τιμή από περίπου 220pF έως 2uF.

Ακριβώς όπως η παραπάνω ιδέα, δύο op ενισχυτές χρησιμοποιούνται στο επόμενο ημιτονοειδές κύμα συνημίτονο κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας.

Παράγουν σχεδόν πανομοιότυπα σήματα ημιτονοειδούς συχνότητας αλλά 90 ° εκτός φάσης, και επομένως η έξοδος του δεύτερου op amp ονομάζεται κύμα συνημίτου.

Η συχνότητα επηρεάζεται από τη συλλογή αποδεκτών τιμών R και C. Το R είναι στην περιοχή 220k έως 10 M, το C είναι μεταξύ 39pF και 22nF. Η σύνδεση μεταξύ R, C και / ή είναι λίγο περίπλοκη, καθώς πρέπει να αντικατοπτρίζει τις τιμές άλλων αντιστάσεων και πυκνωτών.

Χρησιμοποιήστε R = 220k και C = 18nF ως αρχικό σημείο που παρέχει συχνότητα 250Hz. Οι δίοδοι Zener μπορεί να είναι δίοδοι εξόδου χαμηλής ισχύος 3,9V ή 4,7V.

Γεννήτρια λειτουργιών που χρησιμοποιεί TTL IC

Μερικές πύλες ενός 7400 τετραπλή είσοδος NAND αποτελεί το πραγματικό κύκλωμα ταλαντωτή για αυτό το κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας TTL. Ο κρύσταλλος και ένας ρυθμιζόμενος πυκνωτής λειτουργεί όπως το σύστημα ανάδρασης στην είσοδο της πύλης U1-a και στην έξοδο της πύλης U1-b. Η πύλη U1-c λειτουργεί σαν ένα buffer μεταξύ του σταδίου ταλαντωτή και του σταδίου εξόδου, U1-d.

Ο διακόπτης S1 λειτουργεί σαν χειροκίνητος διακόπτης πύλης για εναλλαγή της εξόδου τετραγωνικού κύματος U1-d στον ακροδέκτη 11 ON / OFF. Με το S1 ανοιχτό, όπως υποδεικνύεται, το τετράγωνο κύμα παράγεται στην έξοδο και μόλις κλείσει η κυματομορφή της εξίσωσης απενεργοποιείται.

Ο διακόπτης θα μπορούσε να αντικατασταθεί με μια λογική πύλη για την ψηφιακή εντολή της εξόδου. Ένα σχεδόν ιδανικό ημιτονοειδές κύμα από 6 έως 8 βολτ δημιουργείται στο σημείο σύνδεσης των C1 και XTAL1.

Η σύνθετη αντίσταση σε αυτήν τη διασταύρωση είναι πολύ υψηλή και είναι αδιανόητη η παροχή ενός σήματος άμεσης εξόδου. Το τρανζίστορ Q1, που έχει δημιουργηθεί ως ενισχυτής emitter-follower, παρέχει υψηλή αντίσταση εισόδου στο σήμα ημιτονοειδούς κύματος και χαμηλή αντίσταση εξόδου σε εξωτερικό φορτίο.

Το κύκλωμα εκτοξεύει σχεδόν όλους τους τύπους κρυστάλλων και θα λειτουργεί με συχνότητες κρυστάλλου κάτω από 1 MHz έως πάνω από 10 MHz.

Πώς να ρυθμίσετε

Η εγκατάσταση αυτού του απλού κυκλώματος γεννήτριας λειτουργίας TTL μπορεί να ξεκινήσει γρήγορα με τα ακόλουθα σημεία.

Εάν υπάρχει διαθέσιμο παλμογράφο μαζί σας, συνδέστε το με την έξοδο τετραγωνικού κύματος του U1-d στον ακροδέκτη 11 και τοποθετήστε το C1 στο κέντρο του εύρους που παρέχει την πιο αποτελεσματική κυματομορφή εξόδου.

Στη συνέχεια, παρατηρήστε την έξοδο ημιτονοειδούς κύματος και ρυθμίστε το C2 για να αποκτήσετε την καλύτερη κυματομορφή. Επιστρέψτε στο κουμπί ελέγχου C1 και ρυθμίστε το προς τα πίσω και λίγο μέχρι να επιτευχθεί η πιο υγιής έξοδος ημιτονοειδούς κύματος στην οθόνη πεδίου.

Λίστα ανταλλακτικών

ΑΝΤΟΧΕΣ
(Όλες οι αντιστάσεις είναι -watt, 5% μονάδες.)
RI, R2 = 560-ωμ
R3 = 100k
R4 = 1k

Ημιαγωγοί
U1 = IC 7400
Τρανζίστορ πυριτίου Q1 = 2N3904 NPN

Πυκνωτές
C1, C2 = 50 pF, πυκνωτής trimmer
C3, C4 = 0,1 uF, πυκνωτής κεραμικού δίσκου

Διάφορα
S1 = Διακόπτης εναλλαγής SPST
XTAL1 = Οποιοδήποτε κρύσταλλο (δείτε κείμενο)

Κύκλωμα κυματομορφής καλύτερου ημιτονοειδούς ελέγχου

Η ακόλουθη γεννήτρια κυματομορφής, είναι ένα κύκλωμα ταλαντωτών κρυστάλλων δύο τρανζίστορ που λειτουργεί εξαιρετικά, φθηνό στην κατασκευή και δεν απαιτεί πηνία ή πνιγμό. Η τιμή εξαρτάται κυρίως από τον κρύσταλλο που χρησιμοποιείται, καθώς το συνολικό κόστος των άλλων στοιχείων πρέπει να είναι μόλις λίγα δολάρια. Το τρανζίστορ Q1 και τα διάφορα παρακείμενα μέρη σχηματίζουν το κύκλωμα ταλαντωτή.

Η διαδρομή του εδάφους για τον κρύσταλλο κατευθύνεται μέσω των C6, R7 και C4. Στη διασταύρωση C6 και R7, η οποία είναι μια αρκετά μικρή θέση σύνθετης αντίστασης, το RF εφαρμόζεται σε έναν ενισχυτή πομπού-ακολούθου, Q2.

Το σχήμα κυματομορφής στη διασταύρωση C6 / R7 είναι πραγματικά ένα σχεδόν τέλειο ημιτονοειδές κύμα. Η έξοδος, στον πομπό του Q2 κυμαίνεται σε πλάτος από περίπου 2 έως 6 βολτ από κορυφή σε κορυφή, με βάση τον συντελεστή Q των τιμών των κρυστάλλων και των πυκνωτών C1 και C2.

Οι τιμές C1 και C2 αποφασίζουν το εύρος συχνοτήτων του κυκλώματος. Για κρυσταλλικές συχνότητες κάτω των 1 MHz, τα C1 και C2 πρέπει να είναι 2700 pF (.0027 p, F). Για συχνότητες μεταξύ 1 MHz και 5 MHz, αυτές μπορούν να είναι πυκνωτές 680-pF και για 5 MHz και 20 MHz. μπορείτε να εφαρμόσετε πυκνωτές 200-pF.

Θα μπορούσατε ενδεχομένως να δοκιμάσετε δοκιμές με τιμές αυτών των πυκνωτών για να έχετε την καλύτερη εμφάνιση ημιτονοειδούς εξόδου. Επιπλέον, η ρύθμιση του πυκνωτή C6 μπορεί να έχει επίδραση στα δύο επίπεδα εξόδου και στο συνολικό σχήμα της κυματομορφής.

Λίστα ανταλλακτικών

ΑΝΤΟΧΕΣ
(Όλες οι αντιστάσεις είναι -watt, 5% μονάδες.)
R1-R5-1k
R6-27 χιλ
R7-270-ωμ
R8-100k
ΧΩΡΙΣΤΙΚΟΙ
C1, C2 — Δείτε το κείμενο
C3, C5-0.1-p.F, κεραμικός δίσκος
C6-10 pF έως 100 pF, trimmer
ΗΜΕΡΟΛΟΓΙΟΙ
Q1, Q2-2N3904
XTAL1 — Δείτε το κείμενο

Κύκλωμα γεννήτριας πριονιού

Στο κύκλωμα γεννήτριας πριονιδιού, τα μέρη Q1, D1-D3, R1, R2 και R7 είναι διαμορφωμένα σαν ένα απλό κύκλωμα γεννήτριας σταθερού ρεύματος που φορτίζει τον πυκνωτή C1 με σταθερό ρεύμα. Αυτό το συνεχές ρεύμα φόρτισης δημιουργεί μια γραμμική αυξανόμενη τάση έναντι του C1.

Τα τρανζίστορ Q2 και Q3 είναι γερά σαν ζεύγος Darlington για να ωθήσουν την τάση μέσω του C1, στην έξοδο χωρίς εφέ φόρτωσης ή παραμόρφωσης.

Μόλις η τάση γύρω από το C1 αυξηθεί στο 70% περίπου της τάσης τροφοδοσίας, ενεργοποιείται η πύλη U1-a, ενεργοποιώντας την έξοδο U1-b για να ανέβει ψηλά και ενεργοποιήστε σύντομα το Q4 που συνεχίζει να είναι ON ενώ ο πυκνωτής C1 εκφορτώνεται.

Αυτό ολοκληρώνει έναν μόνο κύκλο και ξεκινά τον επόμενο. Η συχνότητα εξόδου του κυκλώματος διέπεται από το R7, το οποίο παρέχει χαμηλή συχνότητα περίπου 30 Hz και συχνότητα άνω άκρου περίπου 3,3 kHz.

Το εύρος συχνοτήτων θα μπορούσε να γίνει υψηλότερο μειώνοντας την τιμή του C1 και μειώνοντας αυξάνοντας την τιμή του C1. Για τη διατήρηση του ρεύματος εκφόρτισης αιχμής Q4 υπό έλεγχο Το C1 δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 0,27 uF.

Λίστα ανταλλακτικών

Κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας χρησιμοποιώντας ένα ζεύγος IC 4011

Το θεμέλιο αυτού του κυκλώματος είναι στην πραγματικότητα ένας ταλαντωτής Wien -bridge, ο οποίος προσφέρει έξοδο ημιτονοειδούς κύματος. Οι τετράγωνες και τριγωνικές κυματομορφές εξάγονται στη συνέχεια από αυτό.

Ο ταλαντωτής Wien -bridge κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας πύλες CMOS NAND N1 έως N4, ενώ η σταθεροποίηση πλάτους παρέχεται από το τρανζίστορ Τ1 και τις διόδους D1 και D2.

Αυτές οι δίοδοι πιθανώς, πρέπει να ταιριάζουν με δύο, για τη χαμηλότερη παραμόρφωση. Το ποτενσιόμετρο ρύθμισης συχνότητας P1 πρέπει επίσης να είναι ένα υψηλής ποιότητας στερεοφωνικό ποτενσιόμετρο με εσωτερικά ίχνη αντίστασης σε συνδυασμό με ανοχή εντός 5%.

Το προκαθορισμένο R3 δίνει δυνατότητα ρύθμισης για ελάχιστη παραμόρφωση και σε περίπτωση που ταιριασμένα εξαρτήματα χρησιμοποιούνται για D1, D2 και P1, η συνολική αρμονική παραμόρφωση θα μπορούσε να είναι κάτω από 0,5%.

Η έξοδος από τον ταλαντωτή Wien -bridge εφαρμόζεται στην είσοδο του N5, η οποία είναι προκατειλημμένη στη γραμμική του περιοχή και λειτουργεί ως ενισχυτής. Οι πύλες NAND N5 και N6 ενισχύουν συλλογικά και κλιπ την έξοδο ταλαντωτή για τη δημιουργία τετραγωνικής κυματομορφής.

Ο κύκλος λειτουργίας της κυματομορφής επηρεάζεται σχετικά από τις δυνατότητες κατωφλίου του Ν5 και του Ν6, αλλά είναι πολύ κοντά στο 50%.

Η έξοδος πύλης N6 παρέχεται σε ενσωματωμένο ενσωματωμένο χρησιμοποιώντας τις πύλες NAND N7 και N8, που εναρμονίζεται με το τετράγωνο κύμα για να παραδώσει μια τριγωνική κυματομορφή.

Το πλάτος της τριγωνικής κυματομορφής εξαρτάται, βεβαίως, από τη συχνότητα, και καθώς ο ολοκληρωτής απλώς δεν είναι πολύ ακριβής, η γραμμικότητα αποκλίνει επιπλέον σε σχέση με τη συχνότητα.

Στην πραγματικότητα, η διακύμανση του πλάτους είναι στην πραγματικότητα αρκετά ασήμαντη, δεδομένου ότι η γεννήτρια λειτουργίας θα χρησιμοποιείται συχνά μαζί με ένα χιλιοστόμετρο ή παλμογράφο και η έξοδος θα μπορούσε να ελεγχθεί εύκολα.

Κύκλωμα γεννήτριας λειτουργίας με χρήση LM3900 Norton Op Amp

Μια εξαιρετικά εύχρηστη γεννήτρια λειτουργιών που θα μειώσει το υλικό και επίσης την τιμή θα μπορούσε να κατασκευαστεί με έναν μόνο ενισχυτή Norton quad IC LM3900.

Εάν η αντίσταση R1 και ο πυκνωτής C1 αφαιρεθούν από αυτό το κύκλωμα, η προκύπτουσα ρύθμιση θα είναι η κοινή για μια γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων ενισχυτή Norton, με το ρεύμα χρονισμού να εισέρχεται στον πυκνωτή C2. Η συμπερίληψη ενός ενσωματωμένου πυκνωτή C1 στη γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων δημιουργεί ένα ρεαλιστικά ακριβές ημιτονοειδές κύμα στην έξοδο.

Η αντίσταση R1, που διευκολύνει τη συμπλήρωση των σταθερών χρόνου του κυκλώματος, σας επιτρέπει να προσαρμόσετε το ημιτονοειδές κύμα εξόδου για τη χαμηλότερη παραμόρφωση. Ένα πανομοιότυπο κύκλωμα σάς δίνει τη δυνατότητα να εισάγετε έξοδο ημιτονοειδούς κύματος στο τυπικό άγκιστρο για γεννήτρια τετραγωνικού / τριγωνικού κύματος σχεδιασμένη με δύο ενισχυτές Norton.

Όπως φαίνεται στην εικόνα, η τριγωνική έξοδος λειτουργεί όπως η είσοδος για τον ενισχυτή sine-shaper.

Για τις τιμές ανταλλακτικών που παρέχονται σε αυτό το άρθρο, η συχνότητα λειτουργίας του κυκλώματος είναι περίπου 700 hertz. Η αντίσταση R1 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της χαμηλότερης παραμόρφωσης ημιτονοειδούς κύματος και η αντίσταση R2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη ρύθμιση της συμμετρίας των τετραγωνικών και τριγωνικών κυμάτων.

Ο 4ος ενισχυτής στο πακέτο Norton quad θα μπορούσε να συνδεθεί ως buffer εξόδου και για τις 3 κυματομορφές εξόδου.