Generátory signálu na ICL8038.
V jednom z našich článkov sme už preskúmali schému zapojenia generátora funkcií, bola to súprava vyrobená v Číne, odkaz na článok:
V tomto článku sa s vami podelíme o podobný obvod oscilátora, ktorý je tiež schopný vydávať sínusový, trojuholníkový a obdĺžnikový priebeh. Ako v predchádzajúcom článku je ako základ braný čip ICL8038, ktorého signály zosilňuje operačný zosilňovač TL071. Obvod je zobrazený nižšie:
Na výstupe TL071 je nainštalovaný odporový delič napätia, ktorý vám umožňuje mať normálnu a vysokú úroveň výstupného signálu. Zosilnenie je možné nastaviť aj pomocou potenciometra s nominálnou hodnotou 100 kOhm. Medzi samotným generátorom a zosilňovačom je inštalovaný 3-polohový prepínač, cez ktorý sa volí tvar výstupného signálu.
V obvode 10. nohy mikroobvodu ICL8038 je tiež nainštalovaný sušienkový spínač, má 5 polôh, jeho účelom je vybrať frekvenčný rozsah, ktorý závisí od hodnoty kapacity v tomto obvode.
Trimerové rezistory upravujú tvar výstupu signálu generátorom, teda tak, aby geometria signálu bola správna, bez skreslenia.
Čip ICL8038 je schopný generovať signály s frekvenciami od 0,001 Hz do 300 kHz. Datasheet k nemu nájdete v archíve na stiahnutie.
Napájanie obvodu je bipolárne, je realizované pomocou dvoch integrovaných stabilizátorov 7812 a 7912. Doska má diódový mostík osadený na 1N4007 alebo podobných diódach a vyhladzovacie kapacity s nominálnou hodnotou 2200 mF. Zmena sa dodáva na silové svorky z transformátora, napätie môže byť od 2 x 10 do 2 x 15 Voltov.
Zdroje PCB sú nasledovné:
Zdroj dosky, pohľad zo strany prvkov:
Ako obvykle, naša konverzia obrázkov do formátu LAY6:
Fotografický pohľad vo formáte LAY6:
Doska generátora na zostave ICL8038 + TL071:
Výstupné krivky generátora sú zobrazené na nasledujúcom obrázku:
Existuje ďalší veľmi podobný obvod, rozdiel je v tom, že používa operačný zosilňovač LM741, pozri nasledujúci obrázok:
Zdroje dosky sú nasledovné:
Doska tohto variantu generátora prevedená do formátu LAY6:
Fotonáhľad dosky LAY6 formát:
Upozorňujeme, že pri montáži druhej verzie generátora nezabudnite vložiť prepojky medzi body „A“ a „B“, pozri obrázky nižšie:
Doska generátora na zostave ICL8038 + LM741:
Schematické schémy generátorov funkcií na ICL8038, datasheet k čipu generátora, ako aj dosky plošných spojov oboch možností si môžete stiahnuť v jednom súbore prostredníctvom priameho odkazu z našej webovej stránky, ktorý sa zobrazí na tej istej stránke po kliknutí na ľubovoľné riadok reklamného bloku nižšie, okrem riadku „Platená reklama“. Veľkosť archívu - 3 Mb.
Je schopný súčasne generovať štvorcové aj pílovité signály a zvyčajne pozostáva z dvoch častí (obr. 36.1):
♦ neinvertujúca Schmittova spúšť na čipe DA1;
♦ integrátor na čipe DA2.
Pri C 1 \u003d 4,7 nF je frekvencia generovania 30 kHz, pri 0 \u003d 47 nF -
20 Hz. Napájacie napätie generátora sa môže pohybovať medzi 4,5-18 V.
Vzhľadom na vysoký význam funkčných generátorov boli vytvorené špecializované mikroobvody takýchto generátorov. Príkladom je ICL8038 od Harris Semiconductor.
Napájacie napätie ±(5-15) V pri bipolárnom napájaní alebo 10-30 V pri unipolárnom napájaní. Prúd spotrebovaný mikroobvodom nepresahuje 20 mA (nominálny - 12 mA) pri napájacom napätí ± 10 V. Amplitúda výstupného napätia trojuholníkového tvaru pri zaťažovacom odpore 100 kΩ dosahuje 1/3 napájacieho napätia. napätie, pre sínusový signál - do 0,22 napájacieho napätia .
Možnosti pripojenia externých prvkov na úpravu pracovného režimu čipu ICL8038 sú znázornené na obr. 36.6.
Pri použití čipu ICL8038 (obr. 36.7) je to pohodlné
Ryža. 36.6. Možnosti pripojenia odporových prvkov k čipu ICL8038
Ryža. 36.7. Možnosť aktivácie čipu ICL8038 s frekvenčnou moduláciou generovaných signálov
vykonávať frekvenčnú moduláciu generovaných signálov. Pomocou tejto vlastnosti mikroobvodu je ľahké vytvárať obdĺžnikové, trojuholníkové a sínusové signály, súčasne riadené úrovňou vonkajšieho napätia.
Aby sa znížilo skreslenie sínusového signálu, úpravy poskytnuté obvodovým riešením znázorneným na obr. 36.8.
Ryža. 36.8. umožňujú čipu ICL8038 minimalizovať skreslenie sínusového priebehu
Aby sa zvýšila zaťažiteľnosť generátora, obvod znázornený na obr. 36.9. Používa sa konvenčný vyrovnávací stupeň, ktorý je možné použiť pre každý z výstupov. zaťaženie je určené výberom
OU čipy; pre daný prípad zaťaženia by nemala byť menšia ako 1 kOhm.
Ryža. 36.9. na čipe ICL8038 so zvýšenou zaťažiteľnosťou pre sínusový signál
Ryža. 36L0. na čipe ICL8038 s frekvenčným riadením od 20 Hz do 20 kHz
Praktický široký rozsah, pokrývajúci celý rozsah audio frekvencií, je znázornený na obr. 36.10. Potenciometer R7 minimalizuje skreslenie sínusového signálu. R3 je určený na nastavenie pomeru impulz/pauza (alebo symetria) generovaných signálov. Potenciometer R10 reguluje frekvenciu generovaných signálov.
Aditívny kondicionér tvaru vlny trojuholníka
Elektrické signály trojuholníkového tvaru sa zvyčajne získavajú pomocou procesov nabíjania a vybíjania v obvodoch RC. Články popisujú a analyzujú princíp generovania signálov trojuholníkového tvaru protifázovým sčítaním sínusových signálov usmernených pomocou plnovlnných usmerňovačov, posunutých medzi sebou o uhol 90°. Nižšie je uvedená praktická implementácia frekvenčne laditeľného generátora trojuholníkového tvaru vlny s použitím tohto princípu syntézy.
DA1-DA3 zbieral LR-signály sínusového tvaru, z ktorých výstupov sa odoberajú signály fázovo posunuté o uhol 90° (body A a B). Tieto signály sú privádzané na vstupy dvoch presných usmerňovačov vyrobených DA4, DA5 a DA6, DA7. Signály z výstupov usmerňovačov (body C a D) sa zmiešavajú na odporovom deliči napätia R13, R15, R16 (bod E). Výstupný signál (bod E) má trojuholníkový tvar s odchýlkou od linearity do 3 %.
Pracovná frekvencia generátora je určená menovitými hodnotami obvodov na nastavenie frekvencie - indukčnosti LI, L2, duálny potenciometer R9, R10 a odpory R7, R8. Pre špecifikované hodnoty je frekvenčný rozsah ladenia 3300-4000 Hz.
Frekvenčný rozsah prevádzky môžete postupne meniť prepínaním tlmiviek LI, L2. Pri rozširovaní rozsahu ladenia ďalšou zmenou pomeru prvkov
Ryža. 36.11. bezkapacitný laditeľný generátor trojuholníkových vĺn
R7/R9=R8/R10 sa prejaví výraznou závislosťou amplitúdy výstupného signálu od frekvencie. Na odstránenie tohto nedostatku je potrebné buď zúžiť rozsah ladenia generátora, alebo použiť medzizosilňovače s automatickou reguláciou zisku.
Inverzná konštrukcia
Pri vytváraní funkčných generátorov sa tradične používajú pravouhlé impulzy, na výstup ktorých je pripojený trojuholníkový tvarovač napätia založený na procesoch nabíjania a vybíjania. Potom sa trojuholníkový signál prevedie na druh sínusového signálu, pričom sa z neho extrahuje prvá harmonická. Nevýhody takýchto obvodových riešení sú zrejmé: ide o výraznú nelinearitu procesov nabíjania a vybíjania, čo je obzvlášť viditeľné pri ladení frekvencie generátora, a viditeľné skreslenia sínusového signálu v dôsledku zlého filtrovania vyšších harmonických komplexný signál.
S. I. Semenov - presné celovlnné usmerňovače (IC DA4, DA5 a DA9, DA10), ktorých výstupné signály sa pridávajú v protifáze, čím vytvárajú trojuholníkový signál. Signál trojuholníkového tvaru sa potom privádza do obvodu na vytvorenie bipolárnych pravouhlých impulzov (IC DA6-DA8).
Diagramy signálov na rôznych miestach zariadenia sú znázornené na obr. 36.12.
Pracuje vo frekvenčnom rozsahu: pre sínusové signály - 50-500 Hz, pre trojuholníkové a pravouhlé signály (so zdvojnásobením pôvodnej frekvencie) - 100-1000 Hz. Pracovná frekvencia sa plynulo mení reštrukturalizáciou duálneho potenciometra R9, R10. Postupné prepínanie rozsahu generovaných frekvencií až do subhertzov je možné zabezpečiť spínaním frekvenčne nastavovacích kondenzátorov C2 a C3. Takže pri znížení kapacít kondenzátorov C2 a C3 10-krát, t.j. až do 3,3 nF, je rozsah generovaných frekvencií 1000-10000 Hz pre pílovité a pravouhlé signály; sínusový - 500-5000 Hz. 
Shustov M.A., Circuitry. 500 zariadení na analógových mikroobvodoch. - Petrohrad: Veda a technika, 2013. -352 s.
Dobrý deň milí rádioamatéri! Vítam vás na stránke ""
Zostavujeme generátor signálu - funkčný generátor. Časť 1.
V tejto lekcii Rozhlasové školy pre začiatočníkov budeme aj naďalej napĺňať naše rádiové laboratórium potrebnými meracími prístrojmi. Dnes začneme zbierať generátor funkcií. Toto zariadenie je potrebné v praxi rádioamatéra nastaviť rôzne amatérske rádiové okruhy- zosilňovače, digitálne zariadenia, rôzne filtre a mnoho ďalších zariadení. Napríklad po zložení tohto generátora si dáme krátku prestávku, počas ktorej si vyrobíme jednoduché svetelné a hudobné zariadenie. Takže, aby sme správne upravili frekvenčné filtre obvodu, toto zariadenie je pre nás veľmi užitočné.
Prečo sa toto zariadenie nazýva funkčný generátor, a nie len generátor (nízkofrekvenčný generátor, vysokofrekvenčný generátor). Zariadenie, ktoré si vyrobíme, generuje na svojich výstupoch naraz tri rôzne signály: sínusový, pravouhlý a pílovitý. Ako základ pre návrh vezmeme schému S. Andreeva, ktorá je zverejnená na webovej stránke v sekcii: Obvody - Generátory.
Na začiatok musíme dôkladne preštudovať obvod, pochopiť princíp jeho fungovania a zhromaždiť potrebné detaily. Vďaka použitiu špecializovaného mikroobvodu v obvode ICL8038 ktorý je navrhnutý len na zostavenie generátora funkcií, dizajn je celkom jednoduchý.
Samozrejme, cena produktu závisí od výrobcu, od možností predajne a od mnohých ďalších faktorov, no v tomto prípade sledujeme jeden cieľ: nájsť potrebný rádiový komponent, ktorý by mal prijateľnú kvalitu a čo je najdôležitejšie, cenovo dostupné. Pravdepodobne ste si všimli, že cena mikroobvodu veľmi závisí od jeho označenia (AC, BC a SS). Čím je čip lacnejší, tým má horšie vlastnosti. Odporučil by som zvoliť čip „BC“. Jej vlastnosti sa veľmi nelíšia od „AC“, ale oveľa lepšie ako vlastnosti „SS“. Ale v zásade bude samozrejme fungovať aj tento mikroobvod.
Zostavujeme jednoduchý funkčný generátor pre laboratórium začínajúceho rádioamatéra
Pekný deň vám milí rádioamatéri! Dnes budeme pokračovať v zbieraní našich generátor funkcií. Aby ste nepreskakovali stránky webu, uverejňujem to znova schéma zapojenia generátora funkcií, ktorej montážou sa zaoberáme:
A tiež uverejňujem údajový list (technický popis) mikroobvodov ICL8038 a KR140UD806:
(151,5 kiB, 6 062 prístupov)
(130,7 kiB, 3 494 prístupov)
Už som zhromaždil potrebné diely na zostavenie generátora (niektoré z nich som mal - konštantné odpory a polárne kondenzátory, zvyšok som kúpil v obchode s rádiovými dielmi):
Najdrahšie časti boli čip ICL8038 - 145 rubľov a spínače pre 5 a 3 pozície - 150 rubľov. Celkovo bude táto schéma musieť minúť asi 500 rubľov. Ako môžete vidieť na fotke, päťpolohový prepínač je dvojdielny (neexistoval jednodielny), ale nie je to nič strašné, lepšie je viac ako menej, najmä preto, že nám môže prísť vhod druhá časť. Mimochodom, tieto spínače sú úplne rovnaké a počet polôh je určený špeciálnou zátkou, ktorú je možné sami nastaviť na požadovaný počet polôh. Na fotke mám dva výstupné konektory, aj keď teoreticky by mali byť tri: spoločný, 1:1 a 1:10. Ale môžete dať malý spínač (jeden výstup, dva vstupy) a prepnúť požadovaný výstup na jeden konektor. Okrem toho chcem venovať pozornosť konštantnému odporu R6. V rade megaohmových odporov nie je žiadne hodnotenie 7,72 MΩ, najbližšie hodnotenie je 7,5 MΩ. Aby ste dosiahli požadovanú hodnotu, budete musieť použiť druhý odpor 220 kOhm, ktorý ich zapojíte do série.
Chcem tiež upozorniť na skutočnosť, že montáž a úpravu tohto obvodu na zostavenie funkčného generátora nedokončíme. Pre pohodlnú prácu s generátorom musíme vedieť, aká frekvencia sa v momente práce generuje, prípadne musíme nastaviť určitú frekvenciu. Aby sme na tieto účely nepoužívali prídavné zariadenia, vybavíme náš generátor jednoduchým meračom frekvencie.
V druhej časti lekcie budeme študovať ďalší spôsob výroby dosiek plošných spojov - metódu LUT (laserové žehlenie). Samotnú tabuľu vytvoríme v populárnom amatérskom rádiu program na vytváranie dosiek plošných spojov – ROZLOŽENIE SPRINTOV.
Ako sa s týmto programom pracuje, vám zatiaľ nevysvetlím. V ďalšej lekcii vo video súbore ukážem, ako si v tomto programe vytvoríme našu dosku plošných spojov, ako aj celý proces výroby dosky metódou LUT.
Jednoduchý generátor analógových funkcií (0,1Hz - 8MHz). Článok pretlačený zo stránky.
Medzi rádioamatérmi je zaslúžene obľúbený čip MAX038, na základe ktorého je možné zostaviť jednoduchý funkčný generátor pokrývajúci frekvenčné pásmo 0,1 Hz - 20 MHz. Nákup čipu MAX038 sa stal rovnako jednoduchým ako lúskanie hrušiek, ako je uvedené. Klony MAX038, ktoré sa objavili, majú v porovnaní s ním veľmi skromné parametre. ICL8038 má teda maximálnu prevádzkovú frekvenciu 300 kHz a XR2206 má maximálnu prevádzkovú frekvenciu 1 MHz. Obvody jednoduchých generátorov analógových funkcií, ktoré sa nachádzajú v rádioamatérskej literatúre, majú tiež maximálnu frekvenciu niekoľko desiatok a veľmi zriedkavo stovky kHz.
Pre vašu pozornosť bol navrhnutý obvod analógového generátora funkcií, ktorý vytvára svoje signály sínusového, obdĺžnikového, trojuholníkového tvaru a pracuje vo frekvenčnom rozsahu od 0,1 Hz do 8 MHz.
Čelný pohľad:
Pohľad zozadu:
Generátor má nasledujúce parametre:
amplitúda výstupného signálu:
sínusový……………………………… 1,4 V;
obdĺžnikový…………………………………..2,0 V;
trojuholníkový………………………………...2,0 V;
frekvenčné rozsahy:
0,1…1 Hz;
1…10 Hz;
10…100 Hz;
100…1000 Hz;
1…10 kHz;
10…100 kHz;
100…1000 kHz;
1…10 MHz;
napájacie napätie……………………………….220 V, 50 Hz.
Vyvinutý obvod generátora funkcií nižšie bol založený na obvode z:
Generátor je vyrobený podľa klasickej schémy: integrátor + komparátor, iba zostavený na vysokofrekvenčných komponentoch.
Integrátor je založený na operačnom zosilňovači DA1 AD8038AR so šírkou pásma 350 MHz a rýchlosťou 425 V/µs. Komparátor je vyrobený na DD1.1, DD1.2. Obdĺžnikové impulzy z výstupu komparátora (pin 6 DD1.2) sú privádzané na invertujúci vstup integrátora. Na VT1 je vyrobený emitorový sledovač, z ktorého sa odoberajú impulzy trojuholníkového tvaru, ktoré riadia komparátor. Prepínač SA1 volí požadovaný frekvenčný rozsah, potenciometer R1 slúži na plynulé nastavenie frekvencie. Trimrový odpor R15 nastavuje prevádzkový režim generátora a reguluje amplitúdu trojuholníkového napätia. Trimrový odpor R17 reguluje konštantnú zložku trojuholníkového napätia. Z emitora VT1 sa do spínača SA2 a do sínusového napäťového ovládača, vyrobeného na VT2, VD1, VD2, privádza trojuholníkové napätie. Trimrový rezistor R6 nastavuje minimálne skreslenie sínusoidy a trimovací rezistor R12 upravuje symetriu sínusového napätia. Aby sa znížil harmonický koeficient, vrcholy trojuholníkového signálu sú obmedzené na obvody VD3, R9, C14, C16 a VD4, R10, C15, C17. Z vyrovnávacej pamäte DD1.4 sa odoberajú pravouhlé impulzy. Signál vybraný prepínačom SA2 sa privádza do potenciometra R19 (amplitúda) a z neho do výstupného zosilňovača DA5, vyrobeného na AD8038AR. Na prvkoch R24, R25, SA3 je vyrobený tlmič výstupného napätia 1:1 / 1:10.
Generátor je napájaný klasickým transformátorovým zdrojom s lineárnymi stabilizátormi generujúcimi napätie +5V, ±6V a ±3V.
Na označenie frekvencie generátora sa použila časť obvodu z už hotového merača frekvencie, prevzatá z:
Na tranzistore VT3 je vytvorený zosilňovač-tvarovač obdĺžnikových impulzov, z ktorého výstupu je signál privádzaný na vstup mikrokontroléra DD2 PIC16F84A. MK je taktovaný z kremenného rezonátora ZQ1 na 4 MHz. Tlačidlom SB1 sa volí cena najmenej významnej číslice 10, 1 alebo 0,1 Hz a príslušný čas merania 0,1, 1 a 10 sek. Ako indikátor bol použitý WH1602D-TMI-CT s bielymi znakmi na modrom pozadí. Je pravda, že uhol pohľadu tohto indikátora sa ukázal byť 6:00, čo nezodpovedalo jeho inštalácii v puzdre s uhlom pohľadu 12:00. Ale tento problém bol odstránený, ako bude popísané nižšie. Rezistor R31 nastavuje prúd podsvietenia a rezistor R28 upravuje optimálny kontrast. Treba podotknúť, že program pre MK bol autorom napísaný pre indikátory typu DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 od DataVision, v ktorých úvodná inicializačná procedúra zrejme nemá pasujú na indikátory WH1602 od WinStar. Výsledkom bolo, že po zložení frekvenčného merača sa na indikátore nič nezobrazovalo. V tom čase neboli v predaji žiadne iné malé indikátory, takže sme museli vykonať zmeny v zdrojovom kóde programu merača frekvencie. Cestou pri pokusoch sa pri inicializácii odhalila takáto kombinácia, pri ktorej sa z dvojriadkového displeja s uhlom pohľadu 6:00 stal jednoriadkový displej, navyše sa dal celkom pohodlne čítať pri pozorovací uhol 12:00. Nápisy zobrazené na spodnom riadku, rady o režime činnosti frekvenčného merača, už nie sú viditeľné, ale nie sú zvlášť potrebné, pretože. dodatočné funkcie tohto frekvenčného čítača sa nepoužívajú.
Konštrukčne je funkčný generátor vyrobený na doske plošných spojov z jednostrannej sklolaminátovej fólie s rozmermi 110x133 mm, určenej pre štandardné plastové puzdro Z4. Indikátor je namontovaný vertikálne na komore na dvoch rohoch. K základnej doske sa pripája pomocou kábla s konektorom pre IDC-16. Na prepojenie vysokofrekvenčných obvodov v obvode sa používa tenký tienený kábel. Tu je fotografia generátora s odstráneným krytom horného krytu:
Po prvom zapnutí generátora je potrebné regulovať napájacie napätia a tiež nastaviť napätie -3V na výstupe DA7 LM337L orezávacím odporom R29. Rezistor R28 nastavuje optimálny kontrast indikátora. Pre nastavenie generátora je potrebné pripojiť na jeho výstup osciloskop, prepínač SA3 nastaviť do polohy 1:1, SA2 do polohy zodpovedajúcej trojuholníkovému napätiu, SA1 do polohy 100 ... 1000 Hz. Rezistor R15 dosahuje stabilné generovanie signálu. Posunutím jazdca rezistora R1 do spodnej polohy podľa schémy dosiahne orezávací rezistor R17 symetriu trojuholníkového signálu voči nule. Ďalej treba prepínač SA2 posunúť do polohy zodpovedajúcej sínusovému tvaru výstupného signálu a trimovacími odpormi R12 a R6 sa dosiahne symetria a minimálne skreslenie sínusoidy.
Tu je to, čo sa nakoniec stalo:
Štvorcová vlna 1 MHz: Štvorcová vlna 4 MHz: Trojuholník 1 MHz:
Trojuholník 1 MHz: Sínus 8 MHz:
Je potrebné poznamenať, že pri frekvenciách nad 4 MHz sa na trojuholníkových a pravouhlých signáloch začínajú objavovať skreslenia spojené s nedostatočnou šírkou pásma výstupného zosilňovača. V prípade potreby možno túto nevýhodu jednoducho odstrániť prenesením koncového zosilňovača DA5 do obvodu zo zdroja VT2 na SA2, t.j. použite ho ako zosilňovač sínusového signálu a namiesto výstupného zosilňovača použite opakovač na inom operačnom zosilňovači AD8038AR, ktorý prepočíta odpor trojuholníkových (R18, R36) a pravouhlých (R21, R35) rozdeľovačov signálu na menší deliaci faktor, resp.
Súbory:
Literatúra:
1) Generátor funkcií širokého rozsahu. A.Išutinov. Rádio číslo 1/1987
2) Ekonomický multifunkčný merač frekvencie. A. Sharypov. Rádio č.10-2002.