Projekty AVT
Uniwersalny
Uniwersalny
generator
generator
2495
2495
yródło przebiegów kanonicznych (sinus, trójkąt, prostokąt) o częstotliwości 2Hz...200kHz.
Częstotliwość i amplituda sterowana za pomocą napięcia - możliwość sterowania
zewnętrznego np. z komputera i przetwornika C/A.
Możliwość zewnętrznej modulacji AM, FM, DSB; praca w roli wobulatora o bardzo szero-
kim zakresie przestrajania.
Generatory są niewątpliwie jednymi z naj- kątne i prostokątne o częstotliwościach w za- część nie została wykorzystana w opisywa-
częściej używanych elektronicznych przyrzą- kresie 2Hz...200kHz. Wyjątkowo dobrze nym generatorze), że warto go opisać dokła-
dów pomiarowych. Często nie wystarczy nadaje się do testowania wszelkich układów dniej. Na marginesie można nadmienić, że
multimetr, nie wystarczy nawet sam oscylo- audio. Przebieg sinusoidalny pozwala szybko podobne możliwości, parametry i cenę ma
skop potrzebny jest generator. Bez genera- i wygodnie zbadać charakterystykę częstotli- równie wiekowa kostka ICL8038, opracowa-
tora niemożliwe jest uruchomienie i spraw- wościową. Przebieg trójkątny znakomicie na w firmie Intersil. Natomiast znacznie
dzenie wielu budowanych układów, zarówno pomaga przy sprawdzaniu zakresu liniowej nowsze opracowanie firmy Maxim, układ
cyfrowych, jak i analogowych. Szczerze pracy układu i zakresu użytecznych ampli- MAX038 ma wprawdzie znacznie szersze
mówiąc, w praktyce potrzebne są przebiegi tud. Przebieg prostokątny umożliwia ocenę możliwości, ale też dużo wyższą cenę, która
o tak różnych kształtach, amplitudach i czę- właściwości dynamicznych, w tym skłonno- okazała się dużą przeszkodą w upowszech-
stotliwościach, że trudno jest zbudować je- ści do samowzbudzania. nieniu tej ciekawej kostki.
den generator, który nadawałby się do wszy- Przebieg prostokątny dostępny jest na od-
stkich zadań. dzielnym wyjściu i ma poziomy takie, jak Układ XR2206
Najbardziej uniwersalne są tak zwane ge- układy logiczne zasilane napięciem 5V. Po- Układ scalony XR2206 jest znany od ponad
neratory funkcyjne. Generują one przebiegi zwoli to wykorzystać generator do badania dwudziestu lat. Okazuje się, iż wciąż jest wy-
o różnych kształtach, w tym przebiegi sinu- wielu układów cyfrowych TTL i CMOS. korzystywany, a świadczy o tym choćby fakt,
soidalne, prostokątne i trójkątne. Niektóre fa- Opisywany generator ma dodatkowe wej- że mimo upływu lat nadal jest dostępny
bryczne generatory skonstruowane przy za- ścia do zewnętrznej modulacji AM i FM. Co w handlu. Swą popularność zawdzięcza para-
stosowaniu zaawansowanej techniki mogą najważniejsze, może też pracować jako gene- metrom i możliwościom, a także precyzji.
wytwarzać przebiegi o dowolnych kształ- rator wobulowany przestrajany zewnętrz- Uproszczony schemat wewnętrzny układu
tach, projektowanych przez użytkownika. nym napięciem. Specyficzna budowa umoż- XR2206 pokazany jest na rysunku 1. Głów-
Fabryczne generatory funkcyjne mają liwia płynne przestrajanie w bardzo szerokim ną rolę pełni tu generator przestrajany elek-
wprawdzie szerokie możliwości i znakomite zakresie ponad trzech dekad, a charakterysty- tronicznie, oznaczony VCO. W rzeczywisto-
parametry, niemniej są, jak na kieszeń hob- ka zmian częstotliwości jest logarytmiczna. ści jest to generator przestrajany nie napię-
bysty, niesamowicie kosztowne. W praktyce oznacza to, że opisywany gene- ciem, a prądem Ip, zaznaczonym na rysunku
W ogromnej większości przypadków klu- rator może łatwo posłużyć do wykonania wo- 1. Częstotliwość generowanego przebiegu
czowe pomiary można przeprowadzić przy bulatora obejmującego w jednym zakresie wyznaczona jest przez pojemność dołączoną
użyciu stosunkowo prostych generatorów. cały zakres częstotliwości akustycznych do nóżek 5, 6 oraz przez prąd programujący,
Niniejszy artykuł opisuje nieskompliko- 20Hz...20kHz. płynący w obwodzie nóżki 7 (albo nóżki 8,
wany i tani generator funkcyjny o rewelacyj- Podstawą konstrukcji jest znany od wielu zależnie od stanu wejścia 9). Co prawda we-
nych możliwościach. Nadaje się on zarówno lat układ scalony XR2206 opracowany w fir- dług katalogu maksymalna częstotliwość
po badań układów analogowych, jak i cyfro- mie Exar. Układ ten ma na tyle ciekawą kon- pracy wynosi typowo 1MHz, jednak ze wzglę-
wych. Wytwarza przebiegi sinusoidalne, trój- strukcję i tak szerokie możliwości (których du na wzrost zniekształceń w praktycznych
Elektronika dla Wszystkich
13
Projekty AVT
układach najwyższa częstotliwość pracy wy- na nim napięcie 0..0,8V w stosunku do ujem- monicznych rzędu 0,5...1% można śmiało
nosi co najwyżej 100...300kHz. nej szyny zasilania, wejściem programują- uznać za przyzwoitą sinusoidę. Takie rozwią-
Częstotliwość generowanego przebiegu jest cym jest nóżka 8. Gdy natomiast napięcie wy- zanie powoduje, że przebieg sinusoidalny ma
liniowo zależna od prądu programującego, nosi 2,4...5V (względem minusa zasilania) amplitudę prawie o połowę mniejszą od trój-
płynącego od nóżki 7 (bądz 8) do ujemnej szy- oraz gdy wejście to wisi w powietrzu , wej- kątnego, ale w praktyce nie jest to wadą.
ny zasilania. Zakres regulacji jest zadziwiająco ściem programującym jest nóżka 7. Pozwala Ukształtowany przebieg sinusoidalny albo
szeroki, bo prąd programujący częstotliwość to w niezmiernie prosty sposób zrealizować trójkątny podawany jest do następnego stopnia
może mieć wartość w zakresie 1µA...3mA. modulacjÄ™ FSK (Frequency Shift Keying) - do modulatora. ÅšciÅ›le biorÄ…c, jest to tak zwa-
Oznacza to, że w jednym zakresie można płyn- sygnał cyfrowy, podany na nóżkę 9, powodu- ny czteroćwiartkowy układ mnożący. Napięcie
nie zmieniać częstotliwość ponad tysiąckrot- je generowanie jednej z dwóch częstotliwo- podawane na nóżkę 1 decyduje o amplitudzie
nie, a więc kostka może pracować jako świet- ści, programowanych za pomocą rezystorów sygnału wyjściowego. Gdy jest równe połowie
ny wobulator, pozwalający za jednym zama- dołączonych do nóżek 7, 8. napięcia zasilania, przebieg wyjściowy ma
chem przemiatać całe pasmo akustyczne. Działanie przestrajanego generatora wartość zero. Zarówno podwyższanie, jak i ob-
(VCO) w sumie polega na ładowaniu i rozła- niżanie napięcia powoduje zwiększanie ampli-
Rys. 1 dowaniu kondensatora prądem programują- tudy, przy czym od polaryzacji tego napięcia
zależy faza przebiegu wyjściowego.
Sygnał prądowy z modulatora podawany
jest na bufor wyjściowy i dalej na wyjście,
czyli nóżkę 2. Buforem nie jest zwykły wtór-
nik. W zaskakująco prostym układzie wyko-
rzystano specyficzne rozwiÄ…zanie z dwoma
zródłami prądowymi. Obecność tych zródeł
prądowych oraz dodatkowa końcówka (nóż-
ka 3) dają dwie dalsze możliwości. Po pierw-
sze możliwa, jest regulacja amplitudy za po-
mocą rezystora szeregowego, dołączonego
do nóżki 3, po drugie, możliwa jest zmiana
składowej stałej na wyjściu.
Podany uproszczony opis nie tylko udo-
wadnia, że kostka XR2206 rzeczywiście pra-
cuje w niecodzienny sposób. Informacje te
znakomicie ułatwią analizę dalszych szcze-
gółów, podanych w karcie katalogowej. Ory-
ginalna angielskojęzyczna karta katalogowa
kostki XR2206 oraz jej polskojęzyczna we-
rsja wzięta z wydawanego kiedyś przez AVT
biuletynu USKA, dostępne są na stronie in-
ternetowej EdW (www.edw.com.pl). Informa-
cje z karty katalogowej pozwolÄ… Czytelni-
kom wykorzystać tę wiekową, ale wciąż inte-
resującą kostkę także do wielu innych celów,
między innymi do budowy wobulatorów
m.cz., modulatorów AM, FM, FSK czy DSB.
Podstawowe parametry ukałdu XR2206
podane są poniżej.
Całkowite napięcie zasilana: . . . 10...26V (ą5...ą13V)
Rys. 2 cym, płynącym przez końcówki 7, 8. Uzyski- Pobór prądu . . . . . . . . . . . . . . typ 14mA, max 20mA
wany przebieg ma więc kształt trójkąta. Prze- Maksymalna częstotliwość pracy: . . . . . . . typ. 1MHz
W najprostszym przypadku do zmiany bieg ten jest podany do następnego stopnia, Stabilność cieplna: . . . . . . . . . . . . . . typ. ą20ppm/K
częstotliwości pracy można wykorzystać po- gdzie jest dodatkowo kształtowany. Poten- Wpływ napięcia zasilającego: . . . . . . . typ. 0,01%F/V
tencjometr według rysunku 2a. Częstotli- cjometr dołączony do nóżek 15, 16 pozwala Zakres przemiatania (sweep): . . . . . . . . . typ. 2000:1
wość można zmieniać za pomocą zewnętrz- uzyskać idealną symetrię przebiegu. Liniowość przemiatania (2000:1): . . . . . . . . . . . . 8%
nego napięcia w prostym układzie według Zadziwiająco prosty jest sposób kształto- Zniekształcenia modulacji FM: . . . . . . . . . . . . . 0,1%
rysunku 2b. Takie sposoby regulacji są wy- wania sinusoidy. Gdy nóżki 13, 14 nie są po- Liniowość przebiegu trójkątnego: . . . . . . . . . typ. 1%
starczające przy niewielkim zakresie zmian łączone, przebieg wyjściowy ma kształt trój- Zniekształcenia przebiegu sinusoidalnego
częstotliwości. W innych przypadkach moż- kąta. Włączenie między te nóżki odpowie- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . bez korekcji: typ. 2,5%
na zastosować sterowane zródło prądowe dnio dobranej rezystancji pozwala uzyskać . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . z korekcją: typ. 0,5%
według rysunku 2c. Mogą tu być wykorzy- przebieg sinusoidalny. Włączenie tej rezy- Zakres modulacji amplitudy: . . . . . . . . . . . . 0...100%
stane różne rozwiązania zródła prądowego, stancji powoduje spłaszczenie wierzchołków Liniowość modulacji AM: . . . . . . . . . . . . . . . typ. 2%
zależne od konkretnych potrzeb i sposobu za- trójkąta. Czym mniejsza rezystancja, tym
silania układu scalonego. bardziej spłaszczone są wierzchołki. Przy
Nóżka 9 pełni rolę wejścia cyfrowego wartości około 500&! przebieg jest praktycz- Opis
układu
o poziomach TTL (mierzonych w stosunku nie sinusoidalny. Nie jest to wprawdzie ideal- Schemat ideowy kompletnego generatora
do ujemnej szyny zasilania). Gdy występuje na sinusoida, ale przebieg o zawartości har- funkcji pokazany jest na rysunku 3.
Elektronika dla Wszystkich
14
Projekty AVT
Należy zwrócić uwagę, że układ w zasa- ziom. Przebieg z nóżki 11 generatora U4,
Wykaz elementów
Rezystory dzie zasilany jest pojedynczym napięciem, gdzie pracuje tranzystor z otwartym kolekto-
R1, R29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k&! (1...220k&!); uzyskiwanym ze stabilizatora U2. Napięcie ze rem, przechodzi przez dzielnik rezystorowy
w wersji podstawowej nie montować stabilizatora, wyznaczone przez rezystory R23, R27, R28. W punkcie G występuje
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k&! R14, R15, wynosi około 15V. Napięcie to jest przebieg o wartości międzyszczytowej około
R3 . . . .220k&!; w wersji podstawowej nie montować dzielone na pół. Rezystory R12, R13 i wtórnik 5V. Wartości rezystorów zostały celowo do-
R4,R18,R20,R23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k&! U1D to obwód wytwarzania sztucznej masy. brane tak, żeby dolne połówki przebiegu by-
R5,R12,R13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! Ostatecznie układ scalony generatora (U4) ły na poziomie masy patrz rysunek 4.
R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220&! oraz wzmacniacze operacyjne (U1) są więc Dzięki temu sygnał można wykorzystać
R7,R8,R17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&! zasilane napięciem symetrycznym ą7,5V. wprost do współpracy z układami cyfrowy-
R9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k&! (10...47k&!) Dioda LED D5 jest kontrolką zasilania. mi, zarówno nowszych rodzin TTL, jak
R10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22&! Generator ma dwa wyjścia. Przebieg sinu- i CMOS, zasilanych napięciami do 8...9V.
R11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2&! soidalny bądz trójkątny z nóżki 2 generatora Gdyby rezystancja wyjściowa wyjścia pro-
R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330&! U4 przechodzi przez wtórnik U1C, a następ- stokąta okazała się zbyt duża do jakiegoś
R15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,6k&! nie przez rezystor R6 na punkt F i dalej na konkretnego zastosowania, można nieco
R16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .750&! gniazdo wyjściowe. Punkty H, H1, H2 umoż- zmniejszyć (proporcjonalnie) wartości rezy-
R19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2k&! liwiają dołączenie trzypozycyjnego przełącz- storów R23, R27, R28. Gdyby trzeba było
R21,R24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47k&! nika S1, który wraz z rezystorami R10, R11 radykalnie obniżyć rezystancję tego wyjścia,
R22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100&! zapewnia skokową zmianę poziomu sygnału należałoby dodać bufor, by nie obciążyć za-
R25,R26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470&! wyjściowego. W środkowym położeniu prze- nadto tranzystora pracującego na wyjściu 11.
R27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .820&! łącznika S1 sygnał przechodzi bez tłumienia Jak wspomniano wcześniej, potencjometr
R28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,3k&! wprost na wyjście. Rezystancja wyjściowa dołączony do nóżek 15, 16 układu U4 służy
P1-P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&!A potencjometr wynosi wtedy 220&! (R6). Gdy sygnał jest do symetryzacji przebiegu, czyli do minimali-
PR1 . . . .10k&! w wersji podstawowej nie montować tłumiony dziesięciokrotnie, rezystancja wyj- zowania zniekształceń. Potencjometr PR4
PR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10k&! miniaturowy ściowa wynosi około 20&! (R6||R10), a przy umożliwia dobranie takiego spłaszczenia
PR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k&! miniaturowy tłumieniu stukrotnym około 2,2&! (R6||R11). przebiegu trójkątnego, by uzyskać jak najczy-
PR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470&! miniaturowy Zmiany rezystancji wyjściowej przy zmianie stszą sinusoidę.
Kondensatory zakresu w praktyce zupełnie nie przeszka- Nóżka 9 układu U4 wisi w powietrzu .
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33nF MKT dzają, a zmiana zakresu zrealizowana jest Oznacza to, że nóżka programująca nr 8 jest
C1A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,8nF MKT w wyjątkowo prosty sposób, z wykorzysta- nieczynna, a wykorzystywana jest nóżka 7.
C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330nF MKT niem jednoobwodowego przełącznika trzy- W prezentowanym rozwiązaniu obwód
C2A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF MKT pozycyjnego. Inaczej jest z wyjściem prze- regulacji częstotliwości jest dość rozbudowa-
C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,3nF MKT biegu prostokątnego. Sygnał ten ma stały po- ny, ale dzięki temu możliwe było uzyskanie
C3A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .820pF
C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/25V
C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22µF/25V
C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/40V
C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/40V
C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/16V
C9,C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF ceramiczny
C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220µF/16V
Półprzewodniki
D1-D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001...7
D5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LED ziel. 3mm
T1,T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC558
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL074
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM317
U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .UL1111 lub ULA111
U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .XR2206
Pozostałe
G1-G4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BNC
S1,S2 . . . . .przełącznik 3-pozycyjny jednoobwodowy
S3 . . . . . . .przełącznik 2-pozycyjny jednoobwodowy
TR1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TS2/56
obudowa Z1A
Naklejki samoprzylepne
Uwaga! Sznur sieciowy, gniazdo bezpiecznikowe,
wyłącznik, gniazda G1...G4 i pokrętła potencjometrów
nie wchodzą w skład kitu AVT-2495 i należy je zakupić
oddzielnie.
Komplet podzespołów z płytką jest
dostępny w sieci handlowej AVT jako
kit szkolny AVT-2495
Elektronika dla Wszystkich
15
Projekty AVT
logarytmicznych
(właściwie wykła-
dniczych) zmian
częstotliwości w za-
kresie ponad trzech
dekad przy linio-
wych zmianach na-
pięcia z potencjome-
tru P3.
Tranzystory U3A...
U3C z popularnego
niegdyś układu sca-
lonego UL1111 two-
rzÄ… najzwyczajniej-
sze lustro prÄ…dowe.
Zamiast układu sca-
lonego można tu wy-
korzystać dwa poje-
dyncze tranzystory,
jednak tranzystory
z jednej scalonej
struktury zapewniajÄ…
lepsze właściwości
termiczne. KluczowÄ…
rolÄ™ w zamianie na-
pięcia z liniowego
potencjometru P3 na
wykładnicze zmiany
prÄ…du odgrywa tran-
zystor T2. Wykorzy-
stuje siÄ™ tu znanÄ…
zależność liniowe
zmiany napięcia ba-
za-emiter wywołują
wykładnicze zmiany
prÄ…du emitera i ko-
lektora T2. Tranzy-
stor T1 kompensuje
cieplne zmiany na-
pięcia U tranzysto-
BE
ra T2. Układ można
też rozpatrywać jako
parę różnicową T1,
T2, gdzie zmiany
prądu kolektorów
zależą od zmian na-
pięć na bazach. Po-
tencjometr PR2 i re-
zystory R20, R21
umożliwiają dobór
zakresu regulacji.
Uproszczony sche-
mat tej części układu
pokazany jest na ry-
sunku 5. PrÄ…d Io
o wartości wyzna-
czonej przez R19
dzieli siÄ™ na dwa prÄ…-
dy: I1, I2. PrÄ…d I2
przepływa przez lu-
stro prÄ…dowe, co
oznacza, że w obwo-
dzie nóżki 7 płynie
prÄ…d w I2 , w przy-
Rys. 3 Schemat ideowy
bliżeniu równy prą-
Elektronika dla Wszystkich
16
U3
Projekty AVT
dowi I2. Napięcie z suwaka potencjometru niu urządzeń audio funkcja taka nie jest po- składowej stałej na wyjściu okaże się bardzo
P3 radykalnie zmniejszone przez dzielnik trzebna, bo na wejściach układów audio są pożyteczna. Dlatego nawet w wersji podsta-
R24, R18 decyduje o stosunku podziału prą- kondensatory, odcinające składową stałą. Je- wowej warto wykorzystać potencjometr P2.
du. Dzięki takiemu rozwiązaniu uzyskuje się śli ktoś planuje wykorzystywać generator tyl- Na podkreślenie zasługuje fakt, że zarów-
bardzo duże zmiany prÄ…du I2 od ok. 1µAdo ko do ukÅ‚adów audio, może nie montować no czÄ™stotliwość, jak i napiÄ™cie sÄ… zmieniane
ok. 3mA, szeroki zakres przestrajania, i co elementów P2 i R17. Rezystory R7, R8 oraz za pomocą napięć stałych, podawanych na
bardzo ważne, odwrotnie logarytmiczną za- wtórnik U1B dadzą na nóżce 3, a tym samym punkty B, C modułu. Dodatkowo, za pomocą
leżność prądu programującego od napięcia na wyjściu 2 napięcie spoczynkowe równe przekazników włączonych w miejsce prze-
z suwaka P3. W związku z tym w przyrzą- napięciu masy. Należy pamiętać, że od war- łączników S1, S2 można łatwo zmieniać za-
dzie w wersji podstawowej przewidziano tyl- tości R9 zależy amplituda przebiegu wyjścio- kresy częstotliwości i amplitudy. Ogromnie
ko trzy zakresy: 2Hz...2kHz, 20Hz, 20kHz wego. Standardowo należy montować R9 rozszerza to możliwości wykorzystania ukła-
oraz 200Hz...200kHz. Uzyskuje się je dołą- o wartości 22k&!. Jeśli potrzebna jest większa du. Do sterowania można na przykład wyko-
czając do nóżek 5, 6 generatora kondensato- amplituda, wartość R9 można śmiało zwięk- rzystać mikroprocesor lub komputer z prze-
ry C1...C3, C1A...C3A za pomocą zwykłego szyć do 47k&!. twornikiem C/A. Nawet gotowy generator
jednoobwodowego, trzypozycyjnego prze- W wielu przypadkach generator będzie można sterować w ten sposób przez dodatko-
łącznika S2. Takie proste rozwiązanie przyję- wykorzystywany do badania różnych niety- we gniazda G1, G3. W zależności od potrzeb
to tylko w celu zmniejszenia kosztów. Oczy- powych układów i wtedy możliwość regulacji trzeba wtedy dobrać rezystory R1 i R29.
wiście nic nie stoi na przeszkodzie, by zasto-
sować wielopozycyjny przełącznik obroto- Montaż i uruchomienie
wy, który będzie dołączał do generatora kon- Układ można zmontować na jednostronnej
densatory wyznaczające inne częstotliwości płytce drukowanej, pokazanej na rysunku 6.
maksymalne. Należy tylko się zastanowić, Montaż nie jest skomplikowany i poradzą so-
czy ma to sens w związku z wyjątkowo sze- bie z nim nawet mniej zaawansowani. Montaż
rokim zakresem regulacji częstotliwości, warto zacząć od elementów najmniejszych:
uzyskiwanym za pomocą potencjometru P3. zwór, rezystorów i diod, a następnie monto-
Czy nie lepiej pozostać przy trzech zakre- wać elementy coraz większe. W wersji podsta-
sach, a zastosować wieloobrotowy potencjo- wowej nie będą montowane elementy R1, R3,
metr P3, który umożliwi precyzyjne ustawie- PR1, R29 i gniazda G1, G3, na które przewi-
nie potrzebnej częstotliwości? dziano miejsce na płycie tylnej. Jeszcze przed
Jeśli ktoś zdecyduje się zwiększyć liczbę uruchomieniem układu warto zaplanować je-
zakresów i zechce też zmniejszyć zakres Rys. 4 go miejsce w przyszłej obudowie. Przewody
przestrajania w obrębie zakresu, powinien do potencjometrów i przełączników powinny
zwiększyć wartość R24 lub zmniejszyć R18. Rys. 5 być możliwie krótkie. W modelu płytkę umie-
Potencjometr P1 i współpracujący z nim szczono równolegle do płyty czołowej
wzmacniacz operacyjny U1A umożliwiają w odległości wyznaczonej przez potencjo-
regulację amplitudy przebiegu wyjściowego. metry i przełączniki patrz fotografie. Kto
Jak wspomniano, kostka XR2206 pozwala chce, może część płytki z transformatorem
regulować amplitudę w różny sposób. W pre- i prostownikiem odciąć i umocować od-
zentowanym układzie zmienia się ją za po- dzielnie. Szczególną uwagę należy zwrócić
mocą napięcia stałego, podawanego na nóżkę na przewody łączące przełącznik S2. Prze-
1. Taki sposób ma istotną zaletę pozwala wody te powinny być jak najkrótsze. Jeśli
nie tylko zdalnie regulować amplitudę, ale będą długie, w przebiegu wyjściowym mo-
i realizować modulację AM. że pojawić się szpilka , wynikająca z za-
Z suwaka potencjometru P1 na wzmac- kłóceń związanych z przełączaniem.
niacz odwracający z rezystorami R2, R5 po- Proponowany wygląd płyt czołowej
dawane jest napięcie dodatnie względem ma- i tylnej pokazuje rysunek 7 (skala 1:2).
sy. Na wyjściu wzmacniacza U1A uzyskuje
się napięcia ujemne. Przy zerowym napięciu Rys. 6 Schemat montażowy
na nóżce 1 (potencjał masy), amplitu-
da przebiegu wyjściowego jest równa
zeru. Czym większe jest ujemne na-
pięcie podawane na nóżkę 1, tym
większa amplituda przebiegu na wyj-
ściu 2. Potencjometr montażowy
PR1 umożliwia korekcję ewentual-
nych napięć niezrównoważenia
wzmacniacza operacyjnego
U1A i kostki U4. W wersji podstawo-
wej PR1 i R3 nie będą montowane,
a R4 można śmiało zastąpić zworą.
Potencjometr P2 umożliwia doda-
nie składowej stałej do przebiegu
prostokątnego i trójkątnego, inaczej
mówiąc, zmianę spoczynkowego na-
pięcia stałego na wyjściu. Przy bada-
Elektronika dla Wszystkich
17
Projekty AVT
Rysunki te, w skali 1:1 można znalezć przekraczał dopuszczalnej w katalogu wartości
na wkładce na stronie 83. Można je też 3mA. Przy okazji warto sprawdzić zakres re-
ściągnąć z naszej strony internetowej gulacji. Po skręceniu potencjometru P3 w dru-
(www.edw.com.pl). Wydrukowane lub gie skrajne położenie (punkt D zwarty do mi-
skserowane na samoprzylepnym papierze lub nusa zasilania ), prąd płynący przez miliampe-
folii pozwolÄ… w prosty sposób wykonać este- romierz powinien być mniejszy niż 3µA. Za-
tyczny przyrzÄ…d. pewne bÄ™dzie wynosiÅ‚ okoÅ‚o 1µA lub mniej.
Kit AVT-2495 zawiera obudowę typu Jeśli zakres regulacji okazałby się zbyt szeroki Rys. 8
Z1A oraz naklejki płyt czołowych, co znako- lub zbyt wąski, można śmiało zmieniać R24
micie ułatwi zbudowanie eleganckiego urzą- w zakresie 10k&!...10M&!. Przebieg sinusoidalny pozwala bardzo ła-
dzenia. Montaż nie powinien sprawić trud- Układ prawidłowo zmontowany ze spraw- two sprawdzić charakterystykę częstotliwo-
ności. Należy zwrócić uwagę, by nie uszko- nych elementów powinien od razu pracować ściową. Warto pamiętać, że zwykle punktem
dzić i nie pobrudzić papierowych naklejek po włożeniu układu U4 do podstawki. Na ko- odniesienia jest wzmocnienie dla częstotli-
na płyty czołowe. Po ich naklejeniu, a przed niec trzeba jeszcze odpowiednio ustawić po- wości 1kHz. Częstotliwości graniczne to te,
wierceniem otworów warto je polakierować tencjometry montażowe PR3 i PR4. W zasa- przy których sygnał wyjściowy zmniejszy się
bezbarwnym lakierem w sprayu. dzie potrzebny jest do tego oscyloskop i mier- o trzy decybele, czyli ze 100% do 71%.
Przebieg trójkątny pozwala ocenić linio-
wość i zakres użytecznych amplitud. Nie spo-
sób wprawdzie za jego pomocą określić współ-
czynnika zniekształceń nieliniowych rzędu 0,1
czy nawet 1% można jednak uzyskać ważną
informacjÄ™ jaki jest maksymalny niezniek-
ształcony sygnał wyjściowy. Przy zwiększaniu
amplitudy wierzchołki zostaną w końcu obcię-
te. Przebiegi zazwyczaj będą wyglądać mniej
więcej tak, jak na rysunku 10. Wtedy bardzo
łatwo można określić maksymalną amplitudę,
a w przypadku wzmacniaczy mocy maksy-
malną oddawaną moc. Oczywiście przy po-
miarze wzmacniacza mocy, wyjście należy ob-
ciążyć, najlepiej głośnikiem, który będzie
z nim współpracował, ewentualnie rezystorem
4&! lub 8&! o odpowiedniej mocy.
Przebieg prostokątny dostępny jest na
oddzielnym wyjściu i ma stałą wielkość
poziomy odpowiadają sygnałowi logicznemu
TTL. Przy badaniu układów audio za pomocą
Rys. 7 skala 1:2 prostokąta trzeba będzie obniżyć amplitudę
nik zniekształceń nieliniowych. Przełącznik przebiegu. Jest to bardzo łatwe ze względu
Wykonawca powinien jednak oddzielnie za- S2 należy ustawić na zakresie 20Hz...20kHz na specyficzną budowę wyjścia wystarczy
kupić sznur sieciowy, ewentualne gniazdo bez- i za pomocą P3 uzyskać częstotliwość około pojedynczy rezystor Rx (1&!...10k&!) włączo-
piecznikowe, bezpiecznik, gniazda BNC (lub 1kHz. Potencjometry PR3 i PR4 wyregulować ny według rysunku 11. Przebieg wyjściowy
inne) i pokrętła potencjometrów. Prezentowany na minimum zniekształceń nieliniowych prze- przyniesie wiele ważnych informacji, między
model nie zawiera wyłącznika sieciowego, bo biegu sinusoidalnego (około 0,5% lub lepiej). innymi o skłonności do samowzbudzenia. Te-
jest przeznaczony do laboratorium, gdzie wszy- Kto nie ma miernika zniekształceń, a jedy- mat sprawdzania właściwości wzmacniaczy
stkie przyrządy są dołączone do listwy zasilają- nie oscyloskop, może wyregulować potencjo- z wykorzystaniem generatora funkcyjnego
cej z wyłącznikiem. W razie potrzeby odpowie- metry, by uzyskać przebieg jak najbar-
dni wyłącznik zasilania można zamontować dziej podobny do sinusoidy pokazanej
z tyłu, obok gniazda bezpiecznikowego. na rysunku 8. Po takiej regulacji na
Układ warto uruchamiać i regulować oko zniekształcenia nie powinny być
stopniowo. Przed włożeniem w podstawki większe niż 1...1,5%.
kostek U1, U3, U4 warto sprawdzić napięcie W skrajnym przypadku, przy braku
zasilające na kondensatorze C4. Powinno oscyloskopu i miernika zniekształceń
wynosić 15Vą0,75V. nieliniowych potencjometr PR3 należy
Po włożeniu do podstawek U1, U3, ale ustawić w środkowym położeniu (moż-
przed włożeniem generatora U4 należy ko- na go też nie montować skutek będzie jedna- Rys. 9
niecznie wyregulować PR2. W tym celu nale- kowy), a w miejsce PR4 wlutować rezystor
ży włączyć miliamperomierz między nóżki 4, stały 390&!. Zniekształcenia nie powinny Rys. 10
7 podstawki pod generator U4, czyli między przekraczać 2,5%.
dodatni biegun zasilania a wyjście zródła prą-
dowego. Po podaniu na punkt D dodatniego Wykorzystanie generatora
napięcia zasilania należy za pomocą PR2 usta- Opisany uniwersalny generator znajdzie wiele
wić prąd płynący przez miliamperomierz rów- różnorodnych zastosowań. Przy pomiarach
ny 3mA. Chodzi o to, by maksymalny prąd różnych urządzeń audio układ pomiarowy z re-
programujący, płynący przez końcówkę 7 nie guły zestawiony będzie według rysunku 9.
Elektronika dla Wszystkich
18
Projekty AVT
i oscyloskopu był szeroko omówiony w arty- nej stromości. Czasy narastania i opa-
kule Generator funkcji w praktyce zamie- dania są rzędu kilkudziesięciu nanose-
szczonym w EdW 6/97 na stronie 63...68. kund, o ile tylko do wyjścia tego nie
Przebieg prostokątny ma zbocza o znacz- jest podłączona znaczna pojemność.
Trzeba pamiętać, że metr kabla ekrano-
wanego czy współosiowego może mieć
pojemność do 100pF. Ze względu na
znaczną rezystancję wyjściową tego
wyjścia, w przypadkach, gdzie wymagana Rys. 14
jest duża stromość zboczy, przewody łączące
z układem badanym powinny być możliwie zasilanymi napięciami 9...18V, należy dopa-
krótkie (nie dłuższe niż 50cm). sować poziomy logiczne do napięcia zasila-
Jeśli generator miałby współpracować nia. Można do tego celu wykorzystać na
z układami cyfrowymi rodziny CMOS4000 przykład prosty sposób z rysunku 12 (rezy-
Rys. 11 stor w obwodzie bazy nie jest konieczny).
W praktyce często potrzebne są przebiegi
Rys. 12 Rys. 13 o małym i bardzo małym współczynniku wy-
pełnienia. W takim przypadku można zasto-
sować prosty układ z rysunku 13.
Potencjometr P2 (DC offset) reguluje na-
pięcie stałe na wyjściu G2 i umożliwia łatwe
uzyskanie przebiegu prostokÄ…tnego o regulo-
wanym współczynniku wypełnienia przy-
kład pokazany jest na rysunku 14.
Piotr Górecki
Elektronika dla Wszystkich
19
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Językoznawstwo ogólne generatywizm 2faq generalL Enthalpy general S09Die 3 Generation Halts MaulgeneratorŚrodowa Audiencja Generalna Radio Maryja, 2011 03 09general training example writing 6 10GeneralEThird generation EUCLIDES concentrator resultsmini generator szumuGeneralWTukanas Hits Generator Portable N2KMaster Licensewięcej podobnych podstron