Как сделать сигнал пила
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 04.10.2024
Собираем генератор сигналов – функциональный генератор. Часть 1.
На этом занятии Школы начинающего радиолюбителя мы с вами продолжим наполнять нашу радиолабораторию необходимым измерительным инструментом. Сегодня мы начнем собирать функциональный генератор. Данный прибор необходим в практике радиолюбителя для настройки различных радиолюбительских схем – усилителей, цифровых устройств, различных фильтров и множества других устройств. К примеру, после того как мы соберем этот генератор, мы сделаем маленький перерыв в ходе которого изготовим простое светомузыкальное устройство. Так вот, что бы правильно настроить частотные фильтры схемы, нам как раз очень пригодится этот прибор.
Почему данный прибор называется функциональный генератор, а не просто генератор (генератор низкой частоты, генератор высокой частоты). Прибор, который мы изготовим, генерирует на своих выходах сразу три различных сигнала: синусоидальный, прямоугольный и пилообразный. За основу конструкции мы возьмем схему С. Андреева, которая опубликована на сайте в разделе: Схемы – Генераторы.
Для начала нам необходимо внимательно изучить схему, понять принцип ее работы и собрать необходимые детали. Благодаря применению в схеме специализированной микросхемы ICL8038 которая как раз предназначена для построения функционального генератора, конструкция получается довольно-таки простой.
Конечно, цена изделия зависит и от производителя, и от возможностей магазина, и от многих других факторов, но в данном случае мы преследуем одну цель: найти необходимую радиодеталь, которая была бы приемлемого качества и главное – по карману. Вы наверное заметили, что цена микросхемы сильно зависит от ее маркировки (АС, ВС и СС). Чем дешевле микросхема, тем хуже ее характеристики. Я бы порекомендовал остановить свой выбор на микросхеме “ВС”. У нее характеристики не очень сильно отличаются от “АС”, но намного лучше чем у “СС”. Но в принципе, конечно, пойдет и эта микросхема.
Собираем простой функциональный генератор для лаборатории начинающего радиолюбителя
А так же выкладываю даташит (техническое описание) микросхем ICL8038 и КР140УД806:
Даташит ICL8038 (151.5 KiB, 6,871 hits)
Даташит КР140УД608 (130.7 KiB, 4,016 hits)
Я уже собрал необходимые детали для сборки генератора (часть у меня была – постоянные сопротивления и полярные конденсаторы, остальные куплены в магазине радиодеталей):
Самыми дорогими деталями оказались микросхема ICL8038 – 145 рублей и переключатели на 5 и 3 положения – 150 рублей. В общей сложности на эту схему придется потратить около 500 рублей. Как видно на фотографии, переключатель на пять положений – двухсекционный (односекционного не было), но это не страшно, лучше больше, чем меньше, тем более, что вторая секция нам возможно пригодится. Кстати, эти переключатели абсолютно одинаковые, а количество положений определяется специальным стопором, который можно установить на нужное число положений самому. На фотографии у меня два выходных разъема, хотя по идее их должно быть три: общий, 1:1 и 1:10 . Но можно поставить небольшой переключатель (один выход, два входа) и коммутировать нужный выход на один разъем. Кроме того хочу обратить внимание на постоянный резистор R6. Номинала в 7,72 МОм в линейке мегаомных сопротивлений нет, ближайший номинал – 7,5 МОм. Для того, чтобы получить нужный номинал придется использовать второй резистор на 220 кОм, соединив их последовательно.
Хочу обратить ваше внимание также на то, что сборкой и наладкой этой схемы собирать функциональный генератор мы не закончим. Для комфортной работы с генератором мы должны знать какая частота генерируется в данный момент работы, или нам бывает необходимо установить определенную частоту. Чтобы не использовать для этих целей дополнительные приборы, мы оснастим наш генератор простым частотомером.
Во второй части занятия мы с вами изучим очередной способ изготовления печатных плат – методом ЛУТ (лазерно-утюжный). Саму плату мы будем создавать в популярной радиолюбительской программе для создания печатных плат – SPRINT LAYOUT.
Как работать с этой программой, я вам пока объяснять не буду. На следующем занятии, в видео файле, покажу как создать нашу печатную плату в этой программе, а также весь процесс изготовления платы методом ЛУТ.
Функция пилы с плавающей частотой
Всем привет! Хочу сделать функцию вроде функции хэширования, но только чтобы можно было.
Найти вероятность того, что: посланный сигнал будет принят; принятый сигнал типа А
Люди добрые! Помогите пожалуйста решить! Раздел задачи увы не знаю. По линии связи передано 2.
Определить вероятность что a) будет получен сигнал 1 б) сигнал 2
По каналу связи передаются два сигнала: ноль и единица. Из-за наличия помех возможны искажения.
Сформировать треугольный сигнал в Simulink
Ребят, подскажите пожалуйста как построить вот такой сигнал(прикрепил изображение ниже). Всё.
Как-то просматривая китайские электронные конструкторы на моей любимой (как иногда пишут: ЛЕГЕНДАРНОЙ) микросхеме NE555 выделил для себя два интересных набора для самостоятельной сборки:
Слева — генератор прямоугольных импульсов, с возможностью установки частоты и справа — функциональный генератор сигналов на выбор: меандр, синус, пила. Но… только на частоте 1 kHz.
Что же это такое — "Функциональный генератор"? Это устройство, которое имеет возможность формирования сигналов различных форм (как правило, более 3-х наиболее типичных сигналов: синус, прямоугольник, треугольник/пила). Такой прибор просто необходим в практике радиолюбителя для настройки различных радиолюбительских схем – усилителей, цифровых устройств, фильтров и так далее.
Пила. Ну это… не идеально, но сойдет.
Треугольник. Нормально.
Релаксационный генератор пилообразного напряжения, сигнала, пилы. Схема. Расчет он-лайн, онлайн.
Схемы и расчет релаксационных генераторов, формирующих пилообразное напряжение (10+)
Принцип работы релаксационного генератора основан на том, что конденсатор заряжается до определенного напряжения через резистор. При достижении нужного напряжения открывается управляющий элемент. Конденсатор разряжается через другой резистор до напряжения, при котором управляющий элемент закрывается. Так напряжение на конденсаторе нарастает по экспоненциальному закону, затем убывает по экспоненциальному закону.
Подробнее о том, как происходит заряд и разряд конденсатора через резистор, можно прочитать по ссылке.
Кстати, если заряжать и разряжать конденсатор не через резисторы, а через источники тока, то получится генератор треугольного напряжения.
Вашему вниманию подборка материалов:
Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам
В качестве управляющих элементов в релаксационных генераторах могут применяться самые разные радиоэлектронные компоненты: тиратроны, тринисторы, динисторы, однопереходные транзисторы, электронные микросхемы. Но мы остановимся на релаксационных генераторах динисторах. Если есть желание получить релаксационный генератор на биполярных транзисторах, то можно применить вместо динистора его транзисторный аналог.
Применение в релаксационных генераторах транзисторных аналогов динистора является типичным, так как для расчета и точной работы этого генератора необходимы строго определенные параметры динистора. Некоторые из этих параметров у промышленных динисторов либо имеют большой технологический разброс, либо вообще не нормируются. А сделать аналог со строго заданными параметрами не составляет труда.
Схема генератора пилообразного напряжения
Релаксационный генератор выглядит так:
(A1) — релаксационный генератор на диодном тиристоре (динисторе), (A2) — в схеме A1 динистор заменен на транзисторный аналог. Рассчитать параметры транзисторного аналога в зависимости от используемых транзисторов и номиналов резисторов можно здесь.
Резистор R5 выбирается небольшим (20 — 30 Ом). Он предназначен для ограничения силы тока через динистор или транзисторы в момент их открытия. В расчетах влиянием этого резистора мы пренебрежем и будем считать, что на нем практически не падает напряжение, а конденсатор через него разряжается мгновенно.
Параметры динистора, применяемые в расчетах, описаны в статье вольт-амперная характеристика динистора.
[Минимальное напряжение на выходе, В] = [Напряжение запирания динистора, В]
[Максимальное напряжение на выходе, В] = [Напряжение отпирания динистора, В]
Расчет сопротивления резистора R4
Для резистора R4 должны выполняться два соотношения:
[Сопротивление R4, кОм] > 1.1 * ([Напряжение питания, В] — [Напряжение запирания динистора, В]) / [Ток удержания, мА]
Это необходимо для того, чтобы динистор или его аналог надежно запирались, когда конденсатор разрядится.
Коэффициент 1.1 выбран условно из желания получить 10% запас.
Если два этих условия вступают в противоречие друг с другом, то это означает, что выбрано слишком низкое напряжение питания схемы для данного тиристора.
Расчет частоты релаксационного генератора
Приблизительно оценить частоту генератора можно из следующих соображений. Период колебаний равен сумме времени заряда конденсатора до напряжения отпирания динистора и времени разряда. Мы договорились считать, конденсатор разряжается мгновенно. Таким образом, нам нужно оценить время заряда.
Конденсатор подключен к делителю напряжения (по ссылке можно ознакомиться с его подробным расчетом), образованному резистором R4 и динистором. Приблизительно считаем, что:
[Сопротивление динистора в закрытом состоянии, кОм] = [Напряжение отпирания динистора, В] / [Ток отпирания, мА]
Вспомним, что делитель напряжения эквивалентен одному резистору с эквивалентным сопротивлением, подключенному к источнику питания с эквивалентным напряжением.
[Эквивалентное сопротивление делителя, кОм] = 1 / (1 / [Сопротивление динистора в закрытом состоянии, кОм] + 1 / [Сопротивление R4, кОм])
[Эквивалентное напряжение делителя, В] = [Напряжение питания, В] * [Сопротивление динистора в закрытом состоянии, кОм] / ([Сопротивление R4, кОм] + [Сопротивление динистора в закрытом состоянии, кОм])
[Частота генератора, Гц] = 1 / [Период колебаний, с]
Онлайн (on-line) расчет
Еще раз хочу обратить Ваше внимание, что расчет приблизительный. Он дает ориентир, с которого можно начинать подбор элементов. Вместо R4 лучше установить подстроечный резистор подходящего номинала для тонкой регулировки.
Приведу два варианта реальных номиналов элементов для схемы с аналогом динистора, которые я собирал и проверял:
Первый вариант: R1 — 22 кОм, R2, R3 — 2 кОм, R4 — подстроечный 47 кОм (установлен на 34 кОм), Напряжение питания — 16 В. Транзисторы — КТ502, КТ503.
Второй вариант: R1 — 1 кОм, R2, R3 — 200 Ом, R4 — подстроечный 3 кОм (установлен на 2.5 кОм), Напряжение питания — 12 В. Транзисторы — КТ502, КТ503.
Требования к нагрузке генератора
Приведенные релаксационные генераторы могут работать с нагрузкой, имеющей высокое входное сопротивление, чтобы выходной ток не влиял на процесс зарядки и разрядки конденсатора.
[Сопротивление нагрузки, кОм] >> [Сопротивление резистора R4, кОм]
Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники.
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы.
Простой импульсный прямоходовый преобразователь напряжения. 5 — 12 вол.
Схема простого преобразователя напряжения для питания операционного усилителя.
Простой высокочастотный генератор пилообразного напряжения
В широтно-импульсных модуляторах часто используются аналоговые генераторы пилообразного напряжения. Показанная на Рисунке 1 недорогая схема такого генератора может использоваться в маломощных приложениях на частотах до 10 МГц. Схема отличается хорошей линейностью рабочего хода и стабильностью частоты.
Схема сделана на одном инверторе с входным триггером Шмитта, работающем как модифицированный мультивибратор. Выходное напряжение снимается с времязадающего конденсатора CT, напряжение на котором изменяется от нижнего до верхнего порогов инвертора. RTCT заряжается постоянным напряжением, поэтому напряжение на конденсаторе нарастает по экспоненциальному закону и аппроксимировать его прямой линией можно лишь на начальном участке экспоненты.
VF – прямое падение напряжения на диоде D1.
Постоянная времени RTCT определяет частоту пилообразного напряжения FO. Оценить эту частоту, пренебрегая временем разряда CT и любым разрядом C1, можно с помощью выражения:
K – константа, определяемая из следующего выражения:
Моделирование схемы со значениями CT=100 пФ и RT=2.2 кОм показывает, что нелинейность пилообразного напряжения равна
Был собран макет схемы, в которой VDD=VCC=5 В, CT=100 пФ и RT=2.2 кОм. В качестве инвертора использовалась микросхема 74HC14 в стандартном корпусе DIP, имеющая задержку распространения 15 нс (против 4.4. нс у SN74LVC1G14 при напряжении питания 5 В). Измеренная частота равнялась приблизительно 12.7 МГц.
Частотозадающий конденсатор CT должен быть пленочным, с низким током утечки, а его емкость не должна быть большой, чтобы сократить затраты энергии при перезаряде. В то же время, для уменьшения вносимых ошибок, емкость CT должна значительно превосходить емкость входов микросхемы и паразитные емкости.
Сопротивление RT выбирайте достаточно небольшим, чтобы снизить влияние паразитных емкостей.
В качестве IC1 можно использовать любой КМОП инвертор с триггером Шмитта на входе. Однако для повышения стабильности частоты следует выбирать микросхемы из наиболее быстродействующих семейств, с малым временем задержки распространения и большим выходным током. Вполне подойдет выпускаемый Texas Instruments одновентильный инвертор SN74LVC1G14.
Чтобы воспользоваться приведенными выше выражениями, нужно прямо в схеме измерить пороговые напряжения триггера Шмитта, в особенности VT − . Необходимо принимать во внимание, что из-за конечной задержки распространения инвертора разряд CT прерывается не в момент достижения порога VT − , а несколько позже. Этот факт следует учитывать, чтобы компенсировать ошибку расчетов, выполняемых на основе измеренных значений VT − .
Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман
Схема нч генератора пилообразного напряжения. Генераторы пилообразного напряжения. Требования к нагрузке генератора
ГЕНЕРАТОР ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ — генератор линейно изменяющегося напряжения (тока), электронное устройство, формирующее периодич. колебания напряжения (тока) пилообразной формы. Осн. назначение Г. п. н.- управление временной развёрткой луча в устройствах, использующих электроннолучевые трубки. Г. п. н. применяют также в устройствах сравнения напряжений, временной задержки и расширения импульсов. Для получения пилообразного напряжения используют процесс заряда (разряда) конденсатора в цепи с большой постоянной времени. Простейший Г. п. н. (рис. 1, а) состоит из интегрирующей цепи RC и транзистора, выполняющего функции ключа, управляемого периодич. импульсами. В отсутствие импульсов транзистор насыщен (открыт) и имеет малое сопротивление участка коллектор — эмиттер, конденсатор С разряжен (рис. 1, б). При подаче коммутирующего импульса транзистор запирается и конденсатор заряжается от источника питания с напряжением — Е к — прямой (рабочий) ход. Выходное напряжение Г. п. н., снимаемое с конденсатора С , изменяется по закону . По окон чании коммутирующего импульса транзистор отпирается и конденсатор С быстро разряжается (обратный ход) через малое сопротивление эмиттер — коллектор. Осн. характеристики Г. п. н.: амплитуда пилообразного напряжения , коэф. нелинейности и коэф. использования напряжения источника питания. При в данной схеме
Длительность прямого хода T р и частота пилообразного напряжения определяются длительностью и частотой коммутирующих импульсов.
Недостатком простейшего Г. п. н. является малый k E при малом. Требуемые значения е лежат в пределах 0,0140,1, причём наименьшие значения относятся к устройствам сравнения и задержки. Нелинейность пилообразного напряжения во время прямого хода возникает из-за уменьшения зарядного тока вследствие уменьшения разности напряжений . Приблизительного постоянства зарядного тока добиваются включением в цепь заряда нелинейного токостабилизирующего двухполюсника (содержащего транзистор или электронную лампу). В таких Г. п. н. и . В Г. п. н. с положит. обратной связью по напряжению выходное пилообразное напряжение подаётся в зарядную цепь в качестве компенсирующей эдс. При этом зарядный ток почти постоянен,, что обеспечивает значения 1 и =0,0140,02. Г. п. н. используют для развёртки в электронно-лучевых трубках с эл—магн. отклонением луча. Чтобы получить линейное отклонение, необходимо линейное изменение тока в отклоняющих катушках. Для упрощённой эквивалентной схемы катушки (рис. 2, а) условие линейности тока выполняется при подаче на зажимы катушки трапецеидального напряжения. Такое трапецеидальное напряжение (рис. 2, б )можно получить в Г. п. н. при включении в зарядную цепь дополнит. сопротивления R д (показано на рис. 1, а пунктиром). Отклоняющие катушки потребляют большие токи, поэтому генератор трапецеидального напряжения дополняют усилителем мощности.
Кадровая развертка. Задающий генератор пилообразного напряжения (рис. 11.4) собран на транзисторахVT1 иVT2. При включения питающего напряжения конденсаторыС1 иС2 заряжаются. Через базовые цепи транзисторов протекают токи, которые выводят транзисторы в режим насыщения. Спустя некоторое время зарядный ток конденсаторов уменьшится и достигнет такого значения, при котором один из транзисторов выйдет из насыщения. Изменение напряжения в цепи коллектора транзистораVT1 закроет транзисторVT2. В результате конденсатор С1, включенный в цепь ООС, будет медленно разряжаться через коллекторную цепь транзистораVT1. Так как отрицательно заряженная обкладка конденсатораС1 подключена к базе транзистораVT1, при разряде конденсатора уменьшается ток базы и в результате автоматически устанавливается такое соотношение между токами коллектора и базы, которое точно равно коэффициенту передачи тока транзистора. За все время разряда конденсатора ток базы и напряжение на базе меняются незначительно. Ток через резисторыR1 иR2 остается постоянным и не зависит от процессов, протекающих в устройстве. Таким образом, во время прямого хода в генераторе имеется глубокая ООС, поддерживающая постоянным ток разряда конденсатораС1, а следовательно, и высокую линейность пилообразного напряжения. Поскольку коэффициент передачи тока транзистора меняется в зависимости от приложенного напряжения (в первоначальный момент на 1 — 2%), то и нелинейность сигнала будет характеризоваться таким же значением. Процесс разряда конденсатора прекращается при таких напряжениях на коллекторе, которые требуют для управления током коллектора значительного увеличения тока базы. Коэффициент передачи тока транзистора резко падает. В этом случае на базе транзистораVT2 значительно уменьшается закрывающий сигнал. ТранзисторVT2 открывается. В его коллекторе появляется положительное напряжение, открывающее транзистор. Возникает лавинообразный процесс. Оба транзистора открыты. Цикл работы повторяется.
Приведенные на схеме номиналы элементов формируют на выходе сигнал с амплитудой больше 10 В и с частотой 50 Гц. Для регулирования амплитуды выходного сигнала и его линейности служат резисторы R7 иR8 соответственно. РезисторR1 меняет частоту задающего генератора.
Генератор двухполярного пилообразного сигнала. Генератор пилообразного сигнала с регулируемым наклоном (рис. 11.5) состоит из двух интегрирующих цепочекR5, С1 иR2, С2 и порогового элемента, построенного на транзисторахVT1 иVT2. При включении питания на базе транзистораVT2 возникает сигнал 10 В. По мере заряда конденсатораС1 напряжение уменьшается. В это время напряжение на базе транзистораVT1 увеличивается. На разных концах потенциометра существуют сигналы с различными фронтами. Когда напряжение на базах транзисторовVT1 иVT2 сравняется, они откроются и произойдет разряд конденсаторов. После этого начнется новый цикл работы генератора. Наклон выходного пилообразного сигнала можно регулировать с помощью потенциометра в широких пределах.
Управляемый генератор. Генератор пилообразного сигнала (рис. 11.6, а) построен по схеме интегратора с большой постоянной времени, которая определяется выражением т = h 21 Э C 1 R 4 гдеh 21э — коэффициент передачи тока транзистораVT1. ТранзисторVT1 медленно открывается: конденсаторС1 включен в цепь ООС. Напряжение в цепи коллектора уменьшается. В некоторый момент открывается диодVD2 и шунтирует вход транзистораVT2. ТранзисторVT2 закрывается. Для ускорения процесса закрывания в его коллектор включена динамическая нагрузка — транзисторVT3. Через эмиттер транзистораVT3 конденсаторС1 быстро заряжается. В результате обратный ход пилообразного сигнала сведен к минимуму. Его длительность составляет менее 5 икс. Длительность пилообразного сигнала можно регулировать с помощью базового тока транзистораVT1 (рис. 11.6,6).
Генератор пилообразного сигнала на интеграторе. В основу генератора (рис. 11.7) положен интегратор на транзисторе. В качестве порогового и усилительного элементов используется интегральная микросхема К122УД1. Порог срабатывания микросхемы, равный 3 В, устанавливается делителемRl, R2. При включении питания в коллекторе транзистора напряжение не может измениться скачком. Отрицательная обратная связь через конденсатор формирует на выходе линейно нарастающий сигнал. Постоянная времени равна т=h 21Э R 3 С 2 , гдеh 21Э — коэффициент передачи тока транзистора. Когда напряжение на коллекторе достигнет 3 В, интегральная микросхема переключится. Положительное напряжение на выводе 5 пройдет через диод и откроет транзистор. Произойдет разряд конденсатораС2. На коллекторе вновь появится нулевой потенциал.
Схема начнет новый цикл работы. Схема с указанными номиналами элементов формирует выходной сигнал с амплитудой 3 В, частотой следования 100 Гц и длительностью заднего фронта 0,1 мс.
Запускаемый генератор двухполярного сигнала. Для получения высоковольтного сигнала пилообразной формы в генераторе (рис. 11.8) применяют два каскада, на выходах которых формируются падающий и нарастающий сигналы. Каждый каскад состоит из двух транзисторов. Транзисторы VT2 иVT4 являются сбрасывающими,a VT1 иVT3 — активными элементами, в коллекторах которых формируются выходные сигналы. После включения питания напряжение на коллекторе транзистораVT3 не может скачком измениться. Этому препятствует ООС через конденсаторС2. Напряжение на коллекторе будет медленно нарастать. Скорость увеличения напряжения определяется постоянной времени т=Л 2 1ЭCz(Ru- Источник
Читайте также: