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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Набор Avnet BCM4343W IoT Starter Kit для интернета вещей 19.10.2015 Плата с модулем Broadcom WICED и SDK с доступом к облачному сервису Amazon Web Services (AWS) - ключевые компоненты набора Avnet BCM4343W IoT Starter Kit, предназначенного для разработчиков устройств интернета вещей. модуль Broadcom WICED поддерживает Wi-Fi 802.11 b/g/n и Bluetooth/Bluetooth Smart 4.1. Он совместим с Arduino и построен на однокристальной системе STM32F411. Конфигурация SoC включает микроконтроллер ARM Cortex M4, 128 КБ памяти типа SRAM и 512 КБ флэш-памяти. Кроме того, доступно 8 Мбит флэш-памяти с последовательным интерфейсом. Разработчикам ПО адресован SDK, обеспечивающий подключение к сервисам AWS. По словам Avnet, набор позволит упростить проектирование изделий, относящихся к разным сегментам интернета вещей, включая средства промышленной автоматики и автоматизации зданий, а также бытовые приборы. Цена Avnet BCM4343W IoT Starter Kit примерно равна $50.

Другие интересные новости:

▪ Быстрорастворимая кровь

▪ Устройства PQI Air Drive обеспечивают совместный доступ к данным на карте памяти

▪ Оптрон Toshiba TLP250H непосредственно управляет мощным транзистором

▪ Школьника узнают по глазам

▪ Новая отладочная платформа для процессоров DaVinci

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Борьба с радиопомехами. Советы моделисту

▪ статья Почему Кубрик не ответил на письмо восхищения от Куросавы? Подробный ответ

▪ статья Слесарь механосборочных работ, занятый приготовлением окантовочных рамок пружинного блока и средника для рамки. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Составы для духов (отдушки). Простые рецепты и советы

▪ статья Таинственная надпись. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026