Генератор качающейся частоты с индикатором АЧХ на ЖКИ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Этот прибор создан на базе двух конструкций - функционального генератора и карманного осциллографа, описания которых опубликованы ранее в нашем журнале. С его помощью можно определить резонансную частоту колебательного контура или кварцевого резонатора, форму АЧХ усилительного тракта или фильтра в диапазоне от нескольких герц до десяти мегагерц.

Прибор состоит из двух блоков - собственно генератора качающейся частоты и индикатора.

Технические характеристики

• Центральная частота на выходе 1, Гц .......1...107
• Относительная девиация частоты на выходе 1, % ......0.30
• Девиация частоты на выходе 2, кГц .......0.100
• Амплитуда выходного сигнала, В .......0.2
• Чувствительность индикатора, В .......0,1
• Потребляемый ток, мА по цепи -5 В .......10
• по цепи +5 В .......50

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема генераторной части прибора показана на рис. 1. За ее основу взят генератор на микросхеме МАХ038, схема и подробное описание которого опубликованы в [1]. Исключены детали, требовавшиеся для получения на выходе этой микросхемы (DA3) сигналов треугольной и прямоугольной формы, оставлен только синусоидальный сигнал. На вход перестройки частоты FADJ микросхемы DA3 подано пилообразное напряжение от генератора, собранного на транзисторах VT3, VT4 и VT6. Частоту "пилы" задает конденсатор C19, а ее точную подстройку можно выполнить подборкой резистора R15, изменяя его сопротивление не более чем на ±20 %. Узел на транзисторах VT8 и VT10 формирует в начале каждого периода пилообразного напряжения короткий синхроимпульс для запуска развертки индикатора.

Переменным резистором R22 можно установить относительную девиацию частоты генератора на микросхеме DA3 от 0 до 30 % от средней частоты, заданной переключателем SA1 и переменным резистором R10. Для плавной настройки можно ввести последовательно с R10 еще один переменный резистор номиналом 4,7 кОм.

Диапазон перестройки генератора от 1 Гц до 10 МГц разделен на семь поддиапазонов с десятикратным изменением частоты на каждом. Общий диапазон перестройки можно расширить, насколько это позволят возможности микросхемы DA3. Для этого необходимо увеличить число положений переключателя SA1 и подобрать конденсаторы, подключаемые им к выводу 5 микросхемы в новых положениях. Синусоидальный сигнал подают на исследуемое устройство с разъема XW1 "Выход 1".

Для исследования АЧХ звуковых устройств необходима более значительная относительная девиация частоты (например, от 20 Гц до 20 кГц). Чтобы получить ее, использован метод биения сигналов двух генераторов - перестраиваемого и образцового (неперестраиваемого). Образцовый кварцевый генератор на частоту 1 МГц собран на транзисторе VT1. Разностная частота двух генераторов формируется смесителем на транзисторах VT2, VT5 и поступает на разъем XW2 "Выход 2" через эмиттерный повторитель на транзисторах VT7 и VT9.

При использовании этого выхода основной генератор на микросхеме DA3 должен быть настроен так, чтобы нижняя граничная частота его перестройки пилообразным напряжением была как можно точнее равна частоте кварцевого генератора (1 МГц), а верхняя граница была выше на величину необходимой девиации частоты на выходе 2. Например, если установить верхнюю границу равной 1,1 МГц, то частота сигнала на этом выходе будет пилообразно изменяться от 0 Гц до 100 кГц.

Уровень сигнала на обоих выходах генератора регулируют одновременно сдвоенным переменным резистором R26.

Рис. 2

Генераторная часть (за исключением узла питания на трансформаторе T1, выпрямительных мостах VD1, VD2 и интегральных стабилизаторах DA1, DA2) собрана на печатной плате, изготовленной по чертежу, показанному на рис. 2. Частотозадающие конденсаторы C1, C5, C6, C10, C14, C15, С17 припаяны непосредственно к выводам переключателя SA1.

Рис. 3 (нажмите для увеличения)

В качестве индикатора, отображающего АЧХ исследуемого устройства, использован осциллограф, описанный в [2]. В его схему и программу микроконтроллера внесены незначительные изменения. Доработанная схема представлена на рис. 3. Из нее исключены кнопки выбора режимов работы, а в программе оставлена только развертка длительностью 10 мс, что немного больше периода пилообразного напряжения генератора на однопереходном транзисторе VT3. Для запуска развертки на вход RB7 микроконтроллера поступают синхроимпульсы с коллектора транзистора VT10.

Рис. 4

Основная часть деталей индикатора размещена на печатной плате, изображенной на рис. 4. Однако узел детектора с разъемом XW3, диодом VD3, конденсаторами C28, C29 и резисторами R30, R31 выполнен в виде выносного пробника, соединенного с микроконтроллером экранированным проводом. Это удобно для подключения пробника к исследуемому устройству. Кроме того, пробники могут быть сделаны сменными и разными по схеме в зависимости от частоты и амплитуды подаваемых на них сигналов.

Устройство начинают налаживать с подборки частотозадающих конденсаторов основного генератора так, чтобы перекрыть весь диапазон частот без пропусков. Далее проверяют работу кварцевого генератора и смесителя, установив частоту основного генератора равной 1 МГц при нулевой девиации и контролируя ее по нулевым биениям на выходе 2, к которому для контроля можно подключить головные телефоны. Налаживание генератора пилообразного напряжения сводится к подборке конденсатора C19 для получения частоты колебаний не менее 80, но не более 100 Гц (частоты развертки индикатора).

Недостаток этого индикатора состоит в том, что контрастность изображения на экране в результате его постоянного обновления оказывается низкой. Повысить ее можно, временно остановив развертку. Для этого нужно установить изображенный на рис. 1 штриховой линией выключатель SA2. При его замыкании поступление синхроимпульсов на вход PB7 микроконтроллера DD1 прекратится, а на экране индикатора HG1 будет "заморожена" с максимальной контрастностью последняя выведенная кривая.

"Карманный осциллограф", изготовленный по описанию в [2], можно использовать и без всяких изменений, но в этом случае обновление экрана будет происходить один раз за две секунды, а после каждого включения прибора необходимо будет устанавливать скорость развертки.

Чтобы иметь возможность не только качественно оценивать АЧХ исследуемого устройства, но и определять точную частоту ее характерных точек, рекомендуется дополнить прибор частотомером, который можно изготовить по одной из опубликованных в журнале схем. Измерять частоту следует, установив на приборе ее нулевую девиацию.

Файлы печатных плат в формате Sprint Layout 5.0 и программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2014/08/oscg.zip.

Литература

1. Нечаев И. Функциональный генератор с диапазоном частот 0,1 Гц...10 МГц. - Радио, 1997, № 1, с. 34, 35.
2. Пичугов А. Карманный осциллограф. - Радио, 2013, № 10, с. 20, 21.

Автор: . Каменев

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Древесина прочнее стали 08.02.2018 Технологию, которая позволяет делать из дерева материал, превосходящий сталь по прочности, представили специалисты из Университета Мэрилэнда. Пуленепробиваемое покрытие из такой древесины было бы довольно эффективным, обладая при этом невысокой стоимостью. На начальном этапе создание сверпрочной древесины напоминает производство целлюлозы - дерево вываривают в растворе гидроксида натрия и сульфита натрия. После этого древесину можно эффективно сжать, а если при этом обеспечить подходящее давление и постепенно повышать температуру, сжатие приведет к формированию огромного множества водородных связей между соседними цепочками целлюлозы. Каждая из этих связей сама по себе является слабой, однако разорвать их все одновременно, как отмечается, очень сложно. В результате древесина становится в десятки раз более жесткой и почти неуязвимой для влаги, передает popmech.ru. Специалисты отмечают, что в контейнерах с повышенной влажностью толщина сжатой древесины увеличивалась всего на 10 процентов, а покрытие ее слоем краски позволяло полностью устранить и этот эффект. В качестве материала для пуленепробиваемой защитной амуниции сжатое дерево несколько уступает кевлару по качеству, однако экономичнее его в 20 раз.

Другие интересные новости:

▪ Выращивание кур из яиц без скорлупы

▪ Влияние поиска смысла жизни на зависимость от смартфона

▪ Омоложение кожи на 30 лет

▪ Новые карты памяти Кingmax записывают видео 4K2K

▪ Самое древнее пиво

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовая электроника. Подборка статей

▪ статья Кейнсианство. История и суть научного открытия

▪ статья Какая рыбацкая наживка успешно используется для заживления ран? Подробный ответ

▪ статья Охранник офиса. Должностная инструкция

▪ статья Транзисторный металлоискатель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регенаративный УКВ-ЧМ радиоприемник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026