Функциональный генератор
Желаю поделиться своим вариантом функционального генератора качающейся частоты для домашней лаборатории. Потребляя от источника электропитания только 50 мА, это компактное, достаточно простое в изготовлении устройство производит периодические сигналы синусоидальной, прямоугольной, треугольной форм, и прямоугольные импульсы для настройки и проверки аппаратуры, выполненной на современной элементной базе.
Столь много возможностей данной конструкции обусловлены применением в ней микросхемы К174ГФ2 (аналог XR2206), «специализация» которой — служить в качестве генератора, управляемого напряжением разной формы — амплитудного, частотного и фазового модулятора; и выступать как составной элемент следящих фильтров, низкочастотных систем и синхронных детекторов фазовой автоподстройки частоты.
При подаче пилообразного напряжения с осциллографа на вход 1 (см. принципиальную электрическую схему предлагаемого устройства) происходит девиация частоты любой из форм.
Сигналы генерируются в пределах от 4 Гц до 30 кГц (для прямоугольника) и до 490 кГц (для треугольника и синусоиды).
Вся эта полоса частот поделена на пять декад (диапазонов). Регулировка частоты в пределах каждой из них— плавная.
Девиация выбранной частоты образовывает не меньше ±8%. Соответствующими переменными резисторами устанавливается размах сигналов: от 0 до 10 В — для прямоугольной, до 4 В—для треугольной, до 1,8 В — для синусоидальной форм. Предусмотрена («переменник» на вых.З) и регулировка амплитуды прямоугольных импульсов, применяемых при опробованиях цифровых устройств на КМОП- и ТТЛ-микросхемах. Устанавливаемые пределы трансформаций тут — от 0 до 10 В.
Схемное ответ данного функционального генератора таково, что коэффициент гармоник сигнала синусоидальной формы не превышает 0,7%, коэффициент нелинейности сигнала треугольной формы —1,5%, а продолжительность спада и фронта прямоугольных импульсов—не более 0,1 мкс. Выходное сопротивление на вых. 1 образовывает 25 Ом, на вых.2—300 и на вых.З—20 Ом.
Принципиальная топология и электрическая схема печатной платы самодельного функционального генератора качающейся частоты
Для улучшения формы прямоугольника в конструкцию введен триггер Шмитта, выполненный на микросхеме DD1. Транзисторы же подключены так, что VT1 трудится как входной усилитель пилообразного напряжения, а VT2 — VT4 делают функции эмиттерных повторителей.
Форма сигнала на вых.1 зависит от тумблера SA1.
При замкнутых контактах последнего это — синусоида, а при разомкнутых— целая череда треугольных импульсов. SA2 помогает для переключения диапазонов. Плавная регулировка частоты осуществляется переменным резистором ЧАСТОТА, а девиация — вторым «переменником» с соответствующей надписью.
Фактически целый генератор (за исключением разве что переменных резисторов, тумблеров с конденсаторами С5-С9 да гнезд входа-выхода сигналов) смонтирован на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита 95x51x1,5 мм. Большая часть из применяемых наряду с этим радиодеталей — действительно распространенные.
Так, в качестве постоянных резисторов подойдут, к примеру, МЛТ-0,125; для «переменников» RЗ, R8, R18, R20, R21 сгодятся не меньше узнаваемые СПЗ-4а либо СПЗ-9а; ну а в роли «подстроечников» R11, R13 и R14 в полной мере приемлемы СП5-3, СП5-16. Конденсаторы С1 — С4, С10 — С12, С14 также не из разряда дефицитных. В частности, пригодны тут «электролиты» К50-6.
Остальные конденсаторы смогут быть любого типа; но нужно, дабы С5 — С9, устанавливаемые конкретно на тумблер диапазонов, имели к тому же термостабильные параметры.
В большинстве случаев генератор, собранный верно и из заведомо исправных радиодеталей, в особенной настройке не испытывает недостаток. Но другой раз можно считать оправданными и маленькие корректировки. В частности, в то время, когда «подстроечником» R13 получают фактически совершенной формы у синусоидального сигнала.
Посредством R14 корректируется симметричность, а R11 выставляется требуемая амплитуда по вых.1 функционального генератора.
Смастерите себе такое устройство для домашней лаборатории — не пожалеете!
В.
ГРИЧКО, г. Краснодар
