Схема лабораторного генератора сигнала низкой частоты (10Гц-100КГц)

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. 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.

Принципиальная схема

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.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторного генератора низкой частоты на микросхеме К140УД608.

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 двухполярным 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 С10. 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 С10 выделяются равные по модулю напряжения, но противоположные по полярности. Вот этим двухполярным напряжением и питается операционный усилитель.

Детали и монтаж

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.

Кривенко Р. Ю.

3 17368 Генераторы

генератор ЗЧ генератор НЧ генератор сигналов измерения

Комментарии (6):

Я собрал но увы ничего не работает.Эта схема вобще рабочая ли хоть ?)

Здравствуйте. Возможно в монтаже была допущена ошибка или запаяна неисправная деталь. Вы пробовали разобраться как эта схема работает и поискать неполадку?

Проверьте монтаж, нет ли ошибочных соединений. Если понадобится то замените микросхему, старайтесь долго не греть ее ножки при пайке, иначе она может выйти из строя.

После подачи питания убедитесь что после диодов VD3 и VD4 на конденсаторах C9 и C10 относительно общего есть одинаковые напряжения но разной полярности. На ножках 7 и 4 микросхемы должна быть сумма этих напряжений.
А дальше схема представляет из себя простейший генератор ЗЧ на ОУ.

При наладке вместо набора конденсаторов и переключателя S1 можете оставить только два конденсатора, к примеру на частоту 1000-10000 Гц это будут C2 и C6.
Переменный резистор R7 - сдвоенный, состоит из двух частей: R7.1 и R7.2. С его помощью изменяют частоту в ыбраном диапазоне.

Переменный резистор R6 нужен для регулировки амплитуды сигнала, подводимого к гнезду X1. Чтобы убедиться что генератор работает можете подключить к нему активные колонки от компьютера или другой УЗЧ.

Вы не коснулись темы о гармониках, а это весьма важная информация.

Цепляем нагрузку на выход,туда же спектроанализатор.Спареный переменный резистор R7.1-R7.2 как правило должен иметь встроеный шестигранник корректировки разности сопротивлений между ползунками(если это китайский переменник).Им добиваемся минимальных искажений.Всё.

Вопрос! Схема работает, но! Задний фронт при подходе к нулю имеет завал, передний фронт в симметричном месте имеет горб. Подбор R1 не приносит улучшений. Косяк диодов?

почему-то на диапазоне 10-100 кгц генерация в конце срывается, доходит до 60 кгц и все.