Схемы генераторов низких частот

Общая структурная схема генератора низких частот (НЧ)

В практике эксплуатации радиоэлектронных устройств часто воз­никает необходимость исследовать реакцию какого-либо устройства при воздействии на его вход сигнала, имеющего заданные характеристики. В качестве источников таких сигналов используют измерительные ге­нераторы (ИГ).

Измерительные генераторы (ИГ) – источники, вырабатывающие стабильные сигналы с известными параметрами, частотой, напряжением (мощностью) и формой. Измерительные генераторы обладают высокой точностью установки и стабильностью, а также возможностью регулировки параметров выходного сигнала. Их применяют при настройке измерительной и радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники, градуировке приборов. С помощью ИГ снимают амплитудные, амплитудно-частотные и переходные характеристики четырехполюсников, определяют их коэффициенты передачи; питают различные измерительные устройства, построенные на резонансных и мостовых методах.

ИГ классифицируются по следующим признакам:

1.По диапазону генерируемых частот измерительные генераторы делятся на генераторы:

низких частот (с диапазоном вырабатываемых частот от 20 Гц до 200 кГц)

высоких частот (с диапазоном вырабатываемых частот от 200 кГц до 300 МГц)

сверхвысоких частот (с диапазоном вырабатываемых частот свыше 300 МГц)

2.По форме вырабатывае­мых колебаний они делятся на:

генераторы синусоидальных коле­баний,

генераторы шумовых сигналов и

генераторы сигналов специальной формы.

Генераторы синусоидаль­ных колебаний делятся на:

генераторы сигналов и

генераторы стандартных сигналов, которые отличаются более высокими техническими характеристиками и возможностью получения очень малых величин напряжений.

генераторы качающейся частоты (свипгенераторы).

По виду настройки частоты:

с плавной настройкой (плавным изменением генерируемой частоты)

с фиксированной настройкой (на одну или несколько постоянных частот). Изменение частоты может выполняться ручным или автоматическим способом.

К НЧ генераторам относятся:

генераторы основных колебаний RC-типа (с элементами R и C),

генераторы основных колебаний LC – типа (с контуром LC);

генераторы на биениях, у которых рабочая выходная частота определяется разностью между частотами, получаемыми от двух высокочастотных генераторов.

К ВЧ генераторам с диапазоном вырабатываемых частот (свыше 300 кГц) относят генераторы с кварцевой стабилизацией частоты.

Генераторы низких частот

Рассмотрим общую структурную схему генератора низких частот (НЧ).

Рисунок – Структурная схема измерительного генератора НЧ

Задающий генератор (ЗГ) предназначен для формирования сигналов с определенной частотой и формой. Представляет собой автогенератор периодических сигналов, и служит для преобразования энергии источника питания в энергию электромагнитных колебаний.

В зависимости от схемы задающего генератора (ЗГ) генераторы низких частот делятся на гене­раторы LC и RC-типа.

После задающего генератора включается усилитель, который предназначен для создания необходимой мощности на нагрузке во всем диапазоне вырабатываемых частот.

Выходное напряжение усилителя изменяется от нуля до максимума при помощи потен­циометра, включенного на его входе.

Напряжение на выходе усилителя изме­ряется электронным вольтметром, а затем поступает на выходное устройство, которое состоит из аттенюатора и согласующего трансформатора.

Аттенюатор (делитель напряжения) предназначен для ослабления выходного сигнала, т.е. для установки нужной величины выходного напряжения.

Согласующий трансформатор предназначен для изменения выходного сопротивления прибора, т.е. для согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением нагрузки. От схемы выходного устройства зависит выходное сопротивление прибора.

Блок питания преобразует напряжение сети переменного тока в напряжение постоянного тока и обеспечивает питание всех блоков генератора.

Генератор НЧ радиолюбителя-конструктора

Генератор НЧ является одним из самых необходимых приборов в радиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты. Генератор НЧ может быть источником НЧ сигнала, необходимого для работы других приборов ( измерительных мостов, модуляторов и др. ).
Желательно чтобы генератор вырабатывал не только синусоидальное, но и прямоугольное напряжение, логического уровня, скважность и амплитуду которого можно регулировать.


Принципиальная схема генератора показана на Рис.1 . Схема состоит из низкочастотного синусоидального генератора на операционном усилителе А1 и формирователя прямоугольных импульсов на микросхеме D1.
Схема синусоидального генератора традиционная. Операционный усилитель, при помощи положительной обратной связи ( С1-С3, R3, R4, R5, C4-C6 ) выполненной по схеме моста Винна, приведён в режим генерации. Избыточная глубина положительной обратной связи, приводящая к искажению выходного синусоидального сигнала, компенсируется отрицательной ОС R1-R2. Причём R1 подстроечный, чтобы с его помощью можно было установить величину ОС такой, при которой на выходе операционного усилителя неискажённый синусоидальный сигнал наибольшей амплитуды.

Лампа накаливания включена на выходе ОУ в его цепи обратной связи. Вместе с резистором R16 лампа образует делитель напряжения, коэффициент деления которого зависит от протекающего через него тока ( лампа Н1 выполняет функции терморезистора, увеличивая своё сопротивление от нагрева, вызванного протекающим током ).
Частота устанавливается двумя органами управления, – переключателем S1 выбирают один из трёх поддиапазонов «20-200 Гц», «200-2000 Гц» и «2000-20000 Гц». Реально диапазоны немного шире и частично перекрывают друг друга. Плавная настройка частоты производится сдвоенным переменным резистором R5. Желательно чтобы резистор был с линейным законом изменения сопротивления. Сопротивления и законы изменения составных частей R5 должны быть строго одинаковыми, поэтому применение самодельных сдвоенных резисторов ( сделанных из двух одиночных ) недопустимо. От точности равенства сопротивлений R5 сильно зависит коэффициент нелинейных искажений синусоидального сигнала.
На оси переменного резистора закреплена ручка со стрелкой и простая шкала для установки частоты. Для точной установки частоты используют цифровой частотомер.
Выходное напряжение плавно регулируют переменным резистором R6. С этого резистора поступает НЧ напряжение на милливольтметр, чтобы можно было установить необходимое выходное напряжение. Понизить установленное значение в 10 и 100 раз можно при помощи аттенюатора на резисторах R12-R14.
Максимальное выходное напряжение НЧ генератора 1,0V.
Для формирования импульсов служит ключ на транзисторе VT2 и три логических элемента на микросхеме D1. Выходной уровень КМОП логики.
Транзистор VT2 включён по схеме ключа. Это значит, что при достижении на эго базе напряжения определённого уровня он лавинообразно открывается. На базу транзистора переменное напряжение с выхода генератора подаётся через делитель R9-R10. При помощи R9 можно установить величину минимального напряжения, при котором открывается VT2. Благодаря диоду VD1, который создаёт на эмиттере транзистора небольшое отрицательное напряжение смещения, этот порог можно устанавливать от 0,1 до 1V. То есть, до максимального значения выходного напряжения генератора. В зависимости от того, как установлен этот порок, транзистор VT2 будет открываться и закрываться на определённых участках положительной полуволны низкочастотного напряжения. И от этого будет зависеть ширина импульсов, возникающих на коллекторе транзистора. Окончательно прямоугольную форму импульсам предают элементы микросхемы D1. С гнёзд Х4 и Х5 можно снимать противофазные импульсы.

Регулируют амплитуду выходных прямоугольных импульсов изменяя напряжение питания микросхемы D1 в пределах от 9,5 до 3,5V. Регулятор напряжения выполнен на транзисторе VT1.
Выключают генератор тумблером на два положения S2, отключающим генератор от источника двуполярного напряжения ±10V.


Большинство деталей расположено на печатной плате рис.2 . ( 110 х 42 мм ). Плата устанавливается в корпус перпендикулярно передней панели. Все регуляторы-резисторы, переключатели и разъёмы расположены на передней панели. Многие детали ( на Рис.2 ) смонтированы на их выводах.
Переключатель S1 галетный на три направления. Используется только два направления. Выключатель S2 – тумблер на два направления. Все разъёмы типа «Азия» от видеотехники. Дроссели L1 и L2 – от модулей цветности старых телевизоров УСЦТ, но можно использовать любые дроссели индуктивностью не менее 30 мкГн. Лампа накаливания Н1 – индикаторная с гибкими проволочными выводами ( похожа на светодиод ), на напряжение 6,3V и ток 20 mA. Можно использовать и другую лампу на напряжение 2,5-13,5V и ток не более 0,1А.

Налаживать генератор желательно используя частотомер и осциллограф. В этом случае, подстройкой резистора R1 добиваются максимального и неискажённого переменного синусоидального напряжения на выходе генератора, во всём диапазоне частот ( это, обычно, соответствует величине выходного переменного напряжения 1V ). Затем, более точным подбором R4 и R3 ( эти сопротивления должны быть одинаковы ) устанавливают диапазоны перестройки частоты. Если используются недостаточно точные конденсаторы С1-С6 может понадобиться их подбор или включение параллельно им «достроечных» конденсаторов меньшей ёмкости.
Если нет осциллографа, настроить генератор с удовлетворительным качеством можно и при помощи милливольтметра переменного тока. Нужно установить R6 в положение максимального выходного напряжения ( вверх по схеме ), подключить милливольтметр в Х1 и подстроить R1 так, чтобы милливольтметр показывал где-то 0,8 – 1,1V во всём частотном диапазоне. автор Иванов А .

источник: ” РАДИОКОНСТРУКТОР “, 3 – 2007, стр. 14-17

Читайте также  Схемы возбуждения дизель генераторов

Схемы генераторов низких частот

МЫР-Р-Р.
Кто ищет, тот не всегда находит.
Особенно — меня, да ещё — в тёмной комнате.
Особенно, если я там напрочь отсутствую.
Ежели искать нечто другое, то и результат, само-собой, возможно, будет другим?
По поводу генерации.
Я, лично, гененрирую разные сигналя в зависимости от многих факторов. Как внутренних, так и внешних.
Вот таким вот образом, например:
М-р-р-ЯУ.

АНТОЛОГИЯ "ГЕНЕРАТОРЫ НЧ и ЧАСТОТОМЕРЫ"

по материалам журналов "РАДИО" 1955-2013 гг

Я не преследую цель создать некую библиотеку схем генераторов НЧ и частотомеров. Моя задача — показать ТЕНДЕНЦИЮ.
Переворошив свою коллекцию журналов РАДИО (1955 -2013), я хотел показать, как с течением времени менялся интерес к данной теме, и как часто схемы данных устройств появлялись на страницах журнала.
Конечно, сейчас всё обстоит несколько иначе: хочешь иметь — покупай. Были бы деньги.
Но в иные времена умельцы делали не только отдельные устройства, но целые измерительные комплексы.

1955
№3, с.25, Генераторы на кристаллических триодах

№6, с.43, Узкополосный фильтр – звуковой генератор

1956
№11, с.50, Генератор звуковой частоты

1958
№9, с.52, Частотомер

№11, с.54, Широкодиапазонный RC-генератор

1960
№9, с.47, Широкодиапазонный RC-генератор дискретных частот

1961
№5, с.47, Звуковой генератор

№5, с.49, Генератор фиксированных частот

1962
№9, с.49, Звуковой генератор на транзисторах

№12, с.22, Частотомер НЧ

1964
№6, с.51, RC-генератор

1965
№11, с.65, Звуковой генератор на транзисторах

1966
№4, с.53, Портативный генератор НЧ

№12, с.50, Комбинированный низкочастотный прибор

1968
№2, с.52, Комбинированный генератор ВЧ и НЧ

№5, с.57, Генератор НЧ на одной лампе (аналог – 6Н2П)

№10, с.58, Генератор ПЧ и НЧ

№10, с.62, Генератор RC

1969
№2, с.51, Транзисторный частотомер

№4, с.29, Звуковой генератор

№9, с.51, Транзисторный частотомер

1970
№4, с.60, Универсальный генератор НЧ

1971
№1, с.40, Звуковой генератор на полевом транзисторе

№2, с.34, Генератор низких частот

№3, с.60, Широкодиапазонный RC-гененратор

№8, с.60, Широкодиапазонный RC-гененратор

1972
№4, с.38, Генератор-частотомер

№4, с.46, Генератор НЧ

№5, с.59, Транзисторный частотомер

1973
№1, с.42, RC-генератор

№2, с.41, RC-генератор с электронной перестройкой

1974
№3, с.52, Низкочастотный генератор качающейся частоты

№4, с.45, RC-генератор с электронной настройкой

№5, с.59, RC-генератор с малыми нелинейными искажениями

№6, с.49, Электронный частотомер

№8, с.45, Простой генератор сигналов

№9, с.53, Частотомер с линейной шкалой

№10, с.49, Генератор сигналов звуковой и ультразвуковой частоты

№10, с.52, Звуковой генератор

1975
№8, с.48, Низкочастотный генератор на микросхеме К1УС181Д

№12, с.40, Частотомер на интегральных микросхемах

1976
№2, с.47, Низкочастотный генератор

№5, с.45, Генератор-частотомер на микросхемах

№11, с.59, Генератор на микросхемах

1977
№3, с.40, Цифровой частотомер (схема довольно большая и сложная)
1978
№11, с.28, Простой генератор НЧ и ВЧ

1979
№4, с.58, RC-генератор с емкостной настройкой

№8, с.56, Аналоговый частотомер

1980
№5, с.40, Миниатюрный вольтметр-частотомер

№8, с.47, RC-генератор

1981
№5-6, с.68, Низкочастотный функциональный генератор

№10, с.44, Цифровой частотомер

1982
№8, с.47, Звуковой генератор

1983
№3, с.58, Низкочастотный функциональный генератор

№4, с.48, Генератор без катушки индуктивности

1986
№2, с.42, Генератор звуковой частоты

№9, с.46, RC-генератор с цифровым управлением и отсчётом

1987
№1, с.56, Широкодиапазонный функциональный генератор

№2, с.60, Генератор сигналов звуковой частоты

№6, с.48, Функциональный генератор на одном ОУ

1988
№10, с.50, Генератор ЗЧ (начало)

№11, с.52, Генератор ЗЧ (окончание)

1989
№5, с.67, Генератор сигналов ЗЧ

№8, с.76, Стабильный генератор синусоидального напряжения

№11, с.61, Генератор на цифровой микросхеме

1992
№6, с.44, Несложный функциональный генератор

1994
№4, с.28, Генератор ЗЧ

2002
№2, с.54, Функциональный генератор с электронной перестройкой частоты

№4, с.52, Генератор ЗЧ на микросхеме К174УН7

Лабораторный генератор низкой частоты

Генераторы ВЧ, НЧ

Низкочастотный генератор синусоидального сигнала – очень важный прибор в лаборатории любого радиолюбителя. Возможно, такой уже есть у всех. Но все же хочу познакомить читателей журнала со своим генератором.

generator-nizkoj-chastoty-shema

Генератор выполнен в виде самостоятельного прибора, питающегося от электросети. Но шкала у него сделана лишь приблизительная – нарисована перманентным маркером прямо на корпусе прибора вокруг переменного резистора, которым частота регулируется.

Для точной установки частоты используется другой самостоятельный прибор – частотомер на основе платы ARDUINO UNO, кстати, выполненный в таком же корпусе. Что касается корпуса, еще в нулевых годах на нашем предприятии как-то раз обновляли компьютерное оборудование и тогда в утиль пошли четыре механических переключателей принтеров «Data transfer switch» (так на них написано). Они древние, еще с тех лет как была Windows 3.11.

В металлических корпусах размерами 150x60x10 см. В общем, очень удобный размер для самодельных приборов. Тогда мне досталось четыре таких. В одном сейчас частотомер на Arduino, в другом регулируемый блок питания, в третьем генератор ВЧ, в четвертом – этот самый генератор НЧ. Схема генератора НЧ показана на рисунке, здесь приводимом. Схема построена на операционном усилителе А1. Это генератор синусоидального сигнала, перестраиваемый по частоте сдвоенным переменным резистором R17 в четырех диапазонах генерации частоты 10-100 кГц, 1-10 кГц, 100-1000 Гц, 10-100 Гц.

Схема построена с мостом Винна в цепи положительной обратной связи операционного усилителя. Сдвоенный переменный резистор регулирует R-составляющую этого моста. С-составляющая состоит из восьми конденсаторов С1-С8, переключаемых галетным переключателем S1 при смене диапазона генерации. А стабилизация коэффициента передачи ОУ выполняется по цепи ООС усилителя с помощью встречно-параллельно включенных диодов VD1, VD2 и резистора R1. Подбором сопротивления этого резистора при налаживании генератора выставляется правильная синусоида на выходе генератора (с минимальными искажениями).

С выхода операционного усилителя генерируемый сигнал поступает на два выхода – разъемы Х1 и Х2. Основным выходом, с которого сигнал подают на исследуемую схему, является разъем Х1. Величину напряжения НЧ на нем можно регулировать переменным резистором R6. И, при необходимости, дополнить еще и делителем на резисторах. Но у меня делителя нет, когда мне нужно получить малый сигнал я на месте паяю делитель на двух резисторах с нужным в данном случае коэффициентом деления.

Второй выход на разъем Х2 служит для контроля частоты при помощи внешнего самостоятельного частотомера. Этот выход не регулируется по амплитуде сигнала. Операционный усилитель питается двух-полярным напряжением около 12V. Для получения этого напряжения используется маломощный силовой трансформатор Т1, предположительно китайского производства. Он при включении первичной обмотки в сеть 220V на вторичной выдает на холостом ходу переменное напряжение 9V.

Обмотка одна, и для получения двух одинаковых по модулю, но разных по значению напряжений используется схема выпрямителя на двух диодах VD3 и VD4 и двух конденсаторах С9 и СЮ. Фактически, это два разных однополупериодных выпрямителя, получающих переменное напряжение от одного источника, – вторичной обмотки трансформатора Т1. Диод VD3 выпрямляет положительную полуволну, а диод VD4 – отрицательную. Так как в электросети переменное напряжение синусоидальное и полуволны симметричные, то на конденсаторах С9 и СЮ выделяются равные по модулю напряжения, но противоположные по полярности.

Читайте также  Трансмиссия газ 33086 схема

Вот этим двухполярным напряжением и питается операционный усилитель. Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 16V. Операционный усилитель К140УД608 можно заменить практически любым операционным усилителем общего назначения, например, К140УД6, К140УД7, К140УД708 и др., включая импортные аналоги. Монтаж сделан без применения печатной платы, даже без макетной платы.

Хотя, сначала была мысль собрать на макетке. В передней панели выше указанного металлического корпуса были просверлены необходимые отверстия и установлены все переменные резисторы, разъемы, переключатель и выключатель питания. Трансформатор привинчен на нижней части корпуса. После монтажа конденсаторов прямо на контакты переключателя S1 стало ясно, что удобно будет все собрать «на весу», без каких- либо печатных или других плат.

Схемы генераторов низких частот

Александр Журенков, г. Запорожье
В статье подробно описана конструкция функционального генератора прямоугольных, треугольных и синусоидальных сигналов, предназначенного для проверки и настройки: электронных устройств бытовой техники, импульсных блоков питания, резонансных цепей электрических схем и аналогичной техники.

Лабораторный генератор НЧ

Кривенко Р.Ю.
Низкочастотный генератор синусоидального сигнала — очень важный прибор в лаборатории любого радиолюбителя. Возможно, такой уже есть у всех. Но все же хочу познакомить читателей журнала со своим генератором. Генератор выполнен в виде самостоятельного прибора, питающегося от электросети. Но шкала у него сделана лишь приблизительная — нарисована перманентным маркером прямо на корпусе прибора вокруг переменного резистора, которым частота регулируется. Для точной установки частоты используется другой самостоятельный прибор — частотомер на основе платы ARDUINO UNO, кстати, выполненный в таком же корпусе.

Низкочастотный генератор для радиолюбительской лаборатории

Иванов А.
Низкочастотный генератор является одним из необходимейших приборов в радиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты. Генератор НЧ может быть источником НЧ сигнала, необходимого для работы других приборов (измерительных мостов, модуляторов и др.).

ЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР

Горчу к Н.В.
Речь идет не генераторе сигналов звуковой частоты, а именно о звуковом генераторе, -воспроизводящем звук. Причем, в весьма широком диапазоне частот — от 60 Hz до 20kHz (частота регулируется переменным резистором), используя в качестве звукоизлучателя подключенный на его выходе широкополосной динамик.
Зачем такой прибор может понадобиться? Например, для проверки микрофонов, или экспериментов с различными акустическими датчиками, чтобы в реальных условиях как они реагируют на звуки разных частот.

ГЕНЕРАТОР НЧ ДЛЯ РЕМОНТА АКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Греков П.А.
Низкочастотный генератор является одним из необходимых приборов в радиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты. Генератор НЧ может быть источником НЧ сигнала, необходимого для работы других приборов (измерительных мостов, модуляторов и др.). Очень часто генератор НЧ используют при ремонте аудиотехники, но с его помощью сложно тестировать и ремонтировать пассивные акустические системы, так как для работы с генератором в паре требуется достаточно мощный УНЧ, сигнал с выхода которого подается на тестируемую акустическую систему.

Функциональный генератор

А.Н. Алексенцев, Р.В. Проць, г. Львов
В этой статье авторы предлагают две схемы низкочастотных функциональных генераторов, которые обладают близкими техническими характеристиками и отличаются схемными решениями отдельных функциональных узлов. При повторении конструкций можно выбрать любую из схем или такую комбинацию функциональных узлов этих схем, которая максимально удовлетворит предъявляемые к генератору требования.

Карманный плеер в роли генератора сигналов

А. Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Если вам для тестирования и настройки звуковоспроизводящих устройств потребовался генератор испытательных сигналов, то совсем не обязательно собирать сложное электронное устройство. Для этих целей можно воспользоваться карманным Flash плеером, в память которого можно записать сотни и тысячи испытательных сигналов различной формы, а помимо них, и реальные звуковые музыкальные композиции для субъективной оценки качества звучания звуковоспроизводящей аппаратуры.
Для использования в таком качестве подойдет любой карманный плеер средней и высокой ценовой категории с напряжением питания не ниже 3 В, имеющий на выходе для подключения стереонаушников хорошее качество звучания.

Простой НЧ генератор с переключаемой функцией выходных сигналов

Подготовил ЕЛ. Яковлев, г. Ужгород
При многих видах радиотехнических экспериментов и ремонте РТО очень часто требуются генераторы сигналов не только синусоидальной формы, но и другой, например, прямоугольной. В чешском журнале «Amaterske RADIO» [1] было дано описание такого устройства. Схема была выполнена на широко распространенных радиокомпонентах, поэтому она может заинтересовать и отечественных радиолюбителей.

Компактный генератор звуковой частоты

Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Для конструирования и ремонта различной звуковоспроизводящей аппаратуры в числе различных измерительных и вспомогательных приборов желательно иметь генератор сигналов звуковых частот. Нередко такие генераторы, как промышленного изготовления (например, ГЗ-35, ГЗ-102), так и радиолюбительские, имеют большие габариты и вес, что в некоторых случаях создает неудобства, например, если генератор нужно перенести в другой кабинет или найти ему место на небольшом монтажном столе, школьной парте.

Ремонт выходного усилителя ГЗ-36

С.А. Елкин г. Житомир
Электрическая схема ГЗ-36 привлекает своей простотой, а конструкция — малыми габаритами и вполне приличными метрологическими параметрами.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: