Широкодиапазонный функциональный генератор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Задумав построить для домашней лаборатории измерительный генератор, радиолюбители в последнее время все чаще останавливают свой выбор на замкнутой релаксационной системе, состоящей из интегратора и компаратора. Объясняется это тем, что такие генераторы, как правило, проще в изготовлении, чем генераторы синусоидального сигнала, а их возможности гораздо шире. Однако при использовании ОУ широко распространенных серий (К140, К153, К553 и т. п.) получить большую скорость нарастания выходного напряжения интегратора и малое время "отклика" компаратора не удается, поэтому верхняя граничная частота большинства описанных в радиолюбительской литературе генераторов не превышает 10...20 кГц.

(нажмите для увеличения)

В предлагаемом вниманию радиолюбителей приборе в качестве интегратора применен ОУ К574УД1Б (скорость нарастания выходного напряжения - 50 В/мкс, частота единичного усиления - 10 МГц), а компаратор выполнен на элементах микросхемы К155ЛА3 (время задержки - не более 30...40 нс). Это позволило расширить диапазон генерируемых частот до 1 МГц. Генератор вырабатывает напряжения прямоугольной, треугольной и синусоидальной форм, а также прямоугольные импульсы с уровнями ТТЛ и регулируемой длительностью от 0,5 мкс до 1200 мс. Выходное напряжение можно изменять в пределах 0...1 В. Коэффициент гармоник синусоидального сигнала - не более 1,5 %. Выходное сопротивление генератора - около 100 Ом.

Кроме уже названных интегратора (ОУ DA1) и компаратора (DD1), генератор включает в себя эмиттерный повторитель (VT1), формирователь синусоидального напряжения (VT2), масштабный усилитель (ОУ DA2, VT7), буферный каскад (VT4, DD2.1). RS-триггер (DD2.2, DD2.3). два одновибратора (DD3.1, DD3.2) и три транзисторных стабилизатора напряжения (VT3, VT5, VT6). Питается прибор от двуполярного стабилизированного источника напряжения ± 12 В. Ток, потребляемый от источника положительного напряжения,- не более 180 мА, отрицательного - 80 мА.

Прямоугольные импульсы с выхода компаратора (вывод 6 элемента DD1.2) поступают на инвертирующий вход интегратора на ОУ DA1. На выходе последнего формируется напряжение треугольной формы, которое через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 управляет компаратором. Переключателем SA1 частоту колебаний изменяют грубо, переменным резистором R1 - плавно. Подстроечный резистор R16 служит для установки амплитуды, а R17 - постоянной составляющей треугольного напряжения. Требуемый режим работы компаратора обеспечивается подачей на вывод 7 (общий) микросхемы DD1 напряжения -2 В с выхода стабилизатора на транзисторе VT3, а на вывод 14 -- напряжения +3,2 В с выхода стабилизатора на транзисторе VT5.

Колебания треугольной формы с эмиттера транзистора VT1 поступают в каскад, выполненный на полевом транзисторе VT2, где из них формируется синусоидальное напряжение. С истока транзистора синусоидальный сигнал подводится к секции переключателя SA2.2. Сюда же - через резисторы R18 и R22 - подаются напряжения треугольной и прямоугольной форм, снимаемые соответственно с эмиттера транзистора VT1 и выхода элемента DD1.2 компаратора. Сигнал, выбранный переключателем SA2 (его амплитуду регулируют переменным резистором R27), усиливается масштабным усилителем, выполненным на ОУ DA2 и транзисторе VT7, и поступает на ступенчатый аттенюатор - делитель напряжения R24-R26, а с него - через секцию переключателя SA3.2 и резистор R32 - на выходное гнездо XS1.

Прямоугольные импульсы с уровнем ТТЛ поступают на секцию переключателя SA3.2 с выхода буферного каскада, собранного на транзисторе VT4 и элементе DD2.1. Они же запускают одновибратор DD3.1, подключаемый к выходу прибора во втором и третьем (сверху) положениях переключателя. Длительность импульсов регулируют коммутацией конденсаторов С9--С12 и изменением сопротивления переменного резистора R3 времязадающей цепи.

Второй одновибратор микросхемы DD3 использован в формирователе одиночных импульсов (соединяется с выходом прибора в четвертом и пятом положениях переключателя SA3). При нажатии на кнопку SB1 RS-триггер на элементах DD2.2, DD2.3 изменяет свое состояние и положительным перепадом выходного напряжения запускает одновибратор DD3.2. Как и в предыдущем случае, требуемую длительность импульса устанавливают переключателем SA2.1 и резистором R3.

В приборе предусмотрена возможность использования в качестве выходного сигнала перепадов напряжения на выходах RS-триггера при нажатии на кнопку SB1 (шестое и седьмое положения переключателя SA3).

Налаживание генератора начинают с балансировки масштабного усилителя (DA2, VT7). Для этого переключатели SA1-SA3 устанавливают соответственно в положения "0,1...1 кГц", "30...1200 мс" и "1:1", включают питание и подстроечным резистором R31 добиваются нулевого напряжения на выходном гнезде XS1. Затем подстроечным резистором R19 устанавливают на выводе 7 микросхемы DD1 напряжение -2 В. а подстроечным резистором R33 - напряжение +3,2 В на ее выводе 14. После этого к выходу прибора подключают осциллограф, переводят переключатель SA2 в верхнее (по схеме) положение и теми же подстроечными резисторами R19, R33 добиваются того, чтобы прямоугольные импульсы на экране осциллографа стали симметричными (относительно уровня 0).

Далее переключатель SA2 устанавливают во второе (сверху) положение и, переместив движок резистора R1 в нижнее (по схеме) положение, подстроечным резистором R6 симметрируют сигнал треугольной формы. Симметрия последнего не должна нарушаться при переводе движка резистора R1 в другое крайнее положение. Отсутствия постоянной составляющей этого сигнала добиваются подстроечным резистором R17.

Нелинейные искажения синусоидального напряжения сводят к минимуму подстроечным резистором R16, установив переключатель SA2 в третье положение.

После этого движок переменного резистора R27 переводят в верхнее (по схеме) положение и подбирают резистор R29 до получения на выходе прибора напряжения 1В. Таких же напряжений прямоугольной и треугольной форм добиваются подбором резисторов R22 и R18.

В заключение подбирают конденсатор С8 до получения верхней граничной частоты генерируемых колебаний, равной 1 МГц.

Следует отметить, что при желании максимальную частоту генератора можно повысить до 2...2,5 МГц. Для этого конденсатор С8 следует исключить, а сопротивление резистора R16 увеличить до 6,8...10 кОм. Правда, при этом возникнут трудности с получением синусоидального сигнала, так как с увеличением сопротивления указанного резистора уменьшится амплитуда треугольного напряжения. Выход из положения - введение усилителя с линейной (в полосе частот 0...3 МГц) АЧХ между интегратором и формирователем синусоидального напряжения.

А. Ишутинов

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 Малые модульные реакторы Rolls-Royce 18.11.2025 Развитие ядерной энергетики в мире движется к компактным, безопасным и быстрым в строительстве решениям. В Великобритании этот тренд получает практическое воплощение: правительство страны объявило о строительстве первой атомной электростанции с малыми модульными реакторами (SMR) производства Rolls-Royce в Уилфе, на территории Северного Уэльса. Проект рассчитан на обеспечение чистой электроэнергией примерно 3 миллионов домохозяйств, что делает его одним из крупнейших национальных энергетических проектов последнего десятилетия. Малые модульные реакторы по габаритам значительно уступают традиционным установкам и позволяют ускорить процесс строительства, одновременно снижая издержки и риски задержек. Реализацией проекта займется государственная компания Great British Energy-Nuclear (GBE-N), которая будет использовать реакторы Rolls-Royce SMR при условии достижения окончательного соглашения. Промышленное применение таких модульных реакторов предполагает создание гибких энергетических комплексов, способных адаптироваться к потребностям конкретных территорий и предприятий. Каждый мини-реактор способен генерировать 470 МВт низкоуглеродной энергии, что эквивалентно мощности примерно 150 наземных ветряных турбин. Начальная конфигурация станции включает три блока SMR, однако, по оценкам GBE-N, на площадке потенциально возможно разместить до восьми мини-реакторов, что позволит значительно расширить производство электроэнергии в будущем. Проект также станет важным источником рабочих мест: планируется создать около 3 тысяч новых позиций в строительстве, обслуживании и эксплуатации станции. Государственные инвестиции в этот проект оцениваются более чем в 3 миллиарда долларов, а строительство планируется начать уже в 2026 году. Электроэнергия начнет поступать в сеть ориентировочно с середины 2030-х годов. Британское правительство отмечает, что подобные проекты исправляют прошлые ошибки в сфере развития атомной энергетики и создают основу для устойчивого энергетического будущего. Малые модульные реакторы имеют значительный потенциал для экспорта технологий и электроэнергии. Недавно Великобритания подписала соглашение о сотрудничестве в области гражданской атомной энергетики с Чехией, продолжая партнерство Rolls-Royce SMR с чешской компанией CEZ. Помимо строительства станции в Уилфе, правительство поручило GBE-N определить потенциальные площадки для крупномасштабного будущего проекта, аналогичного Sizewell C, который мог бы обеспечивать электроэнергией до 6 миллионов домов. Ожидается, что отчет о наиболее подходящих площадках будет представлен к осени 2026 года.

Другие интересные новости:

▪ Тройной астероид

▪ Автомобиль предскажет дорожную ситуацию

▪ Новые микросхемы NXP Semiconductors для миниатюрных блоков питания

▪ Очиститель воздуха Huawei Smart Life Air Purifier 1Pro

▪ Численность насекомых катастрофически снижается

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Устройство глаза и зрительные ощущения. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Какое из государств в составе ООН имеет наибольшую территорию и какое наименьшую? Подробный ответ

▪ статья Функциональный состав телевизоров Taishan. Справочник

▪ статья Металлоискатель с повышенной чувствительностью на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фильтры гармоник для KB и Си-Би радиостанций. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026