Низкочастотный генератор своими руками: Генераторы сигналов, схемы самодельных измерительных приборов

Содержание

Генераторы сигналов, схемы самодельных измерительных приборов


Цифровой генератор белого и розового шума для акустических измерений (20Гц — 20кГц)

Схема самодельного генератора, который формирует белый и розовый цифровой шум в диапазоне 20Гц…20кГц.
Цифровой шум представляет собой последовательность импульсов псевдослучайной длительности с псевдослучайными интервалами между ними. Период повторения всей последовательности значительно …

1 355 0

Как сделать генератор сигнала низкой частоты, схема и описание

Важной частью радиолюбительской лаборатории является низкочастотный генератор. С его помощью можно проверять, ремонтировать и налаживать самодельную или промышленную аудио-технику. Желательно использовать генератор НЧ совместно с частотомером (для точного определения частоты) и осциллографом …

1 7416 2

Простой генератор для настройки радиоприемной аппаратуры (100 кГц- 150 МГц)

Обычно при налаживании радиоприемной аппаратуры используют генератор ВЧ, а для модуляции генератор НЧ. И то и другое — синусоидальные генераторы, сделанные по достаточно сложным схемам. Однако, во многих случаях может быть вполне достаточно простого генератора -пробника, генерирующего …

1 8368 2

Генератор синусоидального сигнала со стабильной амплитудой

В статье рассмотрен разработанный автором генератор сину-соидальных колебаний фиксированной низкой частоты, имеющих высокую стабильность амплитуды. Он содержит всего один операционный усилитель, три параллельных стабилизатора напряжения и один полевой транзистор. собенность генераторов с мостом …

0 6594 0

Генератор ВЧ на 10-50МГц с индикацией частоты на мультиметре

Схема генератора высокой частоты, который вырабатывает сигналы в диапазоне от 10 до 50 МГц. Сигнал можно промодулировать по частоте подав НЧ напряжение от ГНЧ или микрофона. Девиация частоты зависит от величины этого напряжения ЗЧ. Если нужна девиация 50-100 кГц, то, при крайне верхнем …

0 5109 0

Схема генератора импульсов 1Hz — 10KHz (4011)

Принципиальная схема самодельного генератора логических импульсов с частотой от 1 Гц до 10КГц, собран на микросхеме 4011 (К561ЛА7). При ремонте и налаживании схем на цифровых микросхемах может быть очень полезен генератор логических импульсов. В общем, это генератор прямоугольных импульсов …

1 12486 11

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 …

3 12951 4

Схема очень простого генератора-пробника (100-10000 Гц)

Простой самодельный генератор-пробник, с регулировкой выходной частоты от 100 Гц до 10000 Гц, выполнен на микросхеме К561ЛА7. Если нужно экспромтом проверить прохождение сигнала по аудиотракту многие корифеи пользуются собственным пальцем как генератором НЧ (50 Гц сетевых наводок), регулируя …

4 6413 0

Генератор синусоидальных сигналов с широким диапазоном частот (MAX038)

Принципиальная схема самодельного широкодиапазонного генератора синусоидального сигнала для лабораторных целей, выполнен на микросхеме MAX038. Синусоидальный генератор является одним из важнейших приборов лаборатории радиолюбителя. Обычно делают два генератора, низкочастотный и высокочастотный …

5 12306 4

Схема генератора плавного диапазона до 50 MHz (HC4046)

Принципиальная схема простого генератора плавного диапазона на микросхеме HC4046, Частота до 50 MHz. Микросхема НС4046 (а так же аналогиMM74HC4046N, MJM74HC4046 и другие) представляет собой RC-генератор с ФАПЧ, способный генерировать стабильную частоту до 50 MHz, что позволяет сделать ГПД …

1 9134 0


Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Генератор низкой частоты

Простая схема генератора низкой частоты, которую легко собрать своими руками

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

В данной статье на сайте Радиолюбитель, мы рассмотрим очередную простую радиолюбительскую схемугенератор низкой частоты.

Для качественного налаживания, ремонта или разработки аудиотехники просто необходим хороший генератор синусоидального напряжения с минимальным коэффициентом гармоник. Низкочастотный генератор имеет следующие характеристики:
диапазоны частот – 20-200 Гц, 200-2000 Гц, 2000-20000 Гц;
выходное напряжение на нагрузке 3 кОм – 3 вольта;
КНИ выходного сигнала не более – 0,08 (на частоте 1000 Гц – 0,03)

Генератор питается от сети через встроенный источник питания. Усилитель, на котором выполнен генератор, собран на операционном усилители А1. Мост Вина образуют резисторы R1-R3 и конденсаторы С1-С6. Сдвоенный переменный резистор R1 служит для плавной установки частоты. Переключателем S1 переключаются конденсаторы моста Вина, и таким образом переключаются диапазоны установки частоты. Цепь стабилизации выходного напряжения образовано стабилитроном VD1 и четырьмя переключающими его полярность диодами, собранными на транзисторной сборке А2. Конечно можно использовать и отдельные диоды, но диоды даже одной партии могут существенно отличаться, что повлечет увеличение КНИ. Можно использовать диодную сборку с диодами, сделанными на одном кристалле, по тому, что тогда параметры диодов будут одинаковыми. Стабилитрон, коммутируемый транзисторной сборкой, входит в состав ООС операционного усилителя и регулирует ее глубину, не позволяя ограничиваться синусоидальному сигналу. В состав ООС также входят резисторы R5, R4 и конденсатор С7. Резистором R4 можно устанавливать глубину ООС (уровень выходного напряжения НЧ). Резистором R6 регулируют уровень выходного сигнала НЧ. В генераторе можно использовать операционные усилители: КР140УД7, КР140УД708, КР140УД6, КР140УД608. Стабилитрон КС139 можно заменить на КС133А, диоды КД105 – любыми маломощными выпрямительными диодами. Трансформатор питания любой на 9-11 вольт. Переменные резисторы желательно использовать с линейным законом регулировки (СП-4 группы “А”). При отсутствии транзисторной сборки можно использовать диоды КД103, включив их вместо транзисторов сборки (катод вместо эмиттера, анод – вместо соединенных коллектора и базы). Но в этом случае КНИ может достигнуть 0,3%. Налаживание заключается в подстройке R4 так, чтобы при верхнем положении R7, получить выходное напряжение 3 вольта. Граидуровку шкалы R1 можно выполнить с использованием частотомера.



⚡️Лабораторный генератор низкой частоты | radiochipi.ru

На чтение 4 мин Опубликовано Обновлено

07.07.2019

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. 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.

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 двух-полярным 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 СЮ. 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 СЮ выделяются равные по модулю напряжения, но противоположные по полярности.

Вот этим двухполярным напряжением и питается операционный усилитель. 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.

Генератор ЗЧ — Своими руками » Паятель.Ру


Обычно генератор ЗЧ строят на основе усилителя, охваченного цепью обратной связи. В генераторе гармонических колебаний эта цепь должна быть частотно избирательной. По этому чаще всего применяют мост Вина и двойной Т-мост. Для получения минимального коэффициента нелинейных искажений элементы моста подбираются с особой тщательностью, а если генератор перестраиваемый, задача еще больше усложняется, нужно сохранить баланс во всем диапазоне частот.


Реально достигнуть коэффициент нелинейных искажений менее 0,1% в таких схемах не удается.

Однако, существует схема синусоидального генератора, обеспечивающего очень малые нелинейные искажения при использовании элементов с обычным классом точности. Основой таких генераторов является дифференциальный усилитель (рисунок 1А). Его коэффициент передачи можно рассчитать по формуле:

В этом случае коэффициент передачи может изменяться от -1 до +1. В таком каскаде можно регулировать амплитуду сигнала и инвертировать его фазу.

В генераторе синусоидальных колебаний на рабочей частоте должны выполняться условия баланса амплитуд и фаз. Коэффициент передачи всего контура положительной обратной связи должен быть равен единице, а фазовый сдвиг на частоте генерации должен быть кратен 360°.

Таким образом, генератор должен содержать регулируемый каскад, обеспечивающий требуемые амплитудные соотношения, а также один или несколько каскадов, обеспечивающих необходимый фазовый сдвиг.

В качестве фазовращателя с частотно-зависимым фазовым сдвигом можно использовать этот дифференциальный усилитель, если сопротивление R3 заменить реактивным элементом, например конденсатором (рисунок 1Б). Коэффициент передачи такого усилителя при R1=R2 равен 1, а фазовый сдвиг ф определяется выражением:

Поскольку на рабочей частоте сдвиг равен 90°, в генераторе включают последовательно два фазовращателя и инвертирующий каскад с коэффициентом передачи, равном 1. Для стабилизации выходного напряжения в инвертирующий каскад вводят элемент, чувствительный к изменению амплитуды выходного сигнала. Им может быть полевой транзистор, включенный как показано на рисунке 1В.

Так как каскад должен быть инвертирующим, сопротивление канала транзистора во всем диапазоне регулирования должно быть меньше сопротивления R3.

Рис.2
Практическая схема генератора, построенного на основе вышеизложенных принципов, показана на рисунке 2. Его рабочий диапазон 50гц..20000гц. Частоту перестраивают сдвоенным переменным резистором, при этом нет необходимости в переключениях поддиапазонов.

Выходное напряжение генератора 1В, при этом напряжение на конденсаторе С7 приблизительно равно 1.4В, и в результате сопротивление канала транзистора около 1 кОм, что значительно меньше сопротивления R10. Выходной сигнал можно снимать или непосредственно с выхода ОУ или через выходной делитель. Номинальное выходное напряжение можно установить подстроенным резистором R9.

Генератор имеет коэффициент нелинейных искажений на частоте 300 гц не более 0,045%, на частоте 10000 гц не более 0,03%. Нестабильность амплитуды во всем диапазоне (50…20000гц) не превышает 0,2дб. При необходимости амплитуду выходного напряжения на высоких частотах корректируют подбором конденсатора С5 (0-30 пф).

Низкочастотный функциональный генератор.

Делаем несложный функциональный генератор своими руками.

Каждый радиолюбитель, который изготавливает или повторяет радиоэлектронные устройства, рано или поздно сталкивается с необходимостью настройки и наладки собранных изделий.

В свою очередь, процесс настройки предполагает наличие соответствующих измерительных приборов. В наше время, безусловно,  можно приобрести измерительные приборы промышленного изготовления,  благо сейчас приборы стали широкодоступны.

Но, несложные приборы можно изготовить самостоятельно.

Вашему вниманию предлагается описание несложного функционального генератора, изготовленного мною много лет тому назад,  который до сих пор находится в отличном работоспособном состоянии.

Функциональный генератор, это генератор колебаний, работающий в низкочастотном диапазоне (1Гц-100 кГц) и формирующий на выходе сигналы синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы.  Описание этого функционального генератора было опубликовано в журнале Радио №6 за 1992 год.

Данный генератор значительно упрощает ремонт узлов и устройств низкочастотной  аппаратуры. Внешний вид изготовленного мною функционального генератора.

На переднюю панель выведены :

-переключатель диапазонов генератора;

-переключатель режима работы генератора;

-ручка установки частоты генерируемых колебаний;

-регулятор уровня выходного напряжения;

-выключатель питания;

-гнездо выхода;

 

Предлагаемый функциональный  генератор имеет следующие  технические характеристики:

— диапазон генерируемых частот 1 Гц-100 кГц, разделен на пять поддиапазонов:

1) 1 Гц-10 Гц;

2)  10 Гц-100 Гц;

3) 100 Гц-1 кГц;

4) 1 кГц-10 кГц;

5) 10 кГц-100 кГц;

 

— максимальный размах сигналов прямоугольный формы -10 В;

— максимальный размах сигналов треугольной формы -6 В;

— максимальный размах сигналов синусоидальной формы -3,3 В;

 

Краткое описание схемы функционального  генератора.

Принципиальная схема функционального  генератора представлена ниже:

Задающий генератор собран на элементах DD1.1, DD1.2, DD1.3.   На выходе элемента DD1.1 формируются треугольные импульсы.  Прямоугольные импульсы формируются узлом на элементах DD1.2, DD1.3.

Преобразователь сигналов  треугольной формы в синусоидальную собран на элементах VD1-VD6 и R10-R12.

Данный генератор  обеспечивает получение «белого шума», источником которого является стабилитрон VD9. Напряжение «белого шума» усиливается до уровня 5В усилителем на элементе DD1.4.

Частота генерируемых колебаний устанавливается переменным резистором R3.

Для контроля частоты генерируемых функциональным генератором колебаний мною был применен  частотомер, описание которого опубликовано в брошюре «В помощь радиолюбителю» №99. Схема частотомера была немного доработана: добавлен еще один разряд индикации и заменены люминесцентные индикаторы типа ИВ-3 на светодиодные типа АЛС314А. Частотомер размещен в одном корпусе с функциональным генератором.

Принципиальная схема частотомера, с учетом вышеизложенных доработок приведена ниже:

Конечно же, в наши дни «городить» такой частотомер нет никакой необходимости. Все гораздо проще и компактнее получается на микроконтроллерах. Схема предоставлена в ознакомительных целях.

 

Настало время проверить работоспособность генератора.

Форму и размах колебаний проверяем при помощи осциллографа.

Синусоидальные колебания. Синусоида чистая, частота около 1000 Гц. Параметры каналов вертикального и горизонтального отклонения указаны на фото.

 

Треугольные колебания также  имеют правильную форму :

 

Прямоугольные колебания выглядят не менее достойно. Меандр ровный и четкий, без выбросов, с крутыми фронтами.

Реальные технические характеристики функционального генератора практически соответствуют заявленным в авторской статье.

Небольшое видео, демонстрирующее работу цифровой шкалы функционального генератора:


Наглядно видно, как происходит подсчет количества импульсов.

Как сделать дешевый низкочастотный генератор шума

Генераторы шума довольно часто используются в инженерной практике для формирования сложных спектров, необходимых для достоверного анализа устойчивости трактов передачи информации. Применение шумовых сигналов для низкочастотных цепей имеет тот плюс, что, как правило, передаточные функции данных цепей могут быть приравнены к фильтрам низкой частоты (ФНЧ), чьи передаточные функции описываются полиномами низших порядков. Как известно из теории передачи информации, полоса пропускания белого шума для таких фильтров не соответствует полосе пропускания гармонических сигналов, которые обычно используются при тестировании. Так, для ФНЧ первого порядка — а это самый распространенный на практике вариант представления низкочастотного усилителя — полоса пропускания белого шума превышает полосу пропускания синусоидального сигнала в 1,571 раза [1]. Кроме приведенных примеров, генераторы шума находят применение в генераторах случайных чисел, электронных музыкальных инструментах и для создания маскирующих сигналов.

На практике автор статьи использовал генераторы шума как базовый компонент генераторов случайных чисел, для анализа низкочастотных устройств на воздействие сложных некоррелированных сигналов, для отладки устройств, выделяющих полезный сигнал из сложного зашумленного спектра. Одной из самых интересных работ автора был анализ прохождения через систему слуховых косточек сложного аудиосигнала, который замещался шумом. Работа была направлена на решение вопросов оптимального протезирования в отоларингологии (руководитель работ — профессор, д. м. н. А. Д. Гусаков). Именно использование шумового сигнала позволило по-новому взглянуть на некоторые процессы, участвующие в формировании кривых Флетчера — Мансона (кривые равной слышимости). Без учета этих процессов наблюдался феномен, когда по аудиометру пациент после протезирования имел нормальное звуковосприятие (для проверки при аудиометрии используются тональные сигналы), а в реальной жизни терял распознавание речи (реально это сигналы с широким спектром).

В последнее время автором были успешно завершены ОКР с использованием шумовых сигналов, предусматривавшие создание двух изделий специального назначения. Первое изделие должно было реагировать на возрастание уровня инфранизкочастотных шумов относительно предварительно зафиксированного их среднеквадратичного значения. Задача второго — выделение из зашумленного в относительно широком диапазоне сигнала полезного некоррелированного сигнала. Именно для этих изделий и был разработан предлагаемый прибор. Электрическая принципиальная схема генераторной части прибора представлена на рис. 1.

Рис. 1. Генератор низкочастотного шума

В основе прибора в качестве первичного источника шума — генератор шума 2Г401В производства Новосибирского завода полупроводниковых приборов [2] (на рис. 1 обозначен как VD2). Выбор пал на этот диод потому, что он имеет наибольшую спектральную плотность напряжения (S) из всей серии диодов 2 Г401, а именно — не менее 30 мкВ/√Гц в нормальных климатических условиях. Граничная частота генерации шума — не менее 1 МГц, а гарантированная нижняя частота генерации шума не превышает 2 Гц. Неравномерность спектральной характеристики во всем диапазоне частот — не более +4 дБ. Поскольку прибор предназначен для формирования низкочастотных шумов в звуковом диапазоне, то в заданном диапазоне частот начальная неравномерность спектральной характеристики значительно ниже и является практически линейной. Нормирование спектральной характеристики генераторов шума типа 2Г401В дает преимущества в их использовании по сравнению с более дешевыми вариантами — стабилитронами [5], обратносмещенными p‑n‑переходами транзисторов или выходным напряжением шумов компенсационных стабилизаторов напряжения [5, 7].

Необходимый для функционирования генератора шума (VD2) ток 50 мкА задан резисторами R8, R10. Включение диода в цепь первичного источника напряжения вызвана требованием обеспечить его рабочее напряжение на уровне не менее 6 В. Выделение необходимого спектра шумового сигнала (если нужен спектр уже, чем 2 Гц — 28 кГц) осуществляется добавочным фильтром, который устанавливается непосредственно между диодом VD2 и схемой нормирования среднеквадратичного уровня выходного напряжения на ИМС DA1. Нормирование выходного шумового сигнала по среднеквадратичному уровню необходимо по нескольким причинам. Во‑первых, разные экземпляры диодов 2Г401В имеют различные значения спектральной плотности напряжения. Спектральная плотность напряжения зависит от вариации характеристик конкретного экземпляра диода, тока через диод, температуры, сопротивления и емкости нагрузки, сопротивления генератора тока формирующего рабочий ток диода [2]. Для примера на рис. 2 представлена область изменения спектральной плотности напряжения для диода 2Г401В только от величины постоянного тока.

Рис. 2. Область изменения спектральной плотности напряжения диода 2Г401В в зависимости от постоянного рабочего тока

Как можно видеть из приведенной зависимости, разброс достаточно существенный. При увеличении температуры окружающей среды до +70 °С (согласно [2]) уменьшение спектральной плотности напряжения может составить до двух раз. Во‑вторых, использование фильтров, выделяющих необходимую область спектра шума, в свою очередь будет уменьшать среднеквадратичное напряжение шумов на выходе фильтра. Так, согласно техническим условиям [2], при минимальном значении спектральной плотности напряжения S = 30 мкВ/Гц для полосы частот 2 Гц — 28 кГц среднеквадратичное напряжение шумов будет равно:

S×√Δf = 30×(28000–2) = 5,02 мВ,

для полосы частот 2–1000 Гц составит:

30×(1000–2) = 0,95 мВ,

а для полосы частот 2–100 Гц составит всего:

30×(100–2) = 0,3 мВ.

Таким образом, если не осуществить нормирование выходного напряжения генератора шума (как это имеет место в [5]), то в ходе измерений необходима постоянная калибровка прибора, что затруднит его использование. Нормирование выходного сигнала по среднеквадратичному уровню осуществляется каскадом на ИМС SSM2166S (Analog Devices, Inc.) [3]. Данная ИМС представляет собой усилитель с компрессией сигнала, которая задается внешним резистором. Причем схема автоматической регулировки усиления (АРУ) работает именно по среднеквадратичному уровню входного сигнала. Передаточная характеристика устройств на базе этой ИМС представлена на рис. 3.

Рис. 3. Передаточные характеристики схем на базе ИМС SSM2166

Подробное описание практической схемы такого усилителя с заданной компрессией, выполненного на SSM2166, приведено в [4]. Встроенный в SSM2166 усилитель, управляемый напряжением (VCA), обеспечивает необходимое усиление, которое динамически регулируется контуром управления так, чтобы сохранить установленную пользователем характеристику сжатия. Степень сжатия может быть установлена от 1:1 до 15:1 относительно определенной пользователем точки поворота. Сигналы выше точки поворота ограничиваются таким образом, чтобы предотвратить перегрузку и устранить эффект «схлопывания». При установке степени сжатия 1:1 усилитель, управляемый напряжением (VCA) ИМС SSM2166, может быть сконфигурирован с усилением до 20 дБ. Это усиление будет дополнением к изменяемому усилению в режимах сжатия. Входной усилитель микросхемы может быть сконфигурирован внешними элементами для обеспечения усиления от 0 до 20 дБ. Убывающее экспандирование (так называемый шумовой затвор) предотвращает усиление шума и внешних помех, лежащих ниже заданного уровня входного сигнала. ИМС серии SSM21xx содержат запатентованный детектор среднеквадратичного значения (AVG). Время усреднения (интеграции) задается внешним конденсатором (обычно используется конденсатор емкостью от 2 до 47 мкФ). Хочу обратить внимание читателей на важный момент. ИМС SSM2166 выпуска до 2009 года не имели на корпусе в строке маркировки буквы «А» (этого суффикса при заказе нет). ИМС, изготовленные после 2009 года, имеют иные номиналы резисторов для установки глубины компрессии. Я советую использовать ИМС SSM2166 выпуска после 2009‑го и последний вариант спецификации, рекомендованный в перечне литературы. Встречающийся в Интернете предыдущий вариант спецификации (Rev.D от 2009 года) имел неточности в разделах, описывающих установку степени компрессии, и в методике установки точки вращения.

Коэффициент усиления каскада на ИМС SSM2166 (D2, рис. 2) примерно 40 дБ, глубина компрессии (15:1), постоянная интегрирования, шумовой затвор и точка поворота выбраны оптимальными для решения поставленной задачи. Как уже отмечалось, детально с их установкой можно ознакомиться в [3, 4]. Уровень выходного сигнала каскада на D2, равный 0,775 В, устанавливается подстроечным резистором R22. Это обеспечит пик-фактор выходного сигнала не менее 3, что достаточно для указанной области применения (как известно, пик-фактор речи составляет 12 дБ). Если требуется больший пик-фактор, то уровень выходного напряжения должен быть установлен ниже.

На выходе генератора установлен буферный выходной каскад на ИМС D3 с регулировкой усиления, поскольку ИМС SSM2166 не имеет защиты от коротких замыканий и имеет низкую нагрузочную способность, а для эффективного использования генератора требуется регулировка уровня выходного сигнала. В рассматриваемом генераторе выходной каскад выполнен на операционном усилителе LMC7101BIM5, частота среза усилителя выбрана равной 28 кГц, при максимальном усилении. Тип операционного усилителя для данной схемы некритичен. Важно, чтобы он был типа rail-to-rail по выходу и обеспечивал работоспособность от однополярного питающего напряжения +5 В. Регулятор усиления (R7) в практической конструкции прибора — это переменный резистор с понижающим редуктором. Выходное сопротивление генератора стандартное — 600 Ом.

Еще одной особенностью предлагаемого генератора является предусмотренная его конструкцией возможность добавления в спектр шумового сигнала внешних сигналов. Смешение сигналов осуществляется в буферном выходном каскаде. Сигнал подается на внешний вход «Внеш. ». Входное сопротивление этого входа стандартное — 600 Ом. Регулировка такого комплексного сигнала — общая. При необходимости шумовой сигнал можно отключать нажатием на кнопку «Шум ОТКЛ». В том случае если внешний сигнал был подан, он потупит на тестируемое устройство без шумовой составляющей. Причем все шумы, имеющиеся на входе каскада на DA1, будут подавлены не менее чем на 60 дБ, так как сработает шумовой затвор ИМС SSM2166 (рис. 4).

Рис. 4. Масштабирующий усилитель

Если необходима ступенчатая регулировка выходного сигнала, то устройство может быть дополнено масштабирующим усилителем (на рис. 1 показан как опционный), схема такого усилителя приведена на рис. 4. Именно этот выходной каскад использован в практическом варианте исполнения генератора.

Масштабирующий усилитель позволяет выбрать один из четырех диапазонов установки выходного напряжения 0–1 мВ, 0–10 мВ, 0–100 мВ, 0–1 В. Приоритет имеет переключатель наименьшего диапазона.

В качестве фильтров, выделяющих необходимую область спектра шума, рекомендуется использовать фильтр не ниже четвертого порядка. В практическом варианте исполнения прибора предусмотрен фильтр на специализированной ИМС LTC1563-2CGN [6] (рис. 5). Ее применение оправдано малым уровнем собственных шумов, простотой реализации на ней фильтров высоких порядков, отсутствием внешних частотозадающих конденсаторов и имеющейся на сайте компании Linear Technology свободной программой для расчета.

Рис. 5. Пример реализации фильтра низкой частоты Баттерворта 4 го порядка (частота среза 5 кГц) на ИМС LTC1563-2CGN

Питание прибора осуществляется от гальванических элементов (в оригинальном генераторе от внешнего аккумулятора напряжением 12,6 В).

Описанный прибор особенно будет полезен всем, кому требуется генератор шума в полевых условиях, и особенно тем, кто не так часто использует подобные генераторы. Стабильность в работе, отсутствие необходимости постоянной подстройки, дешевизна и универсальность прибора (как отмечалось, он может быть настроен на любой нужный спектр шума и добавить в него внешний сигнал) является веским аргументом и избавит потребителя от покупки весьма дорогостоящего профессионального генератора. Внешний вид генератора шума, который используется автором статьи, можно увидеть на рис. 6.

Рис. 6. Внешний вид генератора шума

Общее решение предлагаемого генератора в кратком описание впервые было опубликовано в [8].

Литература
  1. Достал И. Операционные усилители. Пер. с англ. М.: Мир, 1982.
  2. Кремниевые p‑n‑генераторы шума 2Г401А‑2Г401В 
  3. SSM2166 Microphone Preamplifier with Variable Compression and Noise Gating. Rev.E, 2013. Analog Devices Inc.
  4. Рентюк В. Практика использования ИМС усилителей с АРУ серии SSM21xx // Радиолоцман. 2014. Май. Июнь.
  5. Hageman S. White noise source flat from 1Hz to 100kHz. EDN. 2013. September 12.
  6. LTC1563-2/LTC1563-3 Active RC, 4th Order Lowpass Filter Family LT 1205 REV A Linear Technology Corp. 2005.
  7. Рентюк В. Высокоэффективный генератор шума на базе стабилизатора напряжения // Компоненты и технологии. 2014. № 1.
  8. Rentyuk V. Versatile noise generator tests signal recovery gear // EDN. 2014. May, 19.

Высокочастотные генераторы своими руками. Стабильный генератор вч

Простой гетеродинный индикатор резонанса.

С замкнутой накоротко катушкой L2 ГИР позволяет определять резонансную частоту от 6 МГц

до 30 МГц. С подключенной катушкой L2 диапазон измерения частоты — от 2,5 МГц до 10 МГц.

Резонансную частоту определяют, вращая ротор С1 и, наблюдая на экране осциллографа

изменение сигнала.

Генератор сигналов высокой частоты.

Генератор сигналов высокой частоты предназначен для проверки и налаживания различных высокочастотныхустройств. Диапазон генерируемых частот 2 ..80 МГц разбит на пять поддиапазонов:

I — 2-5 МГц

II — 5-15 МГц

III — 15 — 30 МГц

IV — 30 — 45 МГц

V — 45 — 80 МГц

Максимальная амплитуда выходного сигнала на агрузке 100 Ом составляет около 0,6 В. В генераторе предусмотрена плавная регулировка амплитуды выходного сигнала, а также возможность

амплитудной и частотной модуляции выходного сигнала от внешнего источника. Питание генератора осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения 9… 10 В.

Принципиальная схема генератора приведена на рисунке. Он состоит из задающего генератора ВЧ, выполненного на транзисторе V3, и выходного усилителя на транзисторе V4. Генератор выполнен по схеме индуктивной трехточки. Нужный поддиапазон выбирают переключателем S1, а перестраивают генератор конденсатором переменной емкости С7. Со стока транзистора V3 напряжение ВЧ поступает на первый затвор

полевого транзистора V4. В режиме ЧМ низкочастотное напряжение поступает на второй затвор этого транзистора.

Частотная модуляция осуществляется с помощью варикапа VI, на который подается напряжение НЧ в режиме FM. На выходе генератора напряжение ВЧ регулируется плавно резистором R7.

Генератор собран в корпусе, изготовленном из одностороннего фольгироваиного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм., размерами 130X90X48 мм. На передней панели генератора установлены

переключатели S1 и S2 типа П2К, резистор R7 типа ПТПЗ-12, конденсатор переменной емкости С7 типа КПЕ-2В от радиоприемника «Альпинист-405», в котором используются обе секции.

Катушка L1 намотана на ферритовом магнитопроводе М1000НМ (К10Х6Х Х4,б) и содержит (7+20) витков провода ПЭЛШО 0,35. Катушки L2 и L3 намотаны на каркасах диаметром 8 и длиной 25 мм с карбонильными подстроенными сердечниками диаметром 6 и длиной 10 мм. Катушка L2 состоит из 5+15 витков провода ПЭЛШО 0,35, L3 — из 3 + 8 витков. Катушки L4 и L5 бескаркасные

диаметром 9 мм намотаны проводом ПЭВ-2, 1,0. Катушка L4 содержит 2+4 витка, a L5- 1 + 3 витка.

Налаживание генератора начинают с проверки монтажа Затем подают напряжение питания и с помощью ВЧ вольтметра проверяют наличие генерации на всех поддиапазонах. Границы

диапазонов уточняют с помощью частотомера, и при необходимости подбирают конденсаторы С1-С4(С6), подстраивают сердечниками катушек L2, L3 и изменяют расстояние между витками катушек L4 и L5.

Мультиметр-ВЧ милливольтметр.

Сейчас самым доступным и самым распространенным прибором радиолюбителя стал цифровой мультиметр серии М83х.

Прибор предназначен для общих измерений и потому у него нет специализированных функций. Между тем, если вы занимаетесь радиоприемной или передающей техникой вам нужно измерять

небольшие ВЧ напряжения (гетеродин, выход каскада УПЧ, и т. д.), настраивать контура. Для этого мультиметр нужно дополнить несложной выносной измерительной головкой, содержащей

высокочастотный детектор на германиевых диодах. Входная емкость ВЧ-головки менее 3 пФ., что позволяет её подключать прямо к контуру гетеродина или каскада. Можно использовать диоды Д9, ГД507 или Д18, диоды Д18 дали наибольшую чувствительность (12 мВ). ВЧ-головка собрана в экранированном корпусе, на котором расположены клеммы для подключения щупа или проводников к измеряемой схеме. Связь с мультиметром при помощи экранированного телевизионного кабеля РК-75.

Измерение малых емкостей мультиметром

Многие радиолюбители используют в своих лабораториях мультиметры, некоторые из них позволяют измерять и емкости конденсаторов. Но как показывает практика, этими приборами нельзя замерить емкость до 50 пф, а до 100 пф – большая погрешность. Для того, чтобы можно было измерять небольшие емкости, предназначена эта приставка. Подключив приставку к мультиметру, нужно выставить на индикаторе значение 100пф, подстраивая С2. Теперь при подключении конденсатора 5 пф прибор покажет 105. Остается только вычесть цифру 100

Искатель скрытой проводки

Определить место прохождения скрытой электрической проводки в стенах помещения поможет сравнительно простой искатель, выполненный на трех транзисторах (рис. 1). На двух биполярных транзисторах (VT1, VT3) собран мультивибратор, а на полевом (VT2) — электронный ключ.

Принцип действия искателя основан на том, что вокруг электрического провода образуется электрическое поле его и улавливает искатель. Если нажата кнопка выключателя SB1, но электрического поля в зоне антенного щупа WA1 нет либо искатель находится далеко от сетевых проводов, транзистор VT2 открыт, мультивибратор не работает, светодиод HL1 погашен. Достаточно приблизить антенный щуп, соединенный с цепью затвора полевого

транзистора, к проводнику с током либо просто к сетевому роводу, транзистор VT2 закроется, шунтирование базовой цепи транзистора VT3 прекратится и мультивибратор вступит в действие. Начнет вспыхивать светодиод. Перемещая антенный щуп вблизи стены, нетрудно проследить за пролеганием в ней сетевых проводов.

Прибор позволяет отыскать и место обрыва фазного провода. Для этого нужно включить в розетку нагрузку, например настольную лампу, и перемещать антенный щуп прибора вдоль проводки. В месте, где светодиод перестает мигать, нужно искать неисправность.

Полевой транзистор может быть любой другой из указанной на схеме серии, а биполярные — любые из серии КТ312, КТ315. Все

резисторы — МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы — К50-16 или другие малогабаритные, светодиод — любой из серии АЛ307, источник питания батарея «Крона» либо аккумуляторная батарея напряжением 6…9 В, кнопочный выключатель SB1 — КМ-1 либо аналогичный. Часть деталей прибора смонтирована на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Корпусом искателя может стать пластмассовый пенал (рис. 3)

для хранения школьных счетных палочек. В его верхнем отсеке крепят плату, в нижнем располагают батарею. К боковой стенке верхнего отсека прикрепляют выключатель и светодиод, а к верхней стенке — антенный щуп. Он представляет собой кониче-

ский пластмассовый колпачок, внутри которого находится металлический стержень с резьбой. Стержень крепят к корпусу гайками, изнутри корпуса надевают на стержень металлический лепесток, который соединяют гибким монтажным проводником с резистором R1 на плате. Антенный щуп может быть иной конструкции, например, в виде петли из отрезка толстого (5 мм) высоковольтного провода, используемого в телевизоре. Длина

отрезка 80…100 мм, его концы пропускают через отверстия в верхнем отсеке корпуса и припаивают к соответствующей точке платы. Желаемую частоту колебаний мультивибратора, а значит, частоту вспышек светодиода можно установить подбором резисторов RЗ, R5 либо конденсаторов С1, С2. Для этого нужно временно отключить от резисторов RЗ и R4 вывод истока по-

левого транзистора и замкнуть контакты выключателя. Если при поиске места обрыва фазного провода чувствительность прибора окажется чрезмерной, ее нетрудно снизить уменьшением длины антенного щупа или отключением проводника, соединяющего щуп с печатной платой. Искатель может быть собран и по несколько иной схеме (рис. 4) с использованием биполярных транзисторов разной структуры — на них выполнен генератор. Полевой же транзистор (VT2) по-прежнему управляет работой генератора при попадании антенного щупа WA1 в электрическое поле сетевого провода.

Транзистор VT1 может быть серии

КТ209 (с индексами А-Е) или КТ361,

VT2 — любой из серии КП103, VT3 — любой из серий КТ315, КТ503, КТ3102. Резистор R1 может быть сопротивлением 150…560 Ом, R2 — 50 кОм…1,2 МОм, R3 и R4 с отклонением от указанных на схеме номиналов на ±15%, конденсатор С1 — емкостью 5…20 мкФ. Печатная плата для этого варианта искателя меньше по габаритам (рис. 5), но конструктивное оформление практически такое же, что и предыдущего варианта.

Любой из описанных искателей можно применять для контроля работы системы зажигания автомобилей. Поднося антенный щуп искателя к высоковольтным проводам, по миганию светодиода определяют цепи, на которые не поступает высокое напряжение, или отыскивают неисправную свечу зажигания.

Журнал«Радио»,1991,№8,с.76

Не совсем обычная схема ГИРа изображена на рисунке. Отличие-в выносном витке связи. Петля L1 выполнена из медного провода диаметром 1,8 мм, диаметр петли около 18 мм, длина ее выводов 50 мм. Петля вставляется в гнезда, расположеные на торце корпуса. L2 намотана на стандартном ребристом корпусе и содержит 37 витков провода диаметром 0,6 мм с отводами от 15, 23, 29 и 32-го витка Диапазон- от 5,5 до 60 мгц

Простой измеритель емкости

Измеритель емкости позволяет измерять емкость конденсаторов от 0,5 до 10000пФ.

На логических элементах ТТЛ D1.1 D1.2 собран мультивибратор, частота которого зависит от сопротивления резистора включенного между входом D1.1 и выходом D1.2. Для каждого предела измерения устанавливается определенная частота при помощи S1, одна секция которого переключает резисторы R1-R4 , а другая конденсаторы С1-С4.

Импульсы с выхода мультивибратора поступают на усилитель мощности D1.3 D1.4 и далее через реактивное сопротивление измеряемого конденсатора Сх на простой вольтметр переменного тока на микроамперметре Р1.

Показания прибора зависят от соотношения активного сопротивления рамки прибора и R6, и реактивного сопротивления Сх. При этом Сх зависит от емкости (чем больше, тем меньше сопротивление).

Калибровку прибора производят на каждом пределе при помощи подстроечных резисторов R1-R4 измеряя конденсаторы с известными емкостями. Чувствительность индикатора прибора можно установить подбором сопротивления резистора R6.

Литература РК2000-05

Простой функциональный генератор

В радиолюбительской лаборатории обязательным атрибутом должен быть функциональный генератор. Предлагаем вашему вниманию функциональный генератор, способный вырабатывать синусоидальный, прямоугольный, треугольный сигналы при высокой стабильности и точности. При желании, выходной сигнал может быть модулированным.

Диапазон частот разделен на четыре поддиапазона:

1. 1 Гц-100 Гц,

2. 100Гц-20кГц,

3. 20 кГц-1 МГц,

4. 150KHz-2 МГц.

Точно частоту можно выставить, используя потенциометры P2 (грубо) и P3(точно)

регуляторы и переключатели функционального генератора:

P2 — грубая настройка частоты

P3 — точная настройка частоты

P1 — Амплитуда сигнала (0 — 3В при питании 9В)

SW1 — переключатель диапазонов

SW2 — Синусоидальный/треугольный сигнал

SW3 — Синусоидальный(треугольный)/меандр

Для контроля частоты генератора сигнал можно снять непосредственно с вывода 11.

Параметры:

Синусоидальный сигнал:

Искажения: менее 1% (1 кГц)

Неравномерность: +0,05 дБ 1 Гц — 100 кГц

Прямоугольный сигнал:

Амплитуда: 8В (без нагрузки) при питании 9В

Время нарастания: менее 50 нс (при 1 кГц)

Время спада: менее 30ns (на 1 кГц)

Рассимметрия: менее 5%(1 кГц)

Треугольный сигнал:

Амплитуда: 0 — 3В при питании 9В

Нелинейность: менее 1% (до 100 кГц)

Защита сети от перенапряжения

Отношение емкостей C1 и составной С2 и С3 влияет на выходное напряжение. Мощности выпрямителя хватает для паралельного включения 2-3х реле типа РП21 (24в)

Генератор на 174ха11

На рисунке представлен генератор на микросхеме К174ХА11, частота которого управляется напряжением. При изменении емкости С1 от 560 до 4700пФ можно получить широкий диапазон частот, при этом настройка частоты производится изменением сопротивления R4. Так например автор выяснил что, при С1=560пФ частоту генератора можно изменять при помощи R4 от 600Гц до 200кГц, а при емкости С1 4700пФ от 200Гц до 60кГц.

Выходной сигнал снимается с вывода 3 микросхемы с выходным напряжением 12В, автор рекомендует сигнал с выхода микросхемы подавать через токоограничивающий резистор с сопротивлением 300 Ом.

Измеритель индуктивности

Предлагаемый прибор позволяет измерять индуктивности катушек на трех пределах измерения — 30, 300 и 3000 мкГн с точностью не хуже 2% от значения шкалы. На показания не влияют собственная ёмкость катушки и ее омическое сопротивление.

На элементах 2И-НЕ микросхемы DDI собран генератор прямоугольных импульсов, частота повторений которых определяется ёмкостью конденсатора C1, С2 или СЗ в зависимости от включенного предела измерений переключателем SA1. Эти импульсы через один из конденсаторов С4, С5 или С6 и диод VD2 поступают на измеряемую катушку Lx, которая подключена к клеммам XS1 и XS2.

После прекращения очередного импульса во время паузы за счет накопленной энергии магнитного поля ток через катушку продолжает протекать в том же направлении через диод VD3, его измерение осуществляется отдельным усилителем тока собранного на транзисторах Т1, Т2 и стрелочным прибором РА1. Конденсатор С7 сглаживает пульсации тока. Диод VD1 служит для привязки уровня импульсов, поступающих на катушку.

При налаживании прибора необходимо использовать три эталонные катушки с индуктивностями 30, 300 и 3000 мкГн, которые поочередно подключаются вместо L1, и соответствующим переменным резистором R1, R2 или R3 стрелка прибора устанавливается на максимальное деление шкалы. Во время эксплуатации измерителя достаточно выполнять калибровку переменным резистором R4 на пределе измерения 300 мкГн, используя катушку L1 и включив выключатель SB1. Питание микросхемы производится от любого источника напряжением 4,5 — 5 В.

Расход тока каждого элемента питания составляет по 6 мА. Усилитель тока для миллиамперметра можно не собирать, а параллельно конденсатору С7 подключить микроамперметр со шкалой 50мкА и внутренним сопротивлением 2000 Ом. Индуктивность L1 может быть составной, но тогда следует расположить отдельные катушки взаимно перпендикулярно или как можно дальше друг от друга. Для удобства монтажа все соединительные провода оснащены штекерами, а на платах установлены соответствующие им гнёзда.

Простой индикатор радиоактивности

Гетеродинный индикатор резонанса

  Г.Гвоздицкий

Принципиальная схема предлагаемого ГИРа приведена на рис.1. Его гетеродин выполнен на полевом транзисторе VT1, включенном по схеме с общим истоком. Резистор R5 ограничевает ток стока полевого транзистора. Дроссель L2 — элемент развязки гетеродина от источника питания по высокой частоте.

Диод VD1, подсоединенный к выводам затвора и истока транзистора, улучшает форму генерируемого напряжения, приближая ее к синусоидальной. Без диода положительная полуволна тока стока станет искажаться из-за увеличения коэффициента усиления транзистора с повышением напряжения на затворе, что неизбежно приводит к появлению четных гармоник в спектре сигнала гетеродина

Через конденсатор С5 напряжение радиочастоты поступает на вход высоко¬частотного вольтметра-индикатора, состоящего из детектора, диоды VD2 и VD4 которого включены по схеме удвоения напряжения, что повышает чувствительность детектора и стабильность работы усилителя постоянного токи на транзисторе VT2 с микроамперметром РА1 в коллекторной цели. Диод VD3 стабилизирует образцовое напряжение на диодах VD2,VD4. Переменным резистором R3 объединенным с выключателем питания SА1, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 в исходное положение на крайнюю правую отметку шкалы

Если а каких-то участках диапазона необходимо повысить точность шкалы, то параллельно катушке подключайте слюдяной конденсатор постоянной емкости.

Вариант катушек, выполненных на каркасах из лабораторных пробирок для забора крови, показаны на фото (рис.2) и подбираются радиолюбителем на желаемый диапазон

Индуктивность контурной катушки и емкость контура с учетом дополнительного конденсатора можно рассчитать по формуле

LC=25330/f²

где С- в пикофарадах, L — в микрогенри, f — в мегагерцах.

Определяя резонансную частоту иследуемого контура, к нему возможно ближе подносят катушку ГИРа и медленно вращая ручку блока КПЕ, следят за показаниями индикатора. Как только его стрелка качнется влево, отмечают соответствующее положение ручки КПЕ. При дальнейшем вращении ручки настройки стрелка прибора возвращается в исходное положение. Та отметка на шкале, где наблюдается максимальный *провал* стрелки, как раз и будет соответстовать резонансной частоте исследуемого контура

В описываемом ГИРе нет дополнительного стабилизатора питающего напряжения, поэтому при работе с ним рекомендовано пользоваться источником с одним и тем же значением напряжения постоянного тока — оптимально сетевым блоком питания со стабилизированным выходным напряжением.

Делать одну общую шкалу для всех диапазонов нецелесообразно из-за сложности такой работы. Тем более, что точность полученной шкалы при различной плотности перестройки применяемых контуров затруднит пользование прибором.

Катушки L1 пропитаны эпоксидным клеем или НН88. На ВЧ диапазоны их желательно намотать медным посеребренным проводом диаметром 1,0 мм.

Конструктивно каждая контурная катушка размещена на основании распространенного разъема СГ-3. Он вклеен в каркас катушки.

Упрощенный вариант ГИРа

От ГИРа Г.Гвоздицкого отличается тем, о чем уже писалось в статье — наличие среднего вывода сменной катушки L1, применен переменный конденсатор фирмы «Тесла» с твердым диэлектриком, нет диода, формирующего форму синусоидальную сигнала. Отсутствует выпрямитель-удвоитель напряжения ВЧ и УПТ, что снижает чувствительность прибора.

Из положительных сторон следует отметить наличие «растягивающих» отключаемых конденсаторов С1, С2 и простейший верньер, совмещенный с двумя переключающимися шкалами, которые можно градуировать карандашом, питание включается кнопкой только в момент проведения измерений, что экономит батарею.

Для питания счетчика Гейгера В1 требуется напряжение 400В, это напряжение вырабатывает источник на блокинг-генераторе на транзисторе VT1. Импульсы с повышающей обмотки Т1 выпрямляются выпрямителем на VD3C2. Напряжение на С2 поступает на В1, нагрузкой которого является резистор R3. При прохождении через В1 ионизирующей частицы в нем возникает короткий импульс тока. Этот импульс усиливается усилителем-формирователем импульсов на VT2VT3. В результате через F1-VD1 протекает более длительный и более сильный импульс тока — светодиод вспыхивает, а в капсюле F1 раздается щелчок.

Счетчик Гейгера можно заменить любым аналогичным, F1 любой электромагнитный или динамический сопротивлением 50 Ом.

Т1 наматывается на ферритовом кольце с внешним диаметром 20 мм, первичная обмотка содержит 6+6 витков провода ПЭВ 0,2, вторичная 2500 витков провода ПЭВ 0,06. Между обмотками нужно проложить изоляционный материал из лакоткани. Первой наматывают вторичную обмотку, на нее поверхность, равномерно, вторичную.

Прибор для измерения емкости

Прибор имеет шесть поддиапазонов,верхние пределы для которых равны соответственно 10пф, 100пф, 1000пф, 0,01мкф, 0,1мкф и 1мкф. Отсчёт ёмкости производится по линейной шкале микроамперметра.

Принцип действия прибора основан на измерении переменного тока, протекающего через исследуемый конденсатор. На операционном усилителе DA1 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота повторения этих импульсов зависит от ёмкости одного из конденсаторов С1-С6 и положения движка подстроечного резистора R5. В зависимости от поддиапазона, она меняется от 100Гц до 200кГц. Подстроечным резистором R1 устанавливаем симметричную форму колебаний (меандр) на выходе генератора.

Диоды D3-D6, подстроечные резисторы R7-R11 и микроамперметр PA1 образуют измеритель переменного тока. Для того,чтобы погрешность измерений не превышала 10% на первом поддиапазоне (ёмкость до10пФ),внутреннее сопротивление микроамперметра должно быть не более 3кОм.На остальных поддиапазонах паралельно PA1 подключают подстроечные резисторы R7-R11.

Требуемый поддиапазон измерений устанавливают переключателем SA1. Одной группой контактов он переключает частотозадающие конденсаторы С1-С6 в генераторе,другой — подстроечные резисторы в индикаторе. Для питания прибора необходим стабилизированный двуполярный источник на напряжение от 8 до 15В. Номиналы частотозадающих конденсаторов С1-С6 могут отличаться на 20%, но сами конденсаторы должны иметь достаточно высокую температурную и временную стабильность.

Налаживание прибора производят в следующей последовательности. Сначала на первом поддиапазоне добиваются симметричных колебаний резистором R1. Движок резистора R5 при этом должен быть в среднем положении. Затем, подключив к клеммам «Сх» эталонный конденсатор 10пф, подстроечным резистором R5 устанавливают стрелку микроамперметра на деление соответствующее ёмкости эталонного конденсатора (при использовании прибора на 100мка, на конечное деление шкалы).

Схема приставки

Приставка к частотомеру для определения частоты настройки контура и его предварительной настройки. Приставка работоспособна в диапазоне 400 кгц-30 мгц. Т1 и Т2 могут быть КП307, BF 245

LY2BOK

Идея сделать недорогой генератор УКВ диапазонов для работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры собранных своими руками антенн самодельным КСВ-метром . Быстро и удобно сделать такой генератор удалось, используя сменные блоки-модули. Уже собрал несколько генераторов на: радиовещательный 87,5 – 108 МГц, радиолюбительские 144 – 146 МГц и 430 — 440 МГц, включая PRM (446 МГц) диапазоны, диапазон эфирного цифрового телевидения 480 — 590 МГц. Такой мобильный и простой измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает профессиональным измерительным приборам. Линейку шкалы легко дополнить, поменяв несколько номиналов в схеме или модульную плату.

Структурная схема для всех используемых диапазонов одинаковая.

Это задающий генератор (на транзисторе Т1) с параметрической стабилизацией частоты, который определяет необходимый диапазон перекрытия. Для упрощения конструкции, перестройка по диапазону осуществляется подстроечным конденсатором. На практике такая схема включения, при соответствующих номиналах, на стандартизированных чип-индуктивностях и чип-конденсаторах, проверялась вплоть до частоты 1300 МГц.

Фото 2. Генератор с ФНЧ на диапазоны 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

Фильтр нижних частот (ФНЧ) подавляет высшие гармоники более чем на 55 дБ, выполнен на контурах с катушками индуктивностями L 1, L 2, L 3. Конденсаторы параллельные индуктивностям образуют режекторные фильтры-пробки настроенные на вторую гармонику гетеродина, что и обеспечивает дополнительное подавление высших гармоник гетеродина.

Линейный усилитель на микросхеме имеет нормированное выходное сопротивление 50 Ом и для данной схемы включения развивает мощность от 15 до 25 мВт, достаточную для настройки и проверки параметров антенн, не требующую регистрации. Именно такую мощность на выходе имеет высокочастотный генератор Г4 – 176. Для простоты схемы ФНЧ на выходе микросхемы отсутствует, поэтому подавления высших гармоник генератора на выходе ухудшилось на 10 дБ.

Микросхема ADL 5324 предназначена для работы на частотах от 400 МГц до 4-х ГГц, но практика показала, что она вполне работоспособна и на более низких частотах УКВ диапазона.

Питание генераторов осуществляется от литиевого аккумулятора с напряжением до 4,2 вольта. Устройство имеет разъём для внешнего питания и подзарядки аккумулятора и высокочастотный разъём для подключения внешнего счётчика, а самодельный КСВ-метр может служить индикатором уровня.

Генератор диапазона 87.5 – 108 МГц.

Параметры. Реальная перестройка частоты составила 75 – 120 МГц. Напряжение питания V п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 25 мВт (V п = 4 В). Выходное сопротивление R вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 40 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне 87,5 – 108 МГц менее 2 дБ. Ток потребления не более 100 мА (V п = 4 В).


Рис. 1. Генератор диапазона 87,5 — 108 МГц.

Рис. 2.
На рис. 2. представлен эскиз монтажа задающего генератора на частоту 115,6 – 136 МГц. Этот генератор используется в роли гетеродина в преобразователе суперсверхрегенеративного приёмник а и в тюнере FM c двойным преобразованием частоты. Перестройка генератора осуществляется с помощью переменного резистора, изменяющего напряжение на варикапе.

Генератор радиолюбительского диапазона 144 — 146 МГц.

Параметры. Реальная перестройка частоты при этом составила 120 – 170 МГц. Напряжение питания V п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 20 мВт (V п = 4 В). Выходное сопротивление R вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более 100 мА (V п = 4 В).

В генераторе катушка индуктивности уменьшается до 10 витков (диаметр оправки 4 мм, диаметр провода 0,5 мм). Номиналы конденсаторов ФНЧ уменьшились.

Генератор радиолюбительского диапазона 430 – 440 МГц.

Параметры. Реальный диапазон перестройки при указанных номиналах составил 415 – 500 МГц. Напряжение питания V п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V п = 4 В). Выходное сопротивление R вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне 430 – 440 МГц менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА (V п = 4 В).

Фото 6. Конструкция генератора на диапазон 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

Генератор диапазона эфирного цифрового телевидения 480 – 590 МГц.

Параметры. Реальный диапазон перестройки при указанных номиналах составил 480 – 590 МГц. Напряжение питания V п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V п = 4 В). Выходное сопротивление R вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА (V п = 4 В).


Рис.3 Генератор диапазона 480 — 490 МГц.
Генератор диапазона 415 -500 МГц. Lг = 47 нГн. С3, С4 -5,6 пФ.

ВЧ генератор

Предлагаемый ВЧ-генератор является попыткой заменить громоздкий промышленный Г4-18А более малогабаритным и надёжным прибором. Обычно при ремонте и налаживании КВ-аппаратуры необходимо «уложить» КВ-диапазоны с помощью LC-контуров, проверить прохождение сигнала по ВЧ- и ПЧ-тракту, настроить отдельные контура в резонанс и т.д. Чувствительность, избирательность, динамический диапазон и другие важные параметры КВ-устройств определяются схемотехническими решениями, так что для домашней лаборатории не обязательно иметь многофункциональный и дорогой ВЧ-генератор. Если генератор имеет достаточно стабильную частоту с «чистой синусоидой», значит, он подходит радиолюбителю. Конечно, считаем, что в арсенал лаборатории также входят частотомер, ВЧ-вольтметр и тестер. К сожалению, большинство испробованных схем ВЧ-генераторов КВ-диапазона выдавало очень искажённую синусоиду, улучшить которую без неоправданного усложнения схемы не удавалось. ВЧ-генератор, собранный по приведённой на рис.1 схеме, зарекомендовал себя очень хорошо (получалась практически чистая синусоида во всём КВ-диапазоне)

В данной конструкции использован конденсатор переменной ёмкости типа КПВ-150 и малогабаритный переключатель диапазонов ПМ (11П1Н). С данным КПЕ (10…150 пФ) и катушками индуктивности L2…L5 перекрывается участок КВ-диапазона 1,7…30 МГц. По ходу работы над конструкцией были добавлены ещё три контура (L1, L6 и L7) на верхний и нижний участки диапазона. В экспериментах с КПЕ ёмкостью до 250 пФ весь КВ-диапазон перекрывался тремя контурами.

ВЧ-генератор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и размерами 50×80 мм. Дорожки и монтажные «пятачки» вырезаны ножом и резаком. Фольга вокруг деталей не удаляется, а используется вместо «земли». На рисунке печатной платы для наглядности эти участки фольги условно не показаны.

Вся конструкция генератора вместе с блоком питания (отдельная плата со стабилизатором напряжения на 9 В по любой схеме) размещена на дюралевом шасси и помещена в металлический корпус подходящих размеров. На переднюю панель выводятся ручка переключателя диапазонов, ручка настройки КПЕ, малогабаритный ВЧ-разъём (50-Омный) и светодиодный индикатор включения в сеть. При необходимости можно установить регулятор выходного уровня (переменный резистор сопротивлением 430…510 Ом) и аттенюатор с дополнительным разъёмом, а также проградуированную шкалу. В качестве каркасов катушек контуров использованы унифицированные секционные каркасы СВ и ДВ диапазонов от устаревших радиоприёмников. Количество витков каждой катушки зависит от ёмкости используемого КПЕ и первоначально берется «с запасом». При налаживании («укладке» диапазонов) генератора часть витков отматывается. Контроль ведётся по частотомеру. Катушка индуктивности L7 имеет ферритовый сердечник М600-3 (НН) Ш2,8х14. Экраны на катушки контуров не устанавливаются. Намоточные данные катушек, границы поддиапазонов и выходные уровни ВЧ-генератора приведены в таблице.

В схеме генератора, кроме указанных транзисторов, можно применить полевые КП303Е(Г), КП307 и биполярные ВЧ-транзисторы BF324, 25С9015, ВС557 и т.д. Конденсатор связи С5 ёмкостью 4,7…6,8 пФ — типа КМ, КТ, КА с малыми потерями по ВЧ. В качестве КПЕ желательно использовать высококачественные (на шарикоподшипниках). При жёстком монтаже, качественных деталях и прогреве генератора в течение 10…15 минут можно добиться «ухода» частоты не более 500 Гц в час на частотах 20…30 МГц. Форма сигнала и выходной уровень изготовленного ВЧ генератора проверялись по осциллографу С1-64А. На заключительном этапе наладки все катушки индуктивности (кроме L1, которая припаяна одним концом к корпусу) закрепляются клеем вблизи переключателя диапазонов и КПЕ.

Широкополосный генератор

Диапазон генерируемых частот-10 гц-100 мгц

Выходное напряжение-50 мв

Напряжение питания-1,5 в

Потребляемый ток-1,6 ма

Печатная плата и лицевая панель

Внешний вид

Простой генератор ВЧ

Для качественного налаживания приемной аппаратуры необходим генератор ВЧ сигналов. На рисунке показана схема такого генератора, работающего в двух диапазонах 1,6-7 Мгц и 7-30 Мгц. Плавная настройка — трех-секционным переменным конденсатором С1 с воздушным диэлектриком.

Диод Шоттки VD1 служит для стабилизации выходного ВЧ-напряжения в широком диапазоне перестройки частоты.

Максимальное выходное напряжение 4 V, регулируется перемен ым резистором R4.

Катушки L1 и L2 намотаны на ферритовых стержнях 2,8мм и длиной 12 мм из феррита 100НН. L1 — 12 витков ПЭВ 0,12, L2 -48 витков ПЭВ 0,12. Намотка рядовая. Катушка L3 намотана на ферритвом кольце 7 мм, всего 200 витков ПЭВ 0,12 внавал.

КВ генератор

Состоящем из 3.5 деталей и выдающем несколько ватт мощности на частоте в 400-500 мегагерц, достаточных для того, чтобы засвечивать газоразрядные приборы типа неонок, слегка обжигать пальцы и сообщать о себе частотомерам.

При наличии правильных транзисторов, понимания методик составления ВЧ плат и некотором везении можно значительно усилить эту конструкцию, подняв мощность до 40-50 ватт на той же частоте.

Транзисторы, которые работают на таких частотах и мощностях, уже значительно отличаются от привычных многим читателям моего скромного блога трёхногих TO-247, TO-220, и других корпусов, равно как и от «кирпичей». Форма их корпусирования в значительной степени диктуется поведением сигналов на высоких частотах. Обычно это квадрат или прямоугольник, характерного белого оттенка, с расположенными с двух или четырёх сторон позолоченными выводами довольно внушительной толщины. Стоят эти транзисторы также значительно дороже силовых инверторных, причём цена растёт пропорционально как мощности, так и частоте, и может доходить до сотен долларов за штуку и выше.

Для данной конструкции ВЧ транзистор с маркировкой MRF 6522- 70 был аккуратно выпаян из демонтированной платы GSM базовой станции. Как нетрудно заметить по даташиту, он может выдавать до 70 ватт на частоте в 900 мегагерц. Однако, для ввода его в такой режим необходимо довольно тщательно спроектировать плату — все эти характерные для высоких частот изгибы дорожек, гальванически никуда не подключенные куски фольги и прочие странные выверты, кажущиеся не особо осмысленными, но на деле влияющие на поведение сигнала, здесь уже совершенно необходимы. А на меньших мощностях и частотах на них можно забить и сделать плату банальным методом гравировки прорезей.

Принципиальных отличий конструкции от упоминавшегося выше нет. Разве что, в качестве резонатора взяты две медные полосы, определённой длины и размеров (расстояние между ними, их ширина и длина определяют L и С резонансного автогенераторного контура — они сами себе и индуктивность, и ёмкость).

Генератор потребляет по входу 18 вольт с током до 4 ампер, и довольно ощутимо разогревает радиатор. Принудительное охлаждение является совершенно необходимым для его работы, учитывая КПД в 50-60%. Кроме радиатора, довольно неплохо нагреваются пальцы, если поднести их поближе к медному резонатору. Принцип нагрева здесь тот же, что у продуктов в микроволновке (что убедительно опровергает бредни про резонансные явления в молекулах воды, которые якобы происходят на её рабочей частоте). Если поджечь факел на конце резонатора, то он успешно удерживается там продолжительное время — маленький светящийся шарик плазмы с размытыми краями, диаметром в 3-5 миллиметров.

Схема генератора прилагается:

Но самое интересное, ради чего я вообще начал всё это рассказывать, это явления, происходящие с разреженными газами на таких частотах. Поведение плазменного жгута начинает резко отличаться от стандартных изгибов, характерных для частот в десятки и сотни килогерц, использовавшиеся мною ранее (при работе с качером и т. д.). Довольно долго описывать при помощи текста все различия, достаточно просто посмотреть галерею изображений и приложенные видео. Наиболее интересным образом себя ведут, конечно, ксенон, криптон и их смеси с добавками. Поразительные сочетания оттенков, форм и движений создают ощущение, что в бутылке или колбе живое существо, приехавшее к нам прямиком из мифологии Лавкрафта или из чего-то подобного. Щупальца, присоски, резкие и в то же время плавные движения, зеленовато-призрачные оттенки как будто бы живая иллюстрация к рассказам о Ктулху и других жителях глубин.

Все четыре видео крайне заслуживают просмотра. Очень рекомендую.

Предлагаемый генератор работает в диапазоне частот от 26560 кГц до 27620 кГц и предназначен для настройки СВ-аппаратуры. Напряжение сигнала с » Вых. 1 » составляет 0,05 В на нагрузке 50 Ом. Имеется и «Вых.2». к которому можно подключать частотомер при налаживании приемников. В генераторе предусмотрена возможность получения частотно-модулированных колебаний. Для этого служит «Вх. мод.», на который подается низ-кочастотный сигнал с внешнего генератора звуковой частоты. Питание генератора производится от стабилизированного источника +12 В.потребляемый ток не превышает 20 мА. Задающий генератор выполнен на полевых транзисторах VT1. VT2. включенных по схеме «общий исток — общий затвор».

Генератор, собранный по такой схеме, хорошо работает на частотах от 1 до 100 МГц. потому что в нем применены полевые транзисторы с граничной частотой >100 МГц. Согласно проведенным исследованиям . этот генератор имеет кратковременную нестабильность частоты (за 10 с) лучшую, чем генераторы, выполненные по схемам емкостной и индуктивной трехточки. Уход частоты генератора за каждые 30 мин работы после двухчасового прогрева, а также уровни второй и третьей гармоник меньше, чем у генераторов, выполненных по схеме трехточки. Положительная обратная связь в генераторе осуществляется конденсатором С10. В цепь затвора VT1 включен колебательный контур С5…С8. L1. определяющий частоту генерации схемы. Через небольшую емкость С9 к контуру подключена варикапная матрица VD1. Подавая на нее низкочастотный сигнал, изменяем ее емкость и тем самым осуществляем частотную модуляцию генератора. Питание генератора дополнительно стабилизируется VD2. Высокочастотный сигнал снимается с резистора R6. включенного в истоковые цепи транзисторов. К генератору через конденсатор С 11 подключен широкополосный эмиттерный повторитель на VT3 и VT4. Преимущества такого повторителя приведены в . К его выходу через конденсатор С 15 подключен делитель напряжения (R14.R15). Выходное сопротивление по «Вых.1» равно 50 Ом. поэтому с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом к нему можно подключить схему с входным сопротивлением 50 Ом. например ВЧ-аттенюатор. опубликованный в [З]. К выходу эмиттерного повторителя подключен истоковый повторитель на VT5. Это позволило полностью исключить взаимное влияние нагрузок. подключенных к «Вых.1» и «Вых.2».

Детали. Конденсаторы Сб…С 10 — типа КТ6. Остальные конденсаторы: керамические — типа К10-7В. К10-17. электролитические — типа К50-35. Катушка L1 намотана на керамическом ребристом каркасе (размер по ребрам — 15 мм) посеребренным проводом диаметром 1 мм с шагом 2 мм. Количество витков — 6.75. Намотка производится нагретым проводом с «натягом». Дроссель L2 — от черно-белых ламповых телевизоров (можно использовать и другие) индуктивностью от 100 до ЗООмкГн. Резисторы — типа МЛТ-0.125. Полевые транзисторы можно применить любые из серии КПЗОЗ. еще лучше — из серии КП307. Высокочастотные разъемы Х1…ХЗ — типа СР50-73ФВ. Транзистор VT3 — любой высокочастотный прп-типа. VT4 — высокочастотный рпр-типа.

Литература
1. Котиенко Д.. Туркин Н. LC-генератор на полевых транзисторах. — Радио. 1990. N5. с.59.
2. Широкополосный повторитель напряжения. — Радио. 1981. N4. с.61.
3. ВЧ аттенюатор. — Радиолюбитель. KB и УКВ. 1996. N10. с.36.
4. Мухин В. Нестандартное поведение катушек индуктивности при нагревании. — Радиолюбитель. 1996. N9. с.13. 14.
5. Маслов Е. Расчет колебательного контура для растянутой настройки. — Радиолюбитель, 1995. N6. с. 14-16.

Генератор сверхнизкочастотных сигналов

Вам когда-нибудь требовалась синусоида, один цикл которой занимал 24 часа? Ну и я тоже.

Однако у меня есть наращивание ресниц, которое могло бы генерировать такие вещи, если бы они мне когда-нибудь понадобились.

Это хак, потому что он использует вещи, которые вы обычно не считаете способными это сделать.

Чтобы генерировать эти чрезвычайно медленные сигналы, вам понадобится:

  1.  ПК с аудиовыходом
  2.  Purr Data
  3. Программа Purr Data, которую я написал.
  4. Аудиоусилитель.
  5. Небольшая схема из диодов и конденсаторов, подключенная к выходу аудиоусилителя.

Это схема:

Патч Purr Data генерирует сигнал 16 кГц, который модулируется сигналом очень низкой частоты.

Маленькая схема представляет собой что-то вроде демодулятора АМ-сигналов.


Purr Data может генерировать синусоидальные волны любого периода (конечно, соблюдая ограничения частоты дискретизации).)  Самое интересное, что частота дискретизации устанавливает только верхний предел. Нет нижнего предела сигналов, которые может генерировать Purr Data.

Однако существует нижний предел того, что может воспроизводить аудиовыход звуковой карты, и есть нижний предел того, с чем может работать типичный усилитель.

Схема амплитудной модуляции обходит ограничения звуковой карты и усилителя, используя сигнал 16 кГц в качестве несущей. У звуковой карты и усилителя вообще нет проблем с этой частотой.

Демодулятор удаляет 16 кГц, точно так же, как демодулятор в AM-радиоприемнике удаляет несущую RF, оставляя только звук.

В этом случае остается только сигнал крайне низкой частоты.

Это сигнал частотой 42 миллигерца (период 24 секунды), сгенерированный с помощью этого хака. Программное обеспечение, которое я использовал для создания этого изображения, также является программным обеспечением, которое я тестировал, когда обнаружил, что мне нужно генерировать очень медленные сигналы.

Это программа, которую я написал для захвата изображений с аналогового осциллографа.На прошлой неделе я реализовал поддержку медленного времени развертки (менее 20 миллисекунд на деление), и мне нужно было опробовать ее. Это изображение было получено на аналоговом осциллографе с временем развертки 5 секунд на деление.

Патч Purr Data будет генерировать синусоидальные и прямоугольные волны. Он также будет генерировать постоянный ток, хотя вы не можете отрегулировать напряжение до определенного значения внутри программного обеспечения. Вы должны измерить его и отрегулировать уровень выходного сигнала и громкость усилителя, чтобы получить желаемое напряжение постоянного тока.

Выходной уровень такой же стабильный, как и ваш усилитель. Отрегулируйте выходной уровень на высокой частоте (например, 5 Гц), затем уменьшите частоту до 5-дневного периода, и уровень генерируемого сигнала останется прежним.

Вот оно. Немного софта, немного хлама из ящика для мусора, обычный аудиоусилитель, и у вас есть генератор крайне низкочастотных сигналов.

Online Tone Generator — генерирует чистые тона любой частоты

Вы можете повредить слух или динамики, если будете воспроизводить мелодии на экстремальной громкости. Люди плохо слышат звуки частотой < 20 Гц и > 10 000 Гц. Если вы увеличите громкость на своем устройстве, чтобы компенсировать это, вы можете подвергнуть себя воздействию вредных уровней звука, а ваши динамики — воздействию вредных токов. На всякий случай обратите внимание на уровень громкости, который позволяет вам слушать тон 1000 Гц без дискомфорта и не отклоняться слишком далеко. выше этого уровня, даже если вы плохо слышите, особенно в верхнем диапазоне, где ваш слух наиболее уязвим.

Инструкции

Чтобы воспроизвести постоянный тон, нажмите «Воспроизвести» или нажмите пробел .

Чтобы изменить частоту, перетащите ползунок или нажмите (клавиши со стрелками). Для регулировки частоты на 1 Гц используйте или нажмите Shift +  ← и Shift + → . Чтобы настроить частоту на 0,01 Гц, нажмите Ctrl +  ← и Ctrl + → ; чтобы отрегулировать его на 0,001 Гц, нажмите Ctrl + Shift +  ← и Ctrl + Shift+ → Чтобы вдвое/вдвое увеличить частоту (вниз/вверх на одну октаву), нажмите ×½ и ×2.

Чтобы изменить тип волны с синусоидальной (чистый тон) на прямоугольную/треугольную/пилообразную, нажмите кнопка.

Вы можете смешивать тона, открыв онлайн-генератор тонов. в нескольких вкладках браузера.

Для чего я могу использовать этот тон-генератор?

Настройка инструментов, научные эксперименты ( какая резонансная частота у этого бокала? ), тестирование звукового оборудования ( насколько низко звучит мой сабвуфер? ), проверка вашего слуха ( какую самую высокую частоту вы слышите? есть ли частоты ты слышишь только одним ухом? ).

Согласование частоты шума в ушах. Если у вас чистый шум в ушах, этот онлайн-генератор частоты может помочь вам определить его частоту. Знание частоты шума в ушах может помочь вам лучше ориентироваться в маскирующих звуках и Обучение частотной дискриминации. Когда вы найдете частоту, которая соответствует вашему шуму в ушах, обязательно проверьте частоты. на октаву выше (частота × 2) и на октаву ниже (частота × ½), так как их легко спутать тонов, отстоящих друг от друга на одну октаву.

Болезнь Альцгеймера. Некоторые ученые из Массачусетского технологического института серьезно изучают возможность того, что тона 40 Гц может обратить вспять некоторые молекулярные изменения в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера.Первоначальные исследования на трансгенных мышах дали многообещающие результаты, но (как это часто бывает) ранние испытания на людях показывают гораздо более мрачная картина. Ведутся дальнейшие исследования. Вот краткое изложение исследования и отчет пользователя, который пробовал терапию 40 Гц на своей жене. ( Обратите внимание, что этот тональный генератор не является медицинским прибором – я ничего не гарантирую! )

Комментарии

Вы можете оставлять комментарии здесь.

Поддержите этот сайт

Если вы используете онлайн-генератор тонов и считаете его полезным, поддержите его небольшим количеством денег.Вот сделка: Моя цель — продолжать поддерживать этот сайт, чтобы убедиться, что он остается совместимым с текущие версии браузеров. К сожалению, это занимает нетривиальное количество времени (например, вычисление неясная ошибка браузера может занять много часов работы), что является проблемой, потому что Я должен зарабатывать на жизнь. Пожертвования от замечательных, красивых пользователей, таких как вы, дают мне время, чтобы все работало.

Поэтому, если вы считаете, что этот тон-генератор того стоит, поддержите его деньгами, чтобы он оставался в сети.Сумма полностью зависит от вас — я прошу только то, что вы считаете справедливой ценой за ту ценность, которую вы получаете. Спасибо!

Недорогой функциональный генератор-усилитель DIY

Введение

Большинство функциональных генераторов способны работать только на пару сотен миллиампер, что нормально для большинства приложений. Если вам нужен больший выходной ток, вы можете выложить 400 долларов за профессиональный усилитель генератора сигналов, или вы можете сделать то же, что и я, и собрать его вместе менее чем за 40 долларов.

Генератор сигналов является незаменимым инструментом для разработки и тестирования электронных устройств. Вы можете обнаружить, что хотите, чтобы ваш мог выдавать больший ток. Вы можете протестировать конструкцию вашего блока питания, подав на него зашумленное напряжение питания, или посмотреть, как он будет справляться с определенной величиной входной пульсации. Если вы делаете подобные вещи регулярно, вы можете инвестировать в профессиональное оборудование. Но если у вас ограниченный бюджет или вам нужны такие вещи только изредка, продолжайте читать.

Предыстория

Когда я впервые начал изучать электронику в начальной школе, я мечтал построить все, что захочу. После покупки компонентов в единичном количестве у Digi-Key для моих первых нескольких проектов я усвоил печальный урок.

Самостоятельное изготовление почти всегда обходится дороже, чем покупка готового изделия.

Именно тогда я написал Золотое правило сборки электроники Тима:

«Я не буду строить то, что можно купить, если мое не будет лучше или дешевле.

Итак, прежде чем приступить к этому проекту, я проверил, есть ли на рынке недорогие устройства. Самым дешевым вариантом, который я смог найти, был Siglent SPA1010 чуть менее 400 долларов. Это устройство подойдет для большинства случаев, но имеет максимальный выходной ток всего 1,1 ампер, чего мне было недостаточно.

Рисунок 1 – Siglent SPA1010

Усилитель генератора сигналов своими руками

Не найдя дешевого варианта, я решил сконструировать собственный усилитель генератора сигналов.

Я надеялся, что смогу спроектировать усилитель на базе мощного операционного усилителя. Поиск операционного усилителя с самой высокой выходной мощностью на Digi-Key выявил OPA541 и OPA549.

OPA541 может работать с шинами +/- 35 В, тогда как OP549 может работать только с шинами +/- 30 В.

Так как больше напряжения = лучше , я выбрал OPA541.

Мне понравился этот выбор, и я почувствовал себя еще лучше, когда услышал в их подкасте, что ребята из Macrofab разрабатывают блок питания с использованием того же операционного усилителя.Теперь мне просто нужно было набросать схему и скомпоновать печатную плату (с огромным радиатором) для работы с OPA541.

Подожди, Тим! Не забывайте о своем золотом правиле!

Перед тем, как приступить к разработке, я решил посмотреть, есть ли какие-нибудь переходные платы для OPA541 (желательно с радиатором). Из обычных подозреваемых (Adafrut, Sparkfun и т.п.) ничего найти не удалось, а вот на Aliexpress кое-что нашел.

Как и большинство вещей на Aliexpress, это выглядело слишком хорошо, чтобы быть правдой.Я нашел коммутационную плату OPA541 с бесплатной доставкой за 35 долларов. Один только OPA541 стоит почти 22 доллара от Digi-Key в единственном экземпляре. Итак, я заказал один плюс несколько кабелей SMA-BNC по 3 доллара за штуку.

Рисунок 2. OPA541 стоит почти 22 доллара в одиночном разряде

Рисунок 3. Недорогие кабели SMA-BNC

Через несколько недель устройство прибыло и выглядело так, как рекламируется.

Как и ожидалось, усилитель пришел без документации. Схема выглядела простой, поэтому я знал, что при необходимости смогу перепроектировать ее. Вместо этого я решил включить его и посмотреть, что произошло. Было сразу очевидно, что он использует емкостную связь по переменному току, потому что он только усиливает сигналы переменного тока, игнорируя приложенное смещение постоянного тока.

Терять было нечего, написал продавцу на Алиэкспресс письмо с просьбой выслать схему.Я получил ответ из одного слова «электронная почта».

Я отправил ему свой адрес электронной почты, а он прислал мне ссылку и пароль на китайский файлообменник, на котором была схема устройства в формате PDF. Потрясающий!


*Нажмите, чтобы увеличить

Я заметил, что значения для многих компонентов неверны, поэтому я разметил схему, чтобы показать фактические значения. Схема немного запутана по моим меркам, но было легко увидеть, как она работает.Это двухкаскадный усилитель. Оба каскада настроены как неинвертирующие, причем первый имеет коэффициент усиления 3, а второй — коэффициент усиления 11, что дает общее усиление 33.


*Нажмите, чтобы увеличить

Самая безумная вещь, которую я обнаружил , заключалась в том, что операционный усилитель первого каскада — это OPA445, высоковольтный операционный усилитель, который стоит более 10 долларов за одну партию!

Это, плюс OP541 (который стоит 21 доллар), означает, что я получил 31 доллар только фишками за 35 долларов.Если предположить, что эти части законны, это хорошая сделка в моей книге. Даже если операционные усилители являются контрафактными, печатная плата, радиатор и разъемы по-прежнему стоят 35 долларов, если учесть, что моей альтернативой было разработать и изготовить их с нуля.


Рис. 4. Операционный усилитель для модуля OPA541

Ниже представлено сравнение деталей из Китая и деталей, приобретенных непосредственно у Digi-Key. Они не похожи друг на друга, поэтому я не уверен, что запчасти из Китая оригинальные.

Существует два варианта OPA541AP. У одного есть суффикс G3. Возможно, этим и объясняется разница между пакетами.

Если кто-то знает больше об этих микросхемах, пишите в комментариях.

Чтобы устройство могло усиливать постоянный ток, я заменил C4 и C5 резисторами 0 Ом. См. ниже, где я удалил C4, что позволило мне припаять на его место резистор 0 Ом.


Другие изменения

Я изменил общий коэффициент усиления на 10, чтобы упростить вычисления в уме.

Чтобы изменить усиление, я сделал следующее:

  • R2 изменен на 10k. Так как R1 уже был 10k, это установило коэффициент усиления первой ступени равным 2. [1+10k/10k = 2]
  • R4 изменен на 2,55k, а R7 изменен на 10,2k, что устанавливает коэффициент усиления второй ступени на 5. [1+10,2k/2,55k = 5]
  • Основные конденсаторы марки Sanyo были модернизированы конденсаторами Panasonic с номинальным напряжением 63 В, поскольку оригинальные конденсаторы были рассчитаны только на 35 вольт, несмотря на то, что схема требовала номинала 50 вольт.

 

Окончательная схема

Ниже приведена окончательная схема со всеми моими изменениями.


*Нажмите, чтобы увеличить


Тестирование

После завершения модификаций пришло время проверить производительность.

Я подключил усилитель к нашему Rigol DP832 и настроил DP832 на +/-30 вольт, как показано на схеме ниже.

Для первого теста я подал постоянный сигнал постоянного напряжения 2,5 вольта. Как и ожидалось, усилитель выдает постоянное напряжение 25 вольт благодаря нашему 10-кратному усилению. Мы подали выход на нашу программируемую нагрузку BK Precision 8600 и установили ее на 2,9 А, что близко к максимальному значению 3 А для нашего блока питания Rigol DP832. Мы смогли подать на программируемую нагрузку более 72 Вт! Милая!

Наш блок питания работал почти на максимальной выходной мощности в 3 ампера и выдавал 87.7 Вт. Поскольку он выдавал 87,7 Вт, а наша нагрузка потребляла 72,3 Вт, усилитель рассеивал разницу между этими двумя значениями, или 15,4 Вт.

Тепловое изображение (и ожог руки от прикосновения к OPA541) подтверждает, что усилитель нагревался.

Он стал горячим, но по-прежнему работал при температуре ниже предела 125°C, как показано во фрагменте технического описания ниже:

Чтобы свести к минимуму рассеивание тепла, мы должны не забыть установить напряжение питания всего на несколько вольт выше желаемого максимального выходного напряжения усилителя.Это уменьшит перепад напряжения и, следовательно, уменьшит мощность, рассеиваемую усилителем.

Затем я соединил две автомобильные лампочки на 12 В последовательно, чтобы они действовали как нагрузка, и подключил наш дифференциальный пробник осциллографа к нагрузке.

Затем я подключил функциональный генератор и настроил синусоиду 1 кГц с размахом 2,5 В.

 

Осциллограф показывает пик синусоидального сигнала ~25 В на частоте 1 кГц, как и ожидалось.

Ниже приведено видео, показывающее ту же установку, но с частотой 0,5 Гц.

Заключение

В целом, я вполне доволен своей инвестицией в 40 долларов. Несколько недель ожидания, за которыми последовали несколько минут пайки, стали хорошим дополнением к тестовому стенду. Это пригодится для тестирования будущих электронных конструкций.

Узнайте больше об услугах DMC по разработке встраиваемых систем и программированию для встраиваемых систем или свяжитесь с нами, чтобы начать разработку работающего решения.

Как построить генератор сигналов | Пользовательский

Как работает генератор сигналов?

Первая ступень генератора сигналов представляет собой ГУН, что означает генератор, управляемый напряжением. Этот ГУН состоит из операционных усилителей U3A и U3B, где U3A сконфигурирован как интегратор, а U3B сконфигурирован как триггер Шмитта. Когда входное напряжение подается на ГУН (через RV4), интегратор U3A интегрирует это постоянное напряжение, в результате чего выходной сигнал U3A имеет нисходящий устойчивый наклон (задний фронт треугольной формы волны).В конце концов, выходной сигнал интегратора становится ниже нижнего порога инвертирующего триггера Шмитта (U3B), что приводит к переключению выходного сигнала триггера Шмитта на 5 В. Когда это происходит, Q1 полностью насыщается, что приводит к разрядке C1 (через R3). Когда это происходит, выходной сигнал интегратора начинает расти (нарастающий фронт треугольной формы волны). В конце концов, этот выход пересекает верхний порог инвертирующего триггера Шмитта, что приводит к переключению выхода триггера Шмитта на 0 В.Это выключает Q1 и приводит к падению выходного сигнала интегратора, запуская весь процесс заново.

Сигнал ШИМ генерируется путем подачи сигнала треугольной формы (на выходе U3A) на операционный усилитель (U1A), сконфигурированный как компаратор. Положительный вход компаратора подключен к потенциометру (RV1), а отрицательный вход подключен к источнику сигнала треугольной формы. Когда треугольный сигнал превышает напряжение от потенциометра, выход переключается на 5 В.Когда треугольный сигнал опускается ниже напряжения от потенциометра, выход переключается на 0 В. Регулируя потенциометр, операционный усилитель U1A будет включаться и выключаться на разных уровнях, что приводит к прямоугольной волне ШИМ.

Каждый источник сигнала дополнительно подключен к буферу единичного усиления, за которым следует потенциометр. Буфер единичного усиления предотвращает влияние других цепей на ГУН, а потенциометр регулирует амплитуду выходной волны. Затем каждый сигнал подключается к другому буферу единичного усиления на конце для улучшения выходного импеданса.

Конструкция

Эта схема может быть изготовлена ​​с использованием стандартных методов конструирования, включая макетные платы без пайки, ленточные платы и печатные платы. К файлам проекта прилагается информация ЧПУ, необходимая для фрезерования вашего собственного генератора сигналов, включая код автоматического выравнивания. Рекомендуется, чтобы этот проект использовался вместе с коробкой проекта или кожухом, если намерение состоит в том, чтобы построить Ваш собственный станочный инструмент. Показанный здесь пример относится к открытому корпусу, чтобы показать внутреннюю проводку и методы сборки.

Функциональный генератор XR2206 DIY Kit и другие вкусности

Функциональный генератор является незаменимым элементом лабораторного оборудования электроники, но, к сожалению, такое дорогостоящее устройство недоступно среднему любителю электроники. Мы знаем, что существует множество самодельных конструкций, но самым популярным (и недорогим) китайским комплектом на рынке является тот, который основан на изящном чипе генератора функций XR2206. Основываясь на моем опыте, простой в сборке комплект функционального генератора XR2206 с частотой 1 Гц-1 мГц позволяет проводить различные рутинные измерения и эксперименты и предлагает более качественные синусоидальные, прямоугольные и треугольные выходные сигналы с умеренной стабильностью и точностью.В настоящее время этого более чем достаточно для небольшой лаборатории домашней электроники!

 

Набор для самостоятельной сборки XR2206

Когда вы покупаете набор для самостоятельной сборки, вам потребуется немного паять, и вы получите все необходимое для завершения проекта. Пакет также включает в себя довольно хороший прозрачный акриловый корпус, монтажное оборудование и брошюру с инструкциями, которым, я уверен, сможет следовать большинство производителей. К счастью, в комплект входят компоненты с отверстиями, а на двусторонней печатной плате есть надписи, которые четко указывают, где монтировать и припаивать каждый компонент.Кроме того, имеется качественный разъем для чипа XR2206, причудливые колпачки для перемычек и ручки для потенциометров.

 

 

Набор строительных ключей

Строительство будет проще простого, если вы знаете, что делаете! Как обычно, сначала припаяйте все низкопрофильные компоненты один за другим и, наконец, припаяйте гнездо микросхемы. Не забудьте обратить внимание на полярность электролитических конденсаторов и ориентацию микросхемы XR2206.Обрежьте ножки всех компонентов как можно короче, чтобы избежать случайного короткого замыкания. Ниже приведены несколько случайных снимков с моего рабочего места, сделанных, когда я собирал генератор функций, комплект «сделай сам» за 10 долларов, который я купил у китайского поставщика.

 

 

 

Советы по быстрой проверке

Когда строительство завершено и вы готовы запустить функциональный генератор, убедитесь в соблюдении полярности питания.Затем подайте 9–12 В постоянного тока (обычно 9 В) через входное гнездо постоянного тока. Вот указатель для создания синусоидальной волны 1 МГц (и прямоугольной волны) простым способом.

 

  • Короткие нижние два контакта (Tri/Sin) перемычки переключателя формы сигнала
  • Короткие верхние два контакта (65K-1M) перемычки выбора частоты
  • Поверните ручку потенциометра точной настройки, чтобы точно настроить частоту сигнала
  • Поверните ручку потенциометра грубой настройки для грубой настройки частоты сигнала
  • Поверните ручку потенциометра амплитуды, чтобы отрегулировать амплитуду выходного сигнала

 

 

Для питания можно использовать аккумулятор 6F22 9В, т.к. весь потребляемый ток очень низкий при 9В.Однако, если вы используете источник питания 9–12 В (никогда не превышайте 12 В), убедитесь, что это стабильный тип с очень низким выходным шумом и пульсациями. После успешного строительства и первого испытания, наконец, вы можете заключить сборку. Вам необходимо снять внешний защитный слой с панелей корпуса. Задача не очень сложная – просто намочить пресной водой и снять!

 

Кроме того, обратите внимание, что выходной сигнал прямоугольной формы не проходит контроль амплитуды. Ручкой можно регулировать только амплитуду синусоидальных/треугольных волн (и на нее также влияет входное напряжение питания).Обратитесь к приведенной ниже таблице технических характеристик, чтобы получить четкое представление о производительности вашего функционального генератора XR2206.

 

 

Первое впечатление

Набор для самостоятельной сборки функционального генератора XR2206 действительно дешевый и простой в сборке, который может быть удобен для большинства начинающих и энтузиастов электроники. В моей лаборатории он работал довольно хорошо, создавая почти идеальные квадратные, синусоидальные и треугольные сигналы. Вот случайные осциллограммы:

 

 

Подводя итог, если вы ищете простой комплект функционального генератора, дешевый и сборка которого занимает менее часа, этот комплект для вас.Вы также получите гордое дополнение к имеющимся у вас электронным лабораторным инструментам. Имейте в виду, что он не заменяет профессиональный генератор функций, тем не менее, выглядит довольно полезным для любителей / производителей электроники для ремонта / отладки определенных проектов и для целей обучения.

 

Мысли скрипача

В принципе, микросхема XR-2206 сама по себе представляет собой монолитную интегральную схему генератора функций, способную создавать высококачественные синусоидальные, прямоугольные, треугольные, пилообразные и импульсные сигналы с высокой стабильностью и точностью.Выходные сигналы могут быть как амплитудно, так и частотно модулированы внешним напряжением. Рабочая частота может быть выбрана извне в диапазоне от 0,01 Гц до более 1 МГц (https://www.sparkfun.com/datasheets/Kits/XR2206_104_020808.pdf). Так что у многих есть множество способов использовать его скрытые возможности!

 

Например, вы можете легко добавить встроенный дисплей частотомера, дополнительные входы модуляции AM/FM, выходы синхронизирующих сигналов, регуляторы амплитуды/смещения и т. д.просто путем включения небольшой схемы на основе микроконтроллера в конструкцию ядра. Кроме того, вы можете использовать ту же конструкцию для тестирования/сканирования обычных пьезопреобразователей, если есть возможность поднять выходную амплитуду близко или выше 70 Впик-пик. В этом официальном примечании к применению описывается конструкция и конструкция ядра такой полной системы функционального генератора, подходящей для лабораторного использования или любительского применения https://www.changpuak.ch/electronics/FG2206/tan005.pdf

 

(основная принципиальная схема для полной системы функционального генератора)

Ностальгический L8038!

Несмотря на то, что он не рекомендуется для новых конструкций, прецизионный генератор сигналов/генератор, управляемый напряжением, Intersil L8038 IC (http://eeshop.unl.edu/pdf/ICL8038.pdf), способный создавать высокоточные синусоидальные, прямоугольные, треугольные, пилообразные и импульсные сигналы с минимальным количеством внешних компонентов, по-прежнему доступен по низкой цене. Комплекты генератора сигналов «сделай сам» на основе L8038 также доступны во многих интернет-магазинах по цене менее 5 долларов. Итак, с несколькими баксами в руке,

сделайте простую попытку и просветитесь.

 

 

Здесь стоит отметить, что в техническом описании L8038 подразумевается, что все формы волны могут работать на частоте до 1 МГц, к сожалению, на этой более высокой частоте полезен только выходной сигнал прямоугольной формы.Как вы могли заметить с чипом XR2206, искажения на синусоидальной волне и линейность треугольной волны быстро падают выше 100 кГц (и имеют большие сбои). Хотя есть несколько факторов, которые делают его плохим, а не идеальным, генератор сигналов не является куском хлама — поверьте мне!

 

Перейти к DDS…

Теперь у вас есть пара дешевых и популярных микросхем генераторов функций — XR2206 от Exar и L8038 от Intersil. Тогда как насчет серьезной игры с одним устройством DDS (прямой цифровой синтезатор)? DDS, как вы, возможно, знаете, представляет собой метод создания аналогового сигнала (обычно синусоидального) путем генерации изменяющегося во времени цифрового сигнала и последующего цифро-аналогового преобразования (D/A).Несмотря на то, что перед нами открыты многие возможности для генерации частоты, метод DDS быстро завоевывает признание для удовлетворения потребностей в производстве частоты/формы сигнала, поскольку однокристальные устройства теперь могут легко генерировать программируемые аналоговые выходные сигналы с высоким разрешением, конечно, с более высоким уровнем точности. Подробное (также длинное) руководство по цифровому синтезу сигналов можно найти по адресу https://www.analog.com/media/cn/training-seminars/tutorials/450968421DDS_Tutorial_rev12-2-99.pdf.

 

 

Чрезвычайно популярной микросхемой DDS на нашем рынке является AD9833, который представляет собой программируемый генератор сигналов на основе DDS, работающий на частоте 5.5V с тактовой частотой 25 МГц. Устройства DDS, такие как AD9833, можно программировать через высокоскоростной последовательный периферийный интерфейс (SPI), и для генерации простых синусоидальных сигналов им требуется только внешний тактовый генератор. Когда дело доходит до покупки встроенных модулей генератора функций DDS в Интернете, вы должны ввести «AD9833», и вы получите множество предложений по цене около 10 долларов. Обратите внимание, что AD9833 не ограничивается чисто синусоидальными выходами — прямоугольные и треугольные сигналы также доступны на микросхеме AD9833 DDS. https://www.аналог.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9833.pdf.

 

Одним из основных преимуществ метода прямого цифрового синтеза является то, что его выходная частота может быть точно выбрана путем записи значения в регистр частоты, и калибровка не требуется (частота не будет дрейфовать со временем), поскольку форма сигнала получается из кварцевого генератора. . Ниже приведена схема внутренней схемы устройства DDS (спасибо Analog Devices). Основными компонентами являются накопитель фазы, средство преобразования фазы в амплитуду (часто справочная таблица синуса) и ЦАП.

 

 

В сочетании с микроконтроллером (отвечающим за пользовательский интерфейс и за отправку необходимых команд в AD9833, который создает сигналы) — например, Arduino — чертовски легко построить генератор сигналов, который может генерировать сигналы, охватывающие широкий диапазон от AF до РФ. Выходная частота может быть установлена ​​точно, и его также можно использовать в качестве генератора развертки для проверки частотной характеристики аудиосхем и многого другого. Я хотел бы еще немного рассказать о реальной сборке простого генератора функций DDS, который станет удобным дополнением к вашему набору инструментов для лаборатории электроники.Следите за обновлениями!

 

 

 

Спасибо:

 

  • ком
  • ком
  • ком
  • ком
  • ком
  • ком
  • экзар корпорация
Прецизионный генератор низкочастотных сигналов

— поделиться проектом

Модуль ATMEGA328P со встроенным LoRa и CAN-BUSВВЕДЕНИЕ В своем стремлении усовершенствовать свою систему телеметрии LoRa к настоящему времени я прошел через довольно много прототипов.Этот пост будет посвящен следующему дизайну узла. В связи с тем, что площадь, на которой я буду развертывать систему, довольно большая, но с примерно квадратными граничными линиями ограждения, я решил попробовать уменьшить количество узлов LoRa Radio, необходимых для покрытия всей области. Это открыло возможность использовать шину CAN-BUS для подключения узлов, работающих только с датчиками, к радиоузлу, чтобы они сообщали о состоянии при возникновении исключений, а также по запросам от радиоузла. Таким образом, устройство будет функционировать как шлюз LoRa-to-CAN-BUS с некоторой локальной автоматизацией для управления передачей данных на мастер-станцию.Эта концепция также может быть адаптирована для использования в других областях, таких как домашняя автоматизация или промышленная установка. В основе устройства я остановился на универсальной микросхеме ATMEGA328P, которая, если исключить текущую нехватку микросхем и текущие высокие цены, является очень недорогой микросхемой с множеством хорошо протестированных библиотек и относительно низкой кривой обучения, в значительной степени из-за его очень широкого использования в экосистеме Arduino. Компонент LoRa обрабатывается модулем RA-02 или даже RA-01H от AI-Tinker (не спонсируется).Это устройство, как мы видели в предыдущих прототипах, требует использования преобразователей логических уровней из-за того, что оно принимает только логические уровни 3,3 В. Хотя я мог бы избавиться от них, если бы запитал ATMEGA328P от 3,3 В, это вызвало бы две проблемы, одна из которых по-прежнему будет заставлять использовать преобразователи уровней… Я решил запустить ATMEGA328P на частоте 16 МГц, что в основном заставляет мне использовать 5v для питания чипа. Вторая причина не так очевидна, если вы внимательно не прочитаете несколько таблиц данных… Компонент CAN-Bus обрабатывается автономным контроллером SPI-to-CAN MCP2515, а также приемопередатчиком CAN-шины TJA1050. устройство только на 5В. Таким образом, теоретически я мог бы использовать преобразователи логических уровней только между MCP2515 и TJA1050, в то время как остальная часть схемы работает на 3,3 В … Учитывая, что я бы предпочел использовать ATMEGA328P на частоте 16 МГц, а также тот факт, что мой LoRa Radio Схема модуля со схемой преобразователя логического уровня работает очень хорошо, я решил не менять ее и оставить шину CAN на 5 В на всем протяжении, так как мне все равно придется использовать регулятор 5 В на печатной плате только для эта цель.Соединения ввода-вывода для модулей LoRa и CAN BUS Оба встроенных компонента ( Lora и CAN ) являются устройствами SPI. Это означает, что они имеют общие линии SCK, MISO и MOSI (обеспечиваемые на ATMEGA328P выводами D13, D12 и D11 соответственно. Затем индивидуальное устройство SPI дополнительно выбирается для работы с помощью вывода CE, по одному уникальному выводу на устройство). который устанавливается микроконтроллером на низкий уровень, чтобы указать устройству, что оно должно обратить внимание на данные, передаваемые по шине SPI … И LoRa, и CAN также используют другие контакты, LoRa нуждается в контакте сброса, подключенном к D9 , вывод CS/CE на D10, а также вывод аппаратного прерывания, подключенный к D2.(Обратите внимание, что это для использования с библиотекой LoRa Sandeep Mistry. Для библиотеки Radiolib потребуется дополнительный контакт, обычно подключенный к DIO1 на модуле LoRa. Устройство не обеспечивает доступ к этим контактам в его текущем макете, поэтому вы можете использовать только это с библиотекой Sandeep Mistry, по крайней мере на данный момент …) Модуль CAN использует вывод CE / CS на D4 с выводом IRQ на D6, который, хотя и не является выводом аппаратного прерывания, имеет функциональность PCINT. Контакты D10, D9 и D2 не размыкаются для доступа пользователя.хотя я решил дать доступ к D4 и D6, а также к шине SPI, D11, D12, D13, чтобы разрешить взаимодействие с логическими анализаторами или добавить к шине другие устройства SPI… Это подводит нас к очень интересному моменту. … Действительно ли два устройства SPI хорошо работают вместе? и что я имею в виду под «хорошо играть вместе»? Чтобы ответить на этот вопрос, мы вынуждены сначала взглянуть на немного теории, а также понять фундаментальные различия между SPI и I2C… Разница между SPI и I2CБольшинство из нас будет хорошо знакомо с I2C, так как это очень распространенный протокол, используемый для подключения датчиков к микроконтроллеру.Он состоит всего из двух линий ввода-вывода, SDA для данных и SCL для часов. Каждое устройство на шине имеет собственный встроенный адрес, как и в случае расширителя ввода-вывода PCF8574, этот адрес можно выбрать между 0x20h и 0x27h. Все устройства совместно используют эти общие линии данных и будут реагировать только тогда, когда специально адресуется главным контроллером… Если вы случайно не поместите два устройства с одинаковым адресом на одну и ту же шину (если это вообще сработает), таким образом, чтобы неправильное устройство ответило на любой запрос данных…SPI, с другой стороны, работает по совершенно другому принципу, что делает его в несколько раз быстрее, чем I2c, при этом данные одновременно отправляются и принимаются активным устройством… SPI также известен как четырехпроводной протокол. Каждое устройство имеет как минимум 4 линии данных, а именно SCK (часы), MOSI (для данных, передаваемых ОТ ведущего устройства НА ведомое устройство), MISO (для данных, передаваемых НА ведущее устройство ОТ ведомого устройства) и CE или CS (чип). выберите ) pin.SCK, MISO и MOSI являются ОБЩИМИ для всех устройств, что означает, что они являются общими для всех из них.CE/CS — это уникальный контакт для КАЖДОГО устройства, а это означает, что если у вас есть четыре устройства SPI на шине, вам нужно будет иметь четыре отдельных контакта CE/CS! Устройство будет или, скорее, должно реагировать только на данные на SPI- BUS, ЕСЛИ мастер переводит соответствующий вывод CE/CS в НИЗКИЙ уровень. Теперь вам должно очень быстро стать ясно, что это может превратиться в очень, очень сложный беспорядок, очень быстро. Возьмем очень хороший пример. модуль дисплея SPI ST7789 имеет дешевую версию, обычно продается на Ali-express, а также в других интернет-магазинах.Этот конкретный модуль, я полагаю, чтобы упростить его использование, имеет вывод CE / CS, который по умолчанию внутренне опущен на землю … Так что насчет этого, спросите вы? Что в этом плохого, ведь это экономит вам пин-код ввода-вывода? На самом деле это очень неправильно, факт, который вы очень быстро обнаружите, если когда-либо пытались использовать один из этих дисплеев на шине SPI вместе с другими устройствами SPI… Ничего не будет работать, или будет работать только дисплей (если вы повезло) Но почему? Вытягивание CE/CS LOW сигнализирует микросхеме, что она должна реагировать на инструкции на общих линиях SCK, MISO и MOSI.если штифт находится внутри НИЗКОГО уровня, это заставляет этот чип всегда реагировать, даже когда он не должен. Таким образом, загрязняя всю SPI-BUS мусором … Ответ на вопрос После этого очень многословного объяснения, которое все еще является чрезвычайно простым, пришло время вернуться к нашему первоначальному вопросу: Sx127x ( RA-02 ) Модуль и MCP2515 Могут ли контроллер хорошо работать на одной шине? Ответ не однозначен, так как он сводится к тому, какие библиотеки вы используете… Помните, что библиотека должна сбрасывать вывод CE/CS устройства, с которым она хочет взаимодействовать.Некоторые библиотеки ошибочно полагают, что используются только они, и игнорируют тот простой факт, что они должны освобождать вывод CE/CS ПОСЛЕ КАЖДОЙ транзакции, чтобы освободить шину для других устройств, которые также могут ее использовать… Однако я могу сказать, что библиотека LoRa от Sandeep Mistry, а также библиотека mcp_can действительно хорошо сочетаются друг с другом. Эти две библиотеки не удерживают отдельные выводы CE/CS в НИЗКОМ состоянии и позволяют совместно использовать шину spi. Это не относится к описанному выше модулю ST7789, где аппаратное обеспечение фактически все время вытягивает штифт… Взглянем поближе на печатную плату Давайте поближе познакомимся с печатной платой. Модуль Ra-02 (LoRa) занимает большую часть левой стороны печатной платы, а ATMEGA328P — справа. RA-02 окружен преобразователями уровня с использованием N-канального мосфета BSS138 и резисторов 10 кОм (от Q1 до Q6, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R8, R9, R10, R11, R12, R13). ) C1 и C2 — шунтирующие конденсаторы для модуля Ra-02. В левом нижнем углу у нас есть кнопка аппаратного сброса, для сброса ATMEGA328P, с желтой перемычкой (h2) рядом с ней.Эта перемычка управляет балластным резистором 120 Ом (R17) для шины CAN. Удаление перемычки удалит балласт. Непосредственно под ним находится разъем CAN, помеченный как U5, где CH обозначается как CAN-H, а CL — как порты CAN-L. U3 и U4 вместе с R18, R19, X2, C16, C17 составляют компоненты CAN на печатной плате. Развязка обеспечивается C6, C7, C8, а также C9 и C12 (также включает развязку ATMEGA328P). Заголовок программирования ICSP предоставляется выше U1 (ATMEGA328P) для использования с USPASP, AVRASP или Arduino в качестве интернет-провайдера и т.п.На плате не предусмотрен преобразователь USB в последовательный порт, возможна последовательная загрузка, загружаемая с помощью загрузчика Arduino для Arduino NANO (чтобы использовать все аналоговые входы). Контакты RxD, TxD и DTR выведены на противоположные стороны печатной платы, а также доступ к контактам 3,3 В, 5 В и GND. Предусмотрена розетка постоянного тока. он может принимать до 12 В постоянного тока, хотя я бы рекомендовал не превышать 7,2 В, чтобы не слишком нагружать регуляторы LDO на задней панели печатной платы (LDO1 и LDO2). на картинке выше я подключил преобразователь USB-to-Serial, а также CAN-BUS к устройству.Принципиальная схема Подробные принципиальные схемы представлены ниже: Лист 1 (вверху) относится к ATMEGA328p и поддерживающей его схеме, а также к источнику питания через регуляторы LDO. Лист 2 (внизу) относится к преобразователям логического уровня, RA-02. (Sx1278) Модуль LoRa, контроллер CAN-BUS и схема приемопередатчика. Программное и микропрограммное обеспечение Чтобы протестировать этот модуль, я использовал библиотеку mcp_can от Cory J Fowler для части CAN-Bus, а также Arduino-LoRa от Sandeep MistryКомбинированный пример, использующий одновременно LoRa и CAN, будет выпущен вместе со следующей частью проекта, а именно модулем CAN-Relay.

Самодельный генератор сигналов с широтно-импульсной модуляцией

Эта схема очень проста и имеет фантастический диапазон потенциальных применений.Два потенциометра (переменные резисторы) позволяют независимо изменять частоту и ширину импульса, не влияя друг на друга, как в супер простом генераторе сигналов.

С помощью поворотного переключателя можно регулировать емкость времязадающего конденсатора (C1). Это позволяет регулировать частоту во всем диапазоне, поддерживаемом таймером 555.

Для управления шириной импульса используется отдельная микросхема (LM393), чтобы она не влияла на частоту. LM393 представляет собой «маломощный двойной компаратор с низким напряжением смещения». Потенциометр (VR2) используется как часть делителя напряжения, чтобы можно было плавно изменять напряжение на инвертирующем входе компаратора.Это напряжение определяет ширину импульса конечного выходного сигнала.

Нравится эта схема? Ознакомьтесь с нашим ассортиментом схем широтно-импульсной модуляции.

IC1 ЛМ555
IC2 ЛМ393
Р1 10к
Р2 10к
Р3 2,2к
Р4 10к
ВР1
ВР2 10к
С1 47 нФ
С2 4.7нФ
С3 470 пФ
С4 47пФ
SW1 4-полюсный поворотный

Поскольку ширина импульса зависит от входного напряжения на этом входе, можно использовать схему в сочетании с множеством роботизированных интерфейсных плат. Этот сигнал можно использовать для управления Н-мостом или силовым транзистором, который идеально подходит для изменения скорости двигателя постоянного тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.