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ワイドレンジファンクションジェネレータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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家庭用実験室用の測定発生器を構築することを決めたアマチュア無線家は、最近、積分器と比較器で構成される閉鎖緩和システムを選択することが増えています。これは、そのような発生器は一般に正弦波信号発生器よりも製造が容易であり、その機能がはるかに広いという事実によって説明されます。ただし、広く使用されているシリーズ (K140、K153、K553 など) のオペアンプを使用する場合、積分器の出力電圧の高い増加率とコンパレータの短い「応答」時間を得ることができません。したがって、アマチュア無線の文献に記載されているほとんどの発電機の上限周波数は 10..20 kHz を超えません。

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アマチュア無線家の注意を引くために提供されたデバイスでは、K574UD1Bオペアンプが積分器として使用され（出力電圧スルーレート - 50 V/μs、ユニティゲイン周波数 - 10 MHz）、コンパレータはK155LA3の要素で作られています。マイクロ回路（遅延時間 - 30...40 ns以下）。これにより、生成周波数範囲を1MHzまで拡大することができました。この発生器は、方形、三角、正弦波形状の電圧に加え、TTL レベルおよび 0,5 μs ～ 1200 ms の範囲で持続時間を調整できる方形パルスを生成します。出力電圧は 0 ～ 1 V の範囲で変更できます。正弦波信号の高調波係数は 1,5% 以下です。発電機の出力インピーダンスは約 100 オームです。

すでに述べた積分器 (OA DA1) とコンパレータ (DD1) に加えて、このジェネレータにはエミッタフォロワ (VT1)、正弦波電圧ドライバ (VT2)、スケールアンプ (OA DA2、VT7)、およびバッファステージ ( VT4、DD2.1）。 RS トリガー (DD2.2、DD2.3)。 3.1 つのシングルバイブレータ (DD3.2、DD3) と 5 つのトランジスタ電圧スタビライザ (VT6、VT12、VT180)。このデバイスは、±80 V のバイポーラ安定化電圧源によって電力を供給されます。正の電圧源から消費される電流は XNUMX mA 以下で、負の電圧は XNUMX mA です。

コンパレータの出力 (要素 DD6 のピン 1.2) からの矩形パルスは、オペアンプ DA1 の積分器の反転入力に供給されます。後者の出力では、三角電圧が生成され、トランジスタ VT1 のエミッタフォロワを介してコンパレータを制御します。スイッチSA1は発振周波数を粗く変化させ、可変抵抗R1は滑らかに変化させます。トリマー抵抗器 R16 は振幅の設定に使用され、R17 は三角電圧の定数成分の設定に使用されます。コンパレータの必要な動作モードは、DD7 マイクロ回路のピン 1 (コモン) にトランジスタ VT2 のスタビライザの出力からの -3 V の電圧を供給し、ピン 14 に出力からの +3,2 V の電圧を供給することによって確保されます。トランジスタ VT5 のスタビライザーの。

トランジスタ VT1 のエミッタからの三角波振動は、電界効果トランジスタ VT2 で作られたカスケードに入り、そこで正弦波電圧が形成されます。トランジスタのソースから正弦波信号がスイッチ部ＳＡ２．２に供給される。三角形および長方形の電圧も、抵抗器Ｒ１８およびＲ２２を介してここに供給され、それぞれトランジスタＶＴ１のエミッタおよび比較器素子ＤＤ１．２の出力から取られる。スイッチ SA2.2 によって選択された信号 (その振幅は可変抵抗器 R18 によって調整されます) は、オペアンプ DA22 とトランジスタ VT1 で作られたスケールアンプによって増幅され、ステップ減衰器 - 分圧器 R1.2 ～ R2 に供給され、そこからスイッチセクションSA27と抵抗R2 - 出力ジャックXS7に接続します。

VT3.2 トランジスタと DD4 素子で構成されるバッファ段の出力から、TTL レベルの矩形パルスが SA2.1 スイッチ部に供給されます。また、3.1 番目と 9 番目 (上部) のスイッチ位置でデバイスの出力に接続されているワンショット DD12 もトリガーします。パルスの持続時間は、コンデンサ C3 ～ CXNUMX を切り替え、タイミング回路の可変抵抗器 RXNUMX の抵抗を変更することによって調整されます。

3番目のワンショットマイクロ回路DD3は、シングルパルス発生器で使用されます（スイッチSA1の2.2番目と2.3番目の位置でデバイスの出力に接続されています）。 SB3.2 ボタンを押すと、要素 DD2.1、DD3 の RS トリガーの状態が変化し、出力電圧の正の降下でワンショット DDXNUMX をトリガーします。前のケースと同様に、必要なパルス幅はスイッチ SAXNUMX と抵抗 RXNUMX で設定されます。

このデバイスは、SB1 ボタン (SA3 スイッチの XNUMX 番目と XNUMX 番目の位置) を押したときに、RS トリガーの出力での電圧降下を出力信号として使用する機能を提供します。

ジェネレーターのセットアップは、スケールアンプ (DA2、VT7) のバランスを取ることから始まります。これを行うには、スイッチ SA1 ～ SA3 をそれぞれ「0,1 ～ 1 kHz」、「30 ～ 1200 ms」、および「1:1」の位置に設定し、電源をオンにし、トリミング抵抗 R31 を使用してゼロを達成します。出力ジャック XS1 の電圧。次に、トリミング抵抗 R19 を使用して、DD7 マイクロ回路のピン 1 の電圧を -2 V に設定します。また、トリミング抵抗 R33 を使用して、ピン 3,2 の電圧を +14 V に設定します。この後、オシロスコープを DD2 マイクロ回路の出力に接続します。デバイスでは、スイッチ SA19 を上（図に従って）の位置に移動し、同じトリミング抵抗 R33、R0 により、オシロスコープ画面上の方形パルスが（レベル XNUMX に対して）対称になるようにします。

次に、スイッチ SA2 を 1 番目 (上) の位置に設定し、抵抗 R6 のスライダーを下に移動することによって (図に従って)、トリマー抵抗 R1 が三角信号のバランスをとります。抵抗器 R17 スライダを別の極端な位置に移動する場合、後者の対称性が破られるべきではありません。この信号の定常成分を除去するには、トリミング抵抗 RXNUMX を使用します。

正弦波電圧の非線形歪みは、スイッチ SA16 を 2 番目の位置に設定して抵抗 RXNUMX をトリミングすることによって最小限に抑えられます。

この後、可変抵抗器 R27 のモーターが（図に従って）上の位置に移動し、デバイスの出力で 29V の電圧が得られるまで抵抗器 R1 が選択されます。抵抗 R22 と R18 を選択することで、長方形と三角形の同じ電圧が得られます。

最後に、生成される発振の上限周波数が 8 MHz になるまで、コンデンサ C1 が選択されます。

必要に応じて、発生器の最大周波数を 2...2,5 MHz まで増やすことができることに注意してください。これを行うには、コンデンサ C8 を除外し、抵抗 R16 の抵抗を 6,8 ～ 10 kOhm に増やす必要があります。確かに、この場合、指定された抵抗の抵抗値が増加すると三角電圧の振幅が減少するため、正弦波信号を取得する際に困難が生じます。この状況から抜け出す方法は、積分器と正弦波電圧発生器の間に線形 (周波数帯域 0 ～ 3 MHz) 周波数応答を持つアンプを導入することです。

A.イシュチノフ

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