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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Gerador de função de ampla gama. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição Tendo decidido construir um gerador de medição para um laboratório doméstico, os radioamadores recentemente optaram cada vez mais por um sistema de relaxamento fechado composto por um integrador e um comparador. Isso é explicado pelo fato de que tais geradores, via de regra, são mais fáceis de fabricar do que os geradores de sinais senoidais, e suas capacidades são muito mais amplas. No entanto, ao usar amplificadores operacionais da série amplamente utilizada (K140, K153, K553, etc.), não é possível obter uma alta taxa de variação da tensão de saída do integrador e um tempo de "resposta" curto do comparador, portanto, o valor superior a frequência de corte da maioria dos geradores descritos na literatura de rádio amador não excede 10...20 kHz.
No dispositivo levado ao conhecimento dos radioamadores, o K574UD1B OU é usado como integrador (a taxa de aumento da tensão de saída é de 50 V / μs, a frequência de ganho unitário é de 10 MHz) e o comparador é feito nos elementos do Microcircuito K155LA3 (tempo de atraso - não mais que 30 ... 40 ns) . Isso possibilitou expandir a faixa de frequências geradas até 1 MHz. O gerador gera tensões retangulares, triangulares e senoidais, bem como pulsos retangulares com níveis TTL e duração ajustável de 0,5 µs a 1200 ms. A tensão de saída pode ser alterada dentro de 0...1 V. O coeficiente harmônico do sinal senoidal não é superior a 1,5%. A impedância de saída do gerador é de cerca de 100 ohms. Além do integrador já nomeado (op amp DA1) e comparador (DD1), o gerador inclui um seguidor de emissor (VT1), um gerador de tensão senoidal (VT2), um amplificador de escala (op amp DA2, VT7), um estágio de buffer (VT4, DD2.1). Flip-flop RS (DD2.2, DD2.3). dois vibradores individuais (DD3.1, DD3.2) e três reguladores de tensão de transistor (VT3, VT5, VT6). O dispositivo é alimentado por uma fonte de tensão bipolar estabilizada ± 12 V. A corrente consumida de uma fonte de tensão positiva não é superior a 180 mA, negativa - 80 mA. Pulsos retangulares da saída do comparador (pino 6 do elemento DD1.2) são enviados para a entrada inversora do integrador no amplificador operacional DA1. Na saída deste último, é gerada uma tensão triangular, que controla o comparador através do seguidor de emissor no transistor VT1. Com a chave SA1, a frequência de oscilação é alterada aproximadamente, com um resistor variável R1 - suavemente. O resistor trimmer R16 serve para definir a amplitude e R17 - o componente constante da tensão triangular. O modo de operação necessário do comparador é garantido aplicando ao pino 7 (comum) do microcircuito DD1 uma tensão de -2 V da saída do estabilizador no transistor VT3 e ao pino 14 - uma tensão de +3,2 V da saída do estabilizador no transistor VT5. As oscilações triangulares do emissor do transistor VT1 entram na cascata, feitas no transistor de efeito de campo VT2, onde uma tensão senoidal é formada a partir delas. Da fonte do transistor, um sinal senoidal é alimentado para a seção de chave SA2.2. Aqui - através dos resistores R18 e R22 - são fornecidas tensões triangulares e retangulares, obtidas respectivamente do emissor do transistor VT1 e da saída do elemento comparador DD1.2. O sinal selecionado pela chave SA2 (sua amplitude é regulada por um resistor variável R27) é amplificado por um amplificador de escala feito no amplificador operacional DA2 e no transistor VT7, e vai para o atenuador de passo - o divisor de tensão R24-R26 e dele - através da seção do interruptor SA3.2 e do resistor R32 - para o soquete de saída XS1. Pulsos retangulares com um nível TTL são alimentados para a seção de comutação SA3.2 da saída do estágio de buffer, montado no transistor VT4 e no elemento DD2.1. Eles também executam o único vibrador DD3.1, conectado à saída do dispositivo na segunda e terceira (topo) posições do interruptor. A duração dos pulsos é controlada trocando os capacitores C9-C12 e alterando a resistência do resistor variável R3 do circuito de temporização. O segundo vibrador único do microcircuito DD3 é usado no formador de pulsos únicos (ele é conectado à saída do dispositivo na quarta e quinta posições da chave SA3). Quando o botão SB1 é pressionado, o gatilho RS nos elementos DD2.2, DD2.3 muda de estado e, com uma queda positiva na tensão de saída, inicia o vibrador individual DD3.2. Como no caso anterior, a duração do pulso necessária é definida pela chave SA2.1 e pelo resistor R3. O dispositivo oferece a capacidade de usar quedas de tensão nas saídas do gatilho RS como um sinal de saída quando o botão SB1 é pressionado (a sexta e a sétima posições da chave SA3). A configuração do gerador começa com o balanceamento do amplificador de escala (DA2, VT7). Para fazer isso, os interruptores SA1-SA3 são colocados respectivamente nas posições "0,1 ... 1 kHz", "30 ... 1200 ms" e "1: 1", ligue a energia e o resistor de compensação R31 atinge zero tensão na tomada de saída XS1. Em seguida, com um resistor trimmer R19, uma tensão de -7 V é definida no pino 1 do microcircuito DD2. E com um resistor trimmer R33, é definida uma tensão de +3,2 V em seu pino 14. Depois disso, um osciloscópio é conectado à saída do dispositivo, o interruptor SA2 é colocado na posição superior (conforme o diagrama) e os mesmos resistores de ajuste R19, R33 garantem que os pulsos retangulares na tela do osciloscópio se tornem simétricos (em relação ao nível 0). Em seguida, a chave SA2 é colocada na segunda posição (superior) e, movendo o controle deslizante do resistor R1 para a posição inferior (conforme o diagrama), o sinal triangular é balanceado com um resistor de ajuste R6. A simetria deste último não deve ser violada quando o controle deslizante do resistor R1 é movido para outra posição extrema. A ausência de um componente constante deste sinal é alcançada por um resistor de ajuste R17. A distorção não linear da tensão senoidal é minimizada pelo resistor trimmer R16 ajustando a chave SA2 para a terceira posição. Depois disso, o motor do resistor variável R27 é transferido para a posição superior (de acordo com o esquema) e o resistor R29 é selecionado até que uma tensão de 1V seja obtida na saída do dispositivo. As mesmas tensões de formas retangulares e triangulares são obtidas selecionando os resistores R22 e R18. Em conclusão, o capacitor C8 é selecionado até que a frequência de corte superior das oscilações geradas seja igual a 1 MHz. Deve-se notar que, se desejado, a frequência máxima do gerador pode ser aumentada para 2 ... 2,5 MHz. Para fazer isso, o capacitor C8 deve ser excluído e a resistência do resistor R16 deve ser aumentada para 6,8 ... 10 kOhm. É verdade que, neste caso, surgirão dificuldades na obtenção de um sinal senoidal, pois com o aumento da resistência do resistor especificado, a amplitude da tensão triangular diminuirá. A saída é a introdução de um amplificador com um AFC linear (na faixa de frequência de 0 ... 3 MHz) entre o integrador e o modelador da tensão senoidal. A. Ishutinov
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