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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Вегетарианство как защита от диабета 20.09.2025 Питание уже давно рассматривается не только как источник энергии, но и как важный фактор здоровья и экологического благополучия. В последние годы особое внимание уделяется растительным рационам, способным одновременно снижать риск хронических заболеваний и уменьшать нагрузку на окружающую среду. Новый анализ британских ученых из Кембриджского университета подтверждает, что выбор в пользу растительных продуктов может принести двойную пользу - для организма и для климата. Работа проводилась в рамках крупного проекта EPIC-Norfolk, который охватывает более двух десятилетий наблюдений за питанием и здоровьем жителей Великобритании. В исследовании приняли участие свыше 23 тысяч человек, которые в разные годы заполняли анкеты о своем рационе. Такой длительный и масштабный подход позволил ученым оценить долгосрочные эффекты пищевых привычек. Результаты оказались показательными: у участников, наиболее последовательно придерживавшихся принципов так называемой "диеты планетарного здоровья" (Planetary Health Diet, PHD), вероятность развития диабета второго типа оказалась на 32% ниже, чем у тех, кто почти не придерживался подобных рекомендаций. Более того, в этой же группе уровень связанных с питанием выбросов парниковых газов оказался на 18% меньше, что демонстрирует явный экологический эффект. Сама концепция PHD была разработана международной комиссией EAT-Lancet и предполагает преобладание в рационе цельнозерновых культур, овощей, фруктов, бобовых и орехов. Белки преимущественно предлагается получать из растительных источников, а количество красного и переработанного мяса, сладких напитков и продуктов с высоким содержанием насыщенных жиров рекомендуется минимизировать. Такой подход объединяет заботу о здоровье человека и стремление к устойчивому развитию планеты. Руководитель исследования доктор Соломон Совах (Solomon Sowah) отметил, что ученые стремились восполнить пробел в данных о влиянии диеты PHD на заболеваемость диабетом именно в европейской популяции. По его словам, полученные результаты ясно показывают, что рацион, основанный на растительных продуктах и цельных злаках, при одновременном ограничении мяса и сахара, связан с более низким риском диабета и меньшими углеродными выбросами. Соавтор исследования профессор Нита Форуи (Nita Forouhi) подчеркнула, что подобные выводы должны стать сигналом не только для отдельных людей, но и для политиков. Сбалансированная растительная диета, по ее словам, способна приносить двойную выгоду - укреплять здоровье населения и снижать негативное воздействие продовольственной системы на климат. Однако для этого необходимы совместные усилия общества, бизнеса и государства. Авторы подчеркивают, что их данные указывают на статистическую связь, а не на прямую причинно-следственную зависимость. Тем не менее они убеждены, что растительные рационы обладают значительным потенциалом и в сфере профилактики диабета, и в вопросах снижения экологической нагрузки.

Другие интересные новости:

▪ Перья в янтаре

▪ Частные компании для полетов на Луну

▪ Микрофоны для караоке TeslaMic

▪ Каждый 3D-принтер по-своему уникален

▪ Электрическое такси на подводных крыльях Candela P-12

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Если быть, то быть первым. Крылатое выражение

▪ статья Может ли сурок предсказывать погоду? Подробный ответ

▪ статья Техник по наладке и испытаниям. Должностная инструкция

▪ статья Логопериодическая антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Релейный стабилизатор сетевого напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025