Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 2

Генератор качающейся частоты на транзисторах

Генератор качающейся частоты схема приведена на рис.

Полосу «качания» ГКЧ от 1 до 50 кГц устанавливают переменным резистором R6. Поскольку при этом несколько смещается и средняя частота прибора, то при изменении этого параметра сдвиг компенсируют конденсатором переменной емкости С16.

В режиме ручного управления (переключатель SA1 в положении «Ручн.») генератор радиочастоты также можно перестраивать в небольших пределах, подавая на варикапы управляющее напряжение с переменного резистора R2. Такой режим используют при определении частот последовательного и параллельного резонансов кварцевых резонаторов, необходимых для расчета самодельных фильтров. Сигнал генератора радиочастоты поступает на вход широкополосного усилителя, выполненного на транзисторе VTЗ.

Напряжение питания обоих генераторов стабилизировано стабилитроном VD4. Конструктивной основой прибора служит П-образное шасси размерами 130x130x80 мм из листового дюралюминия AM Г толщиной 1,5 мм. На его передней стенке, чертеж которой показан на рис.

размещены переключатель SA1 (переход из автоматического в ручной режим управления), переключатель SA2 («Диапазон»), выключатель питания SA3, регуляторы полосы «качания» (R6), ручной установки частоты (R2), конденсатор С16 точной установки частоты и коаксиальный разъем X1 (СР-50-73ФВ) выхода генератора радиочастоты. Разъем Х2 (СГ-3) выхода пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа находятся на задней стенке шасси.

Большая часть деталей устройства смонтирована на печатной плате размерами 120×45 мм (рис.)

которая на четырех цилиндрических стойках высотой 5 мм установлена на задней стенке шасси. Само же шасси сверху и с боков закрывает «внахлест» П-образная крышка из листового дюралюминия толщиной 1 мм. Конденсатор С16 — подстроечный с воздушным диэлектриком (типа КП В-125), у которого удалена половина пластин. Ось конденсатора удлинена — к ротору припаяна латунная трубка диаметром 6 и длиной 30 мм. Постоянные резисторы — ОМЛТ или МТ, переменные — СПЗ-4аМ; конденсаторы С2, С4, С5, С7, С9 и С20 – КД или КТК, С1 и С18 — оксидные К53-1, остальные — КМ-5. Для повышения стабильности частоты генератора в его колебательных контурах желательно использовать конденсаторы КСО или СГМ.

Переключатели SA1 и SA3 — малогабаритные ПГ8-1В; SA2 — любой керамический на три положения. Дроссель L4 — ДМ-0,1. Можно установить самодельный дроссель — 30…40 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных на двух склеенных вместе кольцах типоразмера К7х4х2 из феррита 600НН или 1000НН. Катушки L1 и L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 12 и высотой 30 мм с подстроечниками СЦР-6.

Катушка L1 содержит 13 витков провода ПЭВ-2 0,51, L2 – 18 витков такого же провода. Катушка L3, содержащая 60 витков провода ПЭВ-2 0,12 и пропитанная клеем БФ-2, помещена в броневой магнитопровод СБ-12А. Контурные катушки размещены в непосредственной близости от соответствующих им галет переключателя SA2. Варикапы и контурные конденсаторы припаяны непосредственно к выводам катушек. Вывода всех деталей колебательных контуров должны быть по возможности короткими. 

Монтаж деталей контуров выполняют медным посеребренным проводом. Полевой транзистор КП303Е (VT2) можно заменить биполярным серии КТ316 или КТ306 с любым буквенным индексом, но тоща резистор R12 должен иметь сопротивление 24 кОм и такой же резистор необходимо дополнительно включить между базой и коллектором. Потребуется также несколько увеличить (примерно в два раза) емкость конденсаторов С2, С6, С10 и уменьшить на 10 % число витков контурных катушек L1—L3. Транзистор КТ606А (VТЗ) заменим на КТ610А, KT911A, КТ904А.

Для наблюдения на экране осциллографа изображения амплитудно-частотной характеристики исследуемого фильтра потребуется еще высокочастотный пробник, схема и конструкция которого показаны на рис.

Он представляет собой детектор, диоды VD1 и VD2 которого включены по схеме умножения напряжения.

Корпусом пробника служит медная (или латунная) трубка 3 диаметром 15 и длиной 70 мм. С одной стороны в нее вставлена бобышка 6, выточенная из капрона (или фторопласта), с впрессованным в нее остроконечным стержнем – щупом 7. С внутренней стороны к щупу припаян конденсатор СЗ.С другой стороны в трубку вставлена латунная втулка 2, через отверстие в которой пропущен отрезок коаксиального кабеля 1 типа РК-20 длиной 750 мм с штыревой частью разъема, стыкующейся с входным гнездом осциллографа.

Бобышка и втулка зафиксированы в корпусе пробника винтами М2. К лепестку 4 на корпусе припаям общий провод 5 с зажимом типа крокодил на конце. Детали пробника, смонтированные навесным способом, удерживаются в корпусе на монтажных лепестках 8.

Налаживание ГКЧ сводится в основном к настройке генератора радиочастоты. Для этого к разъему X1 через коаксиальный тройник СР-50-95 подключают осциллограф и частотомер. Частотомер может заменить приемник с точной шкалой настройки. Подключив к прибору источник питания, переключатель SA1 переводят в положение «Ручное управление», a SА2 — на диапазон «8800…9000кГц». Ротор конденсатора С16 и движок переменного резистора R2 должны быть в среднем положении.

Контролируя выходной сигнал прибора по осциллографу и частотомеру, подстроечником катушки L1 устанавливают частоту 8900 кГц. Изменяя емкость конденсатора С16 от максимальной к минимальной, убеждаются в перестройке частоты генератора от 8700 до 9100 кГц.

Затем настраивают контуры диапазонов 5500 и 500 кГц. На этих диапазонах генератор радиочастоты перестраивается всего лишь на несколько килогерц, но этого вполне достаточно для проверки фильтров. Если выходной сигнал искажен, что свидетельствует о наличии гармоник, необходимо уменьшить до нескольких пикофарад емкость конденсатора С19 или удалить его совсем. Можно также подобрать конденсатор С20.

Проконтролировав осциллографом пилообразное напряжение на гнездах разъема Х2 (его амплитуда должна быть около 8 В), переключатель SA1 переводят в положение автоматической работы и наблюдают на экране осциллографа характерное изображение качающегося» сигнала с изменяющимся периодом. Вращая ручку движка переменного резистора R6, убеждаются, что пределы качания» частоты изменяются. На этом настройку прибора можно считать законченной.

Работа с ГКЧ ничем не отличается от работы с обычным серийным прибором для исследования амплитудно-частотных характеристик.

Наблюдение за изображением характеристики исследуемого фильтра ведут по изображению на экране осциллографа, например, С1-94 или С1-65. На его вход внешней синхронизации подают пилообразное напряжение ГКЧ, а на вход усилителя осциллографа — сигнал с высокочастотного пробника. Переключатель входа осциллографа переводят в режим измерения постоянного тока.

При исследовании фильтров генератор подключают к ним через согласующий резистор.

Сопротивление этого резистора должно быть приблизительно равно входному сопротивлению фильтра. К выходу фильтра подключают высокочастотный пробник и резистор-эквивалент сопротивления нагрузки фильтра. Включив ГКЧ на диапазон, соответствующий средней частоте фильтра конденсатором С16 добиваются появления на экране осциллографа изображения характеристики фильтра (рис. 5, а).

Можно, конечно, обойтись и без высокочастотного пробника, но тогда изображение фильтра будет иметь вид, приведенный на рис. 5, б. Значительная емкость кабеля, идущего к осциллографу, в этом случае может расстроить фильтр. Изменяя полосу качания резистором R6, добиваются размещения всей характеристики на экране осциллографа.

Подстроив элементы фильтра по наименьшей неравномерности и минимальному затуханию, ГКЧ переводят в режим ручного управления. Далее резистором R2 перемещают светящуюся точку на экране по изображению АЧХ фильтра и по частотомеру определяют частоты скатов фильтра.

shtampnm.pngViktor960ЭлектроникаДобавлено 11 комментариев 1573081956_foto2214.jpgЗдравствуйте друзья Самоделкины! Многим из вас доводилось ремонтировать вышедшие из строя радиоприемники и усилители низкой частоты. Очередная самоделка, которую я сделал, как раз пригодится для этих целей. Это простой генератор сигналов, которым можно проверять не только тракт звуковой частоты приемника, но и радиочастотный. Его схема показана на фото.1573081921_foto2215.jpgЭто обычный мультивибратор, который генерирует колебания не одной какой-то основной частоты, но и еще много кратных частот, называемых гармониками, вплоть до частот коротковолнового диапазона. Генератор состоит из двух транзисторов. Выходное напряжение, снимаемое с резистора R4 через разделительный конденсатор С3 подается на вход проверяемого нами усилителя или приемника. Если на выходе приемника или усилителя в его громкоговорителе слышится неискаженный звук тональности, соответствующей частоте колебаний генератора, то проверяемые нами устройства –исправны. А если звук искажен или отсутствует совсем, то это говорит о неисправности в их цепях. Для создания самоделки нам потребуются следующие детали и инструменты. Это: два транзистора КТ 315А, Резисторы МЛТ – 0,25 вт 3 ком – 2шт, 47 ком – 2шт, конденсаторы 0,01мкф -2шт, 0,05 мкф – 1шт, любая малогабаритная кнопка, батарейка на 1,5 в, один зажим «крокодил». Инструменты: паяльник, пинцет, припой, монтажные провода, кусачки, пассатижи, маленький корпус, иголка, винты и гайки М2, латунные пластинки – для держателя батарейки, монтажная печатная плата размером 1,5 см * 7 см.Собираем следующим образом:Шаг -1. Проверяем все радиодетали на их работоспособность мультиметром. Спаиваем всю схему на печатной плате. Проверяем правильность сборки.

Шаг -2. В имеющемся у нас корпусе закрепляем кнопку и держатели для батарейки.
Ставим батарейку в корпус, подключаем спаянную плату. К выходу «А – В» подключаем головной телефон, и проверяем работу генератора на столе. Если схема собрана правильно, то он начинает генерировать звуковые сигналы, которые слышны в наушнике. Шаг -3. Закрепляем плату в корпус, припаиваем выход «А» к иголке, а выход «в» — выводим наружу черным проводом с припаянным на его конце зажимом «крокодил». Закрываем корпус крышкой. Основная частота сигнала около 1 кгц, сигнал на выходе –около 0,5 в, потребляемый ток не более 0,5 ма. Батарейки хватит на целый год. Вот и все, самоделка готова. А нужна ли она вам – решайте сами. Успехов вам всем в ваших делах. До новых встреч. Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. b74283.jpg

  • Цена: $35.56

Люблю для себя «открывать» что-то новое в разных областях, в том числе в электронике, а тут надо было купить подарок на день рождения, для сына одного уважаемого человека. Вот и решил совместить приятное с полезным. Что из этого вышло — можно узнать под катом. Честно говоря, написание этого обзора заняло у меня больше всего времени — почти 4 дня. И не потому что я обозреваю что-то архисложное, или мне не ведомое, просто, это весьма специфический аппарат, а аудитория тут хотя и любознательная, но знания в электротехнике выше среднего есть не у каждого, а дидактических способностей я за собой не очень наблюдаю. Так что, если где что-то будет неясно, пишите в комментариях, постараюсь оперативно дополнить обзор. Для начала, сразу же отвечу на вопрос — «А откуда деревянная коробочка, ведь на сайте она не продаётся?» Как уже писал, данный прибор я купил в подарок, и я решил значительно «наворотить» его. Опишу все наворотки в начале, дабы закрыть тему. Корпус: Выфрезерован из цельного куска бука, выдержанного в естественных условиях порядка 80 лет.

Переделки: Переделан источник питания — установлен двухполярный DC/DC преобразователь Tracopower, литиевый аккумулятор со схемой Wireless зарядки. Как просили в обзоре по переделке ЖК индикатора, наклеил на индикатор не оранжевую, а зеленную плёнку, что получилось, можно увидеть на фото вверху. Лично мне не понравилось, в подарочном варианте поставил с оранжевой плёнкой. Небольшое предисловие, на тему принципа работы генераторов напряжения разной формы. Как известно, электрический ток переменного напряжения имеет изменяющуюся по времени форму, наиболее распространённая форма, эта та, что есть в наших розетках, и имеет форму синусоиды. Но в других электрических цепях, используется другие формы тока, прямоугольные, треугольные, пилообразные и многие другие. Соответственно, генераторов сигналов разных форм множество, но исходя из практических требовании, сформировался следующий «типовой» пакет: Синусоида, прямоугольник, треугольник и пила (ну и генератор шума — но не так часто). В свою очередь, генераторы сигналов тоже делятся на много разных типов, по принципу генерации сигналов, рассмотреть все в пределах данного обзора невозможно, да и не нужно, хотя я в практике встречал (Подписчики журнала «Вопросы Специального Машиностроения» наверняка поймут) и совсем экзотические варианты — скажем микронная пыль алюминия растворена в жидком гелии, гелии течёт между двумя электродами, через который течёт ток, в результате чего, получаем равномерный белый шум до многих десятков гигагерц. Но это уже лирика. В последнее время, в связи с распространением цифровых технологии, популярность получил метод генерации сигналов путём прямого цифрового синтеза (DDS). Детально о принципе работы генератора можно прочитать тут: ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D0%B2%D1%8B%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%81%D0%B8%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80 А очень и очень упрощённо работу такого генератора можно описать следующим образом: Представьте себе музыкальный плеер, в котором записанны синусоида, прямоугольник и другие сигналы нужной формы. Воспроизведение этих сигналов идёт циклически, а мы кнопками можем регулировать скорость воспроизведения, тем самим, меняя частоту выходного сигнала. Преимущества этого принципа в том, что при минимальных затратах, возможно получить сигналы практически любой формы, и с довольно высокой стабильностью основных параметров. Недостатки — так как используется преобразование цифровых сигналов в аналоговые, и в недорогих устройствах, типа обозреваемого, используется всего лишь 8 бит преобразование, форма выходного сигнала получается не совсем «точной», да и диапазон частот тоже заметно ограничен. Однако, для любительского применения, данный прибор подходит вполне. ПРИМЕЧАНИЕ: Да, я в курсе что есть генераторы с лучшими функциями за цену ниже чем данный прибор. Но как уже писал, этот прибор покупался в подарок ребёнку, и мне понравился тем, что имеет много кнопок, и все настройки просты и наглядны — не надо, ничего переключать там долгим нажатием, тройным кликом, и так далее. А для чего сможет использовать рядовой пользователь этот генератор? Самое простое и очевидное — как источник сигналов звуковой частоты, для отыскивания источника дребезга в домашней и авто акустике. Часто бывает что что-то, где то, в какой то момент, в какой то песне похрипывает или дребезжит, но локализовать источник сложно, так как музыка, она меняется, и надо ловить момент, чтоб поймать дребезг. А тут всё просто, подключили, крутим ручку регулировки частоты, и слушаем, когда что задребезжит. Кстати, тут можно выставить прямоугольную форму выходного сигнала — дребезг будет еще более заметен. Также, данный генератор можно использовать для проверки и калибровки сервомоторов — у него есть соответствующая «гребёнка», хотя она и не распаяна. Если есть осциллограф, то можно подключить генератор, и наблюдать весьма красивые фигуры Лиссажу. Вообщем, применении довольно много. Ну и наконец, сам обзор 🙂 Технические параметры генератора, по ссылке с сайта производителя: www.jyetech.com/Products/085/e085.php(По вышеуказанной ссылке также можно скачать принципиальную схему, примеры клиентских форм сигнала, софт для компьютера и многое другое. Рекомендую посетить и всё посмотреть) Диапазон частот: 0 — 200KHz (Синусоида) 0-10KHz (Все другие формы) Разрешение по частоте: 1 Hz Разрешение по периоду: 1 ms Максимальная ошибка по частоте: 0.1490Hz для F > 40Hz, 0.000596Hz для F <= 40Hz Максимальная ошибка по частоте (ГКЧ): 0.1490Hz Диапазон амплитуды выходного сигнала: 0 — 10V (от пика до пика) Разрешение по амплитуде: 0.1V Смещение по амплитуде: -5V — +5V Разрешение смещения: 40mV Память: 256 bytes Частота семплирования: 2.5Msps Уровни перекидывания триггера: High — 3.5V (минимум), Low — 1.5V (максимум) Задержка срабатывания триггера: < 5us (в установившемся режиме) Выходной уровень синхросигнала: 5V TTL Выходной импеданс: 50 ohm Напряжение питания: DC 15V (максимум 16V DC) Потребление тока: < 150mA (без нагрузки) Размеры: 155 X 55 X 30 мм Вес: 100 грамм Комплект для сборки поставляется в обычном целлофановом пакетике: 2ff85c.jpg И содержит «в себе» печатную плату с напаянными SMD элементами, передние и задние панели, кнопки и детали поверхностного монтажа, ЖК Экран, инструкцию по сборке и использованию, крепёж и выходной кабель с коаксиальным разъёмом типа BNC. bd2357.jpg094352.jpg Сборка не занимает много времени, всё примечания для сборки в инструкции указаны понятно и просто: fdbaf5.jpgb3960b.jpg21db2d.jpg Рассмотрим коротко схему устройства (скачать можно тут): www.jyetech.com/Products/085/Schematic_085F.pdf В устройстве используется микроконтроллеры фирмы Atmega, А конкретно — Atmega 48 (На нём собранно «ядро» генератора частот) и Atmega 168 (Обслуживает экран и клавиатуру). Также установлен преобразователь МС34063, который генерирует негативное выходное напряжение, необходимое для правильной работы операционных усилителей. Еще стоят микросхема энергонезависимой памяти, операционные усилители и другие компоненты (USB<>Serial мост и так далее). Хотя надо отметить тот факт, что реальная схема отличается от вышеприведённой — многие компоненты, которые посчитали «лишними» — в основном, в цепях питания и фильтрации, просто на просто не установлены. Так как прибор компактный, сразу возникает закономерное желание, сделать его носимым, с аккумуляторным питанием. Тут нас встречает небольшая засада — просто подключить аккумулятор не получится, тут нужно повышенное напряжение питания, из которого преобразователь на МС34063 делает -15 вольт для питания ОУ, а на 7805 сделан понижающий источник питания для микроконтроллеров. Поэтому, я поступил так — демонтировал МС34063, поставил двухполярную повышайку от Tracopower, также поставил литиевые аккумуляторы с платой защиты, и приёмник Qi зарядки. Ну наконец то, включаем! При включении, на экране пишется модель генератора, сайт производителя, и версии прошивок чипов. Вся эта дискотека занимает порядка 4 секунд, что довольно раздражает, я бы предпочёл возможность всё это отключить. После «рекламы», генератор запускается и переходит в основной режим: 1859fa.jpg В первой строке отображается частота выбранного сигнала и его форма В второй строке отображается выходное напряжение и его офсет. На экране также виден курсор в форме «>», который указывает на выбранный в данный момент параметр, который можно изменять кручением ручки энкодера. Всего у генератора 4 режима работы: 1. Собственно генератор (фиксированная частота) 2. Режим ГКЧ (Генератор качающейся частоты) 3. Режим управления сервомотором 4. Режим сложного управления сервомотором Рассмотрим режимы по отдельности: В режиме генератора, можно выбрать частоту сигнала, форму его огибающей, амплитуду и офсет. Согласно инструкции, генератор может выдавать до 200кгц в режиме синуса, и до 10кгц — в режиму других форм. Для поверки и сравнения, будем использовать генератор GW Instek GFG-8020H: http://amazon.com/gp/product/B000I40H8I ($190) и осциллограф Hantek DSO-2090 USB: http://amazon.com/gp/product/B0036FZRU4 ($150) Зеленным цветом показаны осциллограммы от FG-095, желтым — от GFG-8020H В начале, проверим частоты, заявленные «официально»: 1a49ad.pngebd45d.pngce92bd.png Всё более-менее прилично. Попробуем выти за пределы: d80a9f.png Уже на частоте 50кгц, с треугольником явно что-то не так, а на 200кгц -вообще беда: Попробуем прямоугольник, ведь его генерировать — совсем DDS не нужен, я даже на PIC12F1840 без проблем делал 8мгц софтово. Как видно, 200кгц — без особых проблем (учитывая класс устройства, ессно) До 600кгц с прямоугольником всё в порядке, ну выше начинаются проблемы: Другие формы на таких частотах даже смотреть и не стоит, амплитуда падает в разы, форма искажается, но что вы хотите — работоспособность на таких частотах никто не гарантировал. Кстати про амплитуду, в мануале написано, что регулировка амплитуды работает только для высокоимпедансных нагрузок, в много раз больше 50 ом, а на 50ом, реальная амплитуда почти в 2 раза меньше от установленной. В режиме генератора, через USB порт, можно загрузить свою форму сигнала. Для загрузки используется программа JyeLab (есть на оффсайте), а сигналы можно создавать в любой программе, которая умеет сохранять файлы в формате .CSV Примеры файлов и формат данных описаны на странице товара. (Есть еще режим внешней синхронизации, но учитывая тормознутость девайса, его тестировать не буду, и так всё ясно, желающие узнать больше, могут прочитать соответствующий раздел в мануале) Это был основной режим, посмотрим, что есть у нас еще. 2. Режим ГКЧ (генератор качающейся частоты). В этом режиме можно установить начальную и конечную частоту, шаг изменения частоты, и период «качания». Этот режим весьма полезен для проверки АЧХ усилителей и прочей техники — подключив и синхронизировав осциллограф, можно в реальном времени наблюдать АЧХ своего устройства. 3. Режим «простого» управления сервомотором. В этом режиме, можно подавать команды на сервомотор, ну и настраивать их параметры — амплитуду, частоту, заполнение и так далее. Учтите — хотя гребёнка для сервомотора предусмотрена, но она не распаяна, и не зря. Даже если её распаять, сервомотор работает плохо и греется, если его подключить к этой гребенке. Поэтому, подавайте на сервомотор отдельное питание, а сигнал берите с основного выхода. 4. Режим «навороченного» управления сервомотором. От простого отличается тем, что можно делать плавный «разгон» и «торможение» сервомотора, путём управления соответствующими параметрами. Этот режим наверняка пригодится создателям всяких роботов и так далее — чтоб движения их детища были плавными как у человека. Все замечания по поводу подключения для режима №3, также справедливы и для этого режима. Итого, что имеем в сухом «остатке»? Нормальная такая игрушка, для проверки УНЧ, акустических систем и так далее — подходит вполне. Также можно использовать при диагностике и создании импульсных блоков питания. Можно использовать и для тестирования сервомоторов, но для этих целей есть более приспособленные, специализированные устройства. Конечно, по параметрам это не профессиональный девайс, но и цена соответствующая, зато выглядит круто, и молодому-начинающему «паяле» очень понравится. Еслиб такой прибор был бы у меня в 12 лет, да вы что, я бы был мегакрутым перцем 🙂 Используемые источники:

  • https://varikap.ru/generator-kachayushhejsya-chastoty/
  • https://usamodelkina.ru/16223-prostoj-generator-signalov-svoimi-rukami.html
  • https://mysku.ru/blog/china-stores/39485.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации