Генератор синуса, синусоидальных колебаний, сигнала, напряжения. Схема

Схема генератора синусоидального сигнала. (10+)

Генератор синусоидальных колебаний. Схема

 1  2 

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

В практике нередко сталкиваемся с необходимостью получить синусоидальный сигнал определенной, достаточно низкой, частоты. Причем необходим генератор сигнала, который будет очень надежным. При этом требования к качеству синуса не очень жесткие. Вполне подходит уровень нечетных гармоник 2%, при практически полном отсутствии четных гармоник. Хорошие надежные генераторы синусоидального напряжения для более высоких частот на основе колебательных контуров общеизвестны. А вот для низких частот (ниже 10 кГц) пришлось разработать.

Свойства классического генератора Вина

За основу взят генератор Вина. В классическом генераторе Вина используется специальная цепь, которая на нужной частоте дает фазовый сдвиг на 0 градусов. Эта цепь передает сигнал с выхода операционного усилителя на его неинвертирующий вход. На других частотах фазовый сдвиг отличен от нуля. Именно этим обусловлена генерация на заданной частоте. Эта цепь ослабляет сигнал в три раза. Таким образом, для генерации операционный усилитель должен обеспечить усиление в три раза. Если усиление ниже трех, то генерация не возникнет. Если усиление выше трех, то произойдет насыщение и качество синусоиды будет низким. Если же коэффициент усиления равен трем, то генератор формирует синусоидальный выходной сигнал непредсказуемой амплитуды. Чтобы исключить насыщение и обеспечить на выходе нужную амплитуду сигнала, в классическом генераторе Вина для формирования нужного коэффициента усиления в цепи отрицательной обратной связи применяется лампа накаливания.

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

Сопротивление нити накала увеличивается по мере нагрева. Таким образом, лампа идеальна для обеспечения автоматического регулирования усиления (АРУ) с большой постоянной времени. Если сигнал на выходе слишком велик, то лампа нагревается сильнее, и коэффициент усиления снижается, если сигнал мал, то лампа остывает, и коэффициент усиления возрастает.

Как утверждают источники, такой генератор дает очень хороший синус. Гармоники могут быть менее 0.01%. Но лампа - прибор очень ненадежный по сравнению с другими элементами схемы. Если срок службы конденсаторов, резисторов и микросхем составляет сотни лет, то лампа при постоянной эксплуатации выходит из строя за несколько месяцев. А до этого она постепенно меняет свои параметры.

Не использовать лампу и подстраивать коэффициент усиления вручную очень трудоемко и ненадежно. Если подстроить так, чтобы был очень хороший синус, то изменение влажности и температуры воздуха может сорвать генерацию.

Схема генератора синусоидального сигнала без лампы накаливания

Так как у нас нет очень жестких требований к качеству сигнала, то, несколько пожертвовав этим показателем, можно получить превосходный надежный генератор синусоидального сигнала.

Генератор синуса, синусоидальных колебаний, сигнала, напряжения. Схема

В приведенной схеме коэффициент усиления ограничивается стабилитронами (VD1, VD2), включенными в цепь обратной связи. При достижении сигналом уровня стабилизации стабилитронов коэффициент усиления снижается, но не резко, как в случае насыщения, а плавно, по логарифмическому закону, что обеспечивает приемлемое качество выходного сигнала.

Схема питается от однополярного источника напряжением 12 вольт.

Микросхема D1 - операционный усилитель 544УД1.

Стабилитроны VD1, VD2 - на 3.6 вольта 1 Вт.

Резистор R1 - 20 кОм. Резистор R4 - подстроечный резистор 15 кОм.

Номиналы резисторов R2, R3 и конденсаторов C1 и C2 равны между собой и определяются частотой. [Частота генерации (Гц)] = 1 / (2 * ПИ * [Сопротивление одного из резисторов (Ом)] * [Емкость одного из конденсаторов (Ф)]

Конденсаторы C3, C4 - 10 мкФ, 16 вольт

Резисторы R5, R6 - 10 кОм

Устройство формирует синусоидальный сигнал амплитудой около 4 вольт, симметричный относительно точки соединения C3 и C4.

Наладка генератора синуса

Наладка изделия сводится к установке подстроечного резистора в такое положение, чтобы, с одной стороны, имела место устойчивая генерация, с другой стороны, синус был приемлемого качества.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

 1  2 

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Еще статьи

Импульсный источник питания. Своими руками. Самодельный. Сделать. Лабо...
Схема импульсного блока питания. Расчет на разные напряжения и токи....

Применение полевых транзисторов, МОП, FET, MOSFET. Использование. Схем...
Типичные схемы с полевыми транзисторами. Применение МОП....

Силовой мощный импульсный трансформатор, дроссель. Намотка. Изготовить...
Приемы намотки импульсного дросселя / трансформатора....

Генератор, источник сигнала, напряжения, импульсов. Треугольная форма....
Оригинальная схема генератора треугольных импульсов. Расчет. ...

Генератор шума. Схема. Своими руками. Самодельный. Источник шумовых си...
Схема генератора шума. Описание. Принцип действия....

Релаксационный генератор пилообразного напряжения, сигнала, пилы. Схем...
Схемы и расчет релаксационных генераторов, формирующих пилообразное напряжение...

Блокинг генератор. Принцип работы, действия. Применение....
Принцип работы и применение блокинг генератора...

Генератор, источник треугольных импульсов, сигнала, напряжения. Схема....
Генератор треугольного сигнала. Принципиальная схема. Расчет....