Что такое генератор низких частот

Что такое генератор низких частот

Генераторы сигналов

Генераторы сигналов – приборы, позволяющие получать электрические, акустические и иного рода импульсы. Устройства бывают разных видов — обычно прибор подбирают под конкретную цель. Решающими факторами при выборе могут оказаться форма прибора, его статические функции и энергетические показатели. Устройство применяют в разных сферах — как в медицине, так и в быту (стиральные машины, микроволновки).

Историческая справка

Первый генератор был создан в 1887 году немецким физиком Германом Герцем. Прибор разрабатывался на основе индукционной катушки (или катушки Румкорфа). Он был искровым и вырабатывал электромагнитные волны. Потом история развивалась так:

• 1913 г. Другой немецкий ученый, Александр Мейснер, создал электронный генератор с ламповым каскадом и общим катодом.
• 1915 г. Появилась ламповая (или индуктивная) схема. Включение контура было автотрансформаторным, что отличало его от ранних изобретений. Идея принадлежала американскому физику Ральфу Хартли.
• 1919 г. На этот раз идея снова принадлежит американцам. Ученый Эдвин Колпитц создал устройство на электронной лампочке, подключаемое к колебательному контуру посредством емкостного разделителя напряжения.

Это было лишь начало. Позже инженерами разных стран было создано множество вариаций электронных генераторов.

Как устроен генератор сигналов?

Устройство генерирует импульсы различной природы для замера параметров электронных приборов. Большинство генераторов работает только при наличии входного импульса, амплитуда которого постоянно меняется.

Стандартная модель сигнального генератора состоит из нескольких частей:

1. Экран на передней панели. Нужен для отслеживания колебаний и управления ими.
2. Редактор. Расположен в верхней половине экрана. Позволяет выбрать функцию.
3. Секвенсор. Размещён чуть ниже редактора, дает информацию о частоте колебаний.
4. Регулятор. Контролирует и настраивает частоту изменений.
5. Выходы сигналов. Обычно располагаются под экраном в самом низу прибора. Рядом – кнопка включения оборудования.

Смещение сигнала и его амплитуда обычно регулируются 2 кнопками. Работа с файлами происходит через мини-панель. Она дает пользователю просмотреть результаты тестирования или сохранить их для будущего анализа.

Принцип действия

Рассмотрим схему действия на примере простейшего электронного генератора. Есть проводник и магнитное поле, по которому он движется. В качестве проводника обычно используют рамку.

Принцип действия таков:

1. Рамка крутится внутри поля и пересекает линии магнитной индукции, отчего образуется электродвижущая сила.
2. Электродвижущая сила воздействует на ток, который начинает двигаться по рамке.
3. Электроток проникает в наружную цепь за счет контактных колец.

Схема генератора похожа на схему усилителя. Разница в том, что у первого нет источника входного сигнала. Он заменяется сигналом положительной обратной связи (ПОС).

В процессе обратной связи (ОС) часть выходного сигнала направляется на входную цепь. Структура такого импульса задается спецификой цепи обратной связи. Чтобы обеспечить нужную периодичность колебаний, цепи ОС создают на базе LC или RC-цепей. Частота будет зависеть от времени перезарядки конденсатора.

После формировки в цепи ПОС сигнал отправляется на вход усилителя. Там он умножается в несколько раз и поступает на выход. Оттуда часть отправляется на вход посредством цепи ПОС и снова ослабляется, возвращаясь к исходному значению. Благодаря такой схеме внутри устройства поддерживается постоянная амплитуда выходного сигнала.

Как устроен генератор смешанных сигналов?

Принцип действия генератора смешанных импульсов направлен на то, чтобы ускорить образование сигналов и воспроизводить их с максимальной точностью. Передняя панель прибора снабжена органами управления для контроля самых важных и часто изменяемых параметров. Менее востребованные и редко используемые функции можно найти в меню на основном экране.

Регулятором уровня устанавливается амплитуда движения выходного сигнала. Амплитуду и смещение можно регулировать без входа в многоуровневую систему меню.

Отдельный регулятор также позволяет изменить частоту дискретизации путем изменения периодичности выходного сигнала. При этом форму последнего этот настройщик изменить не сможет. Такая функция есть лишь в меню на основном экране редактирования. Форму выбирают при помощи сенсорной панели или мышки. Пользователь открывает нужную страницу и просто заполняет бланк с цифровой клавиатуры или поворотной ручкой.

Виды генераторов сигналов

Приборы различаются по ряду характеристик. Например, по форме сигнала (синусоидальные, прямоугольные, в виде пилы), по частоте (низкочастотные, высокочастотные), по принципу возбуждения (независимое, самовозбуждение). Однако существует несколько основных видов — о них и расскажем подробнее.

Синусоидальный

Прибор усиливает первоначальный синусоидный код в десятки раз. На выходе получается частота до 100 МГц. При этом исходный синус, как правило, не превышает 50 МГц. Генераторы синусоидального импульса активно используют при проверке блоков питания, инверторов и другой высокочастотной техники, а также радиоаппаратуры.

Генератор низкочастотный

Ниже схема самого простого низкочастотного генератора. На ней видно, что в приборе присутствуют переменные резисторы. Они позволяют корректировать форму и частоту сигнала. Изменить силу импульса можно подключенным модулятором KK202.

Такой прибор подойдет для настройки аудиоаппаратуры (звуковых усилителей, проигрывателей). Наиболее доступным вариантом низкочастотного генератора является обычный компьютер. Достаточно скачать драйверы и подключить его к аппаратуре через переходник.

Генератор звуковой частоты

Стандартная конструкция с микросхемами внутри. Напряжение подается в селектор, а сам сигнал генерируется в одной или нескольких микросхемах. Частоту можно настраивать при помощи модуляционного регулятора. Прибор отличается более обширным диапазоном частоты, чем аналоги (до 2000 кГц).

Импульсы произвольной формы

Генераторы с импульсами произвольной формы имеют повышенную точность. Погрешность минимальная — до 3%. Выходной импульс подвергается тонкой регулировке с применением шестиканального селектора. Прибор вырабатывает частоту от 70 Гц.

Устройства делят по степени синхронизации. Зависит она от типа коннектора, который установлен в прибор. Поэтому сигнал может усиливаться за 15-40 ньютон-секунд. Некоторые модели работают на 2 режимах – линейном и логарифмическом. Режим меняется переключателем, за счет чего корректируется амплитуда.

Контроллеры сложных сигналов

В сборке присутствуют только многоканальные селекторы, так как приборы получают импульсы сложной формы. Сигналы многократно усиливаются, режим можно изменить при помощи регулятора. Вариацией такого прибора считается DDS (устройство по схеме прямого цифрового синтеза).

Базовая плата оборудуется микроконтроллерами, которые легко снимаются и ставятся на место. В некоторых моделях можно заменить микроконтроллер одним движением. Если редактор монтированный, ограничители установить нельзя. Прибор генерирует измерительный сигнал мощностью до 2000 кГц с погрешностью до 2%.

Генератор цифрового сигнала

Цифровые генераторы популярны, потому что отличаются высокой точностью. Пользоваться ими удобно, однако они нуждаются в тщательной настройке. Здесь стоят коннекторы KP300, резисторы достигают сопротивления от 4 Ом. Это позволяет добиться предельно допустимого внутреннего напряжения в схеме.

Области применения

Генераторы сигналов используют современные лаборатории разработчиков электронных и измерительных приборов. Одинаковые генераторы могут применяться в кабинетах от начального до продвинутого уровня.

Однако эти функциональные устройства применяют для настройки и тестирования оборудования и в областях, более доступных обывателю. Вот лишь неполный список устройств, которые используют генераторы:

• мобильные телефоны, техника для передачи данных, радио- и телеприемники;
• вычислительные приборы;
• инверторы, источники бесперебойного питания от электричества или импульсов;
• бытовые приборы (СВЧ-печи, стиральные и посудомоечные машины);
• измерительные приборы (амперметры, вольтметры, осциллографы);
• медицинская аппаратура (томографы, электрокардиографы, аппараты УЗИ).

Находчивые пользователи применяют устройства и для иных целей. Например, прибором Tektonix AFG 3000 измеряли емкости, а RStamp SMA100A хорошо показал себя в регулировке аэронавигационных систем.

Схемы простых генераторов низкой частоты

Генераторы низкой частоты (ГНЧ) используют для получения незатухающих периодических колебаний электрического тока в диапазоне частот от долей Гц до десятков кГц. Такие генераторы, как правило, представляют собой усилители, охваченные положительной обратной связью (рис. 11.7,11.8) через фазосдви-гающие цепочки. Для осуществления этой связи и для возбуждения генератора необходимы следующие условия: сигнал с выхода усилителя должен поступать на вход со сдвигом по фазе 360 градусов (или кратном ему, т.е. О, 720, 1080 и т.д. градусов), а сам усилитель должен иметь некоторый запас коэффициента усиления, KycMIN. Поскольку условие оптимального сдвига фаз для возникновения генерации может выполняться только на одной частоте, именно на этой частоте и возбуждается усилитель с положительной обратной связью.

Для сдвига сигнала по фазе используют RC- и LC-цепи, кроме того, сам усилитель вносит в сигнал фазовый сдвиг. Для получения положительной обратной связи в генераторах (рис. 11.1, 11.7, 11.9) использован двойной Т-образный RC-мост; в генераторах (рис. 11.2, 11.8, 11.10) — мост Вина; в генераторах (рис. 11.3 — 11.6, 11.11 — 11.15) — фазосдвигающие RC-це-почки. В генераторах с RC-цепочками число звеньев может быть достаточно большим. На практике же для упрощения схемы число не превышает двух, трех.

Расчетные формулы и соотношения для определения основных характеристик RC-генераторов сигналов синусоидальной формы приведены в таблице 11.1. Для простоты расчета и упрощения подбора деталей использованы элементы с одинаковыми номиналами. Для вычисления частоты генерации (в Гц) в формулы подставляют значения сопротивлений, выраженные в Омах, емкостей — в Фарадах. Для примера, определим частоту генерации RC-генератора с использованием трехзвенной RC-це-пи положительной обратной связи (рис. 11.5). При R=8,2 кОм; С=5100 пФ (5,1х1СГ9 Ф) рабочая частота генератора будет равна 9326 Гц.

Для того чтобы соотношение резистивно-емкостных элементов генераторов соответствовало расчетным значениям, крайне желательно, чтобы входные и выходные цепи усилителя, охваченного петлей положительной обратной связи, не шунтировали эти элементы, не влияли на их величину. В этой связи для построения генераторных схем целесообразно использовать каскады усиления, имеющие высокое входное и низкое выходное сопротивления.

На рис. 11.7, 11.9 приведены «теоретическая» и несложная практическая схемы генераторов с использованием двойного Т-моста в цепи положительной обратной связи.

Генераторы с мостом Вина показаны на рис. 11.8, 11.10 [Р 1/88-34]. В качестве УНЧ использован двухкаскадный усилитель. Амплитуду выходного сигнала можно регулировать потенциометром R6. Если требуется создать генератор с мостом Вина, перестраиваемый по частоте, последовательно с резисторами R1, R2 (рис. 11.2, 11.8) включают сдвоенный потенциометр. Частотой такого генератора можно также управлять, заменив конденсаторы С1 и С2 (рис. 11.2, 11.8) на сдвоенный конденсатор переменной емкости. Поскольку максимальная емкость такого конденсатора редко превышает 500 пФ, удается перестраивать частоту генерации только в области достаточно высоких частот (десятки, сотни кГц). Стабильность частоты генерации в этом диапазоне невысока.

На практике для изменения частоты генерации подобных устройств часто используют переключаемые наборы конденсаторов или резисторов, а во входных цепях применяют полевые транзисторы. Во всех приводимых схемах отсутствуют элементы стабилизации выходного напряжения (для упрощения), хотя для генераторов, работающих на одной частоте или в узком диапазоне ее перестройки, их использование не обязательно.

Схемы генераторов синусоидальных сигналов с использованием трехзвенных фазосдвигающих RC-цепочек (рис. 11.3)

показаны на рис. 11.11, 11.12. Генератор (рис. 11.11) работает на частоте 400 Гц [Р 4/80-43]. Каждый из элементов трехзвен-ной фазосдвигающей RC-цепочки вносит фазовый сдвиг на 60 градусов, при четырехзвенной — 45 градусов. Однокаскадный усилитель (рис. 11.12), выполненный по схеме с общим эмиттером, вносит необходимый для возникновения генерации фазовый сдвиг на 180 градусов. Заметим, что генератор по схеме на рис. 11.12 работоспособен при использовании транзистора с высоким коэффициентом передачи по току (обычно свыше 45. 60). При значительном снижении напряжения питания и неоптимальном выборе элементов для задания режима транзистора по постоянному току генерация сорвется.

Звуковые генераторы (рис. 11.13 — 11.15) близки по построению к генераторам с фазосдвигающими RC-цепочками [Рл 10/96-27]. Однако за счет использования индуктивности (телефонный капсюль ТК-67 или ТМ-2В) вместо одного из ре-зистивных элементов фазосдвигающей цепочки, они работают с меньшим числом элементов и в большем диапазоне изменения напряжения питания.

Так, звуковой генератор (рис. 11.13) работоспособен при изменении напряжения питания в пределах 1. 15 В (потребляемый ток 2. 60 мА). При этом частота генерации изменяется от 1 кГц (ипит=1,5 В) до 1,3 кГц при 15 В.

Звуковой индикатор с внешним управлением (рис. 11.14) также работает при 1)пит=1. 15 В; включение/выключение генератора производится подачей на его вход логических уровней единицы/нуля, которые также должны быть в пределах 1. 15 В.

Звуковой генератор может быть выполнен и по другой схеме (рис. 11.15). Частота его генерации меняется от 740 Гц (ток потребления 1,2 мА, напряжение питания 1,5 В) до 3,3 кГц (6,2 мА и 15 В). Более стабильна частота генерации при изменении напряжения питания в пределах 3. 11 В — она составляет 1,7 кГц± 1%. Фактически этот генератор выполнен уже не на RC-, а на LC-эле-ментах, причем, в качестве индуктивности используется обмотка телефонного капсюля.

Низкочастотный генератор синусоидальных колебаний (рис. 11.16) собран по характерной для LC-генераторов схеме «емкостной трехточки». Отличие заключается в том, что в качестве индуктивности использована катушка телефонного капсюля, а резонансная частота находится в диапазоне звуковых колебаний за счет подбора емкостных элементов схемы.

Другой низкочастотный LC-генератор, выполненный по каскодной схеме, показан на рис. 11.17 [Р 1/88-51]. В качестве индуктивности можно воспользоваться универсальной или стирающей головками от магнитофонов, обмотками дросселей или трансформаторов.

RC-генератор (рис. 11.18) реализован на полевых транзисторах [Рл 10/96-27]. Подобная схема используется обычно при построении высокостабильных LC-генераторов. Генерация возникает уже при напряжении питания, превышающем 1 В. При изменении напряжения с 2 до 10 6 частота генерации понижается с 1,1 кГц до 660 Гц, а потребляемый ток увеличивается, соответственно, с 4 до 11 мА. Импульсы частотой от единиц Гц до 70 кГц и выше могут быть получены изменением емкости конденсатора С1 (от 150 пФ до 10 мкФ) и сопротивления резистора R2.

Представленные выше звуковые генераторы могут быть использованы в качестве экономичных индикаторов состояния (включено/выключено) узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности, светоизлучающих диодов, для замены или дублирования световой индикации, для аварийной и тревожной индикации и т.д.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Генератор частот

Генератор частот — это прибор, который может выдавать колебания электрического сигнала различной формы, частоты, амплитуды, продолжительности и так далее. Он используется для разработки радиоэлектронной аппаратуры, а также для ремонта в виде генератора тестовых сигналов. Для профессионального электронщика считается незаменимым устройством на рабочем столе.

Описание генератора частоты

Ко мне прямиком из Китая приехал генератор частот. Как вы видите, он представляет из себя довольно таки солидный прибор.

На лицевой панели генератора частот мы видим множество различных кнопок и крутилок. Эта крутилка предназначена для того, чтобы уменьшать или увеличивать амплитуду сигнала.

Эти кнопки предназначены для изменения формы сигналов.

Здесь можно увидеть такие сигналы, как

Далее с помощью кнопок можно выбрать нужный диапазон, а также подключить какой-либо внешний сигнал.

Под внешним счетчиком здесь имеется ввиду какой-либо периодический сигнал с какого-нибудь генератора частоты либо схемы. Подавая такой сигнал на разъем нашего генератора частоты, мы с легкостью можем определить частоту неизвестного сигнала вплоть до 10 Мегагерц. То есть в данном случае генератор функций выполняет роль частотомера.

Далее идут разъемы.

VCF – Voltage Controlled Frequency. По нашему ГУН. Расшифровывается как Генератор Управляемый Напряжением. Само название говорит нам о том, что мы можем менять частоту сигнала с генератора частоты, подавая на этот разъем какое-либо напряжение. В зависимости от того, какая будет амплитуда подаваемого напряжения, такая и будет частота на выходе генератора частоты.

TTL OUT. ТТЛ – Транзисторно-Транзисторная-Логика. OUT – выход. Этот выход предназначен для тактирования логических микросхем, построенных на так называемой транзисторно-транзисторной логике. То есть это логические элементы, которые в своем составе имеют только биполярные транзисторы и резисторы. Такие микросхемы делают в основном на питание +5 В.

Логический ноль – это уровень напряжения от 0 и до +0,5 В. Уровень логической единички от 2,4 и до +5 В. Поэтому, с этого выхода мы получаем прямоугольный периодический сигнал с чередующимися нулями и единицами: 0101010101… Частоту такого сигнала выставляем с помощью крутилки и кнопок выбора диапазона.

OUTPUT. Выход с генератора. Именно с этого разъема мы и получаем необходимый нам сигнал с генератора функций.

Также небольшой интерес могут представлять из себя кнопки

Написано “attention”, что значит “внимание”. На самом деле там должно быть написано “attenuator”. Аттенюатор – слово не наше, означает как “ослабить, смягчить”. Видать, китайцы сэкономили на переводчике с китайского на английский ). Итак, что за кнопочки -20dB и -40dB? dB – это децибелы. А пока вот вам ссылочка на онлайн-калькулятор. Я за вас уже все посчитал. -20dB это значит, что мы можем ослабить выдаваемый генератором сигнал в 10 раз. -40dB – в 100 раз. А если нажмем сразу на 2 кнопочки разом, то у нас в сумме получится -60dB. Следовательно, мы можем ослабить сигнал в 1000 раз.

Как работает генератор частот

Для того, чтобы наблюдать форму сигнала, которую выдает генератор частот, мы будем использовать цифровой осциллограф.

Итак, мы хотим получить синусоидальный сигнал с частотой в 2 МГц и амплитудой в 5 Вольт. Для этого я выставляю на своем генераторе частоты 2 МГц, синус, размах сигнала 10 Вольт. Размах = 2 амплитуды сигнала.

и получаю вот такую осциллограмму. Как вы видите, генератор частот прекрасно справился со своей задачей.

Как изменить форму сигнала

Для того, чтобы получить некоторые нестандартные сигналы, типа пилы или прямоугольных сигналов с различной скважностью, нам придется задействовать

вот эту кнопочку и крутилку

Пару слов о скважности. Это параметр применяется к прямоугольной форме сигналов.

Величина D (Duty), обратная величине S, называется коэффициентом заполнения

Иллюстрация сигналов с различным коэффициентом заполнения

На экране осциллографа это может выглядеть вот так

Можем также из треугольного сигнала получить пилообразный сигнал

Иногда требуется добавить постоянную составляющую в сигнал. Для этого используем вот эту кнопочку и крутилку.

Смысл этой операции заключается в том, что к переменному току мы добавляем постоянный ток. Если объяснить графически, то это будет выглядеть вот так.

Как вы видите, эта функция без проблем работает в этом генераторе частоты

А также мы без проблем можем замерить этим генератором частот какую-либо частоту, например, с другого генератора. Выставили 15 КГц, он нам тоже показал 15 КГц. Все работает как надо!

Где купить генератор частот

Очень большой выбор генераторов частот можно найти на Алиэкспрессе, н ачиная от простых дешевых

и заканчивая профессиональными

Похожие статьи по теме «генератор частот»

Генераторы низкой частоты

(ГНЧ) используют для получе­ния незатухающих периодических колебаний электрического юка в диапазоне частот от долей Гц до десятков кГц. Такие гене­раторы, как правило, представляют собой усилители, охваченные положительной обратной связью (рис. 11.7, 11.8) через фазосдви- гающие цепочки. Для осуществления этой связи и для возбужде­ния генератора необходимы следующие условия: сигнал с выхода усилителя должен поступать на вход со сдвигом по фазе 360 гра­дусов (или кратном ему, т.е. 0, 720, 1080 и т.д. градусов), а сам усилитель должен иметь некоторый запас коэффициента усиле­ния, KyCM,N. Поскольку условие оптимального сдвига фаз для возникновения генерации может выполняться только на одной частоте, именно на этой частоте и возбуждается усилитель с по­ложительной обратной связью.

Для сдвига сигнала по фазе используют RC- и LC-цепи, кро­ме того, сам усилитель вносит в сигнал фазовый сдвиг. Для полу­чения положительной обратной связи в генераторах (рис. 11.1, 11.7, 11.9) использован двойной Т-образный RC-мост; в гене­раторах (рис. 11.2, 11.8, 11.10) — мост Вина; в генераторах (рис. 11.3 — 11.6, 11.11 — 11.15) — фазосдвигающие RC-це- почки. В генераторах с RC-цепочками число звеньев может быть достаточно большим. На практике же для упрощения схемы их число не превышает двух, трех.

Расчетные формулы и соотношения для определения ос­новных характеристик RC-генераторов сигналов синусоидаль­ной формы приведены в таблице 11.1. Для простоты расчета и упрощения подбора деталей использованы элементы с одинако­выми номиналами. Для вычисления частоты генерации (в Гц) в формулы подставляют значения сопротивлений, выраженные в Омах, емкостей — в Фарадах. Для примера, определим частоту генерации RC-генератора с использованием трехзвенной RC-це- пи положительной обратной связи (рис. 11.5). При R=8,2 кОм С=5100 пФ (5,1х10

9 Ф) рабочая частота генератора будет рав­на 9326 Гц.

Фазосдви- гающая цепочка, рис.

Наимено­вание це­почки или схемы

Частота генерации. Гц;

const. _ „ „ ( – ) R, Ом; С, Ф v RC

Коэфф. усиления усилителя, min

C1=C2=C; C3=C/0,207; R1=R2=R; R3=0,207R

Мост Вина

Для того чтобы соотношение резистивно-емкостных эле­ментов генераторов соответствовало расчетным значениям, крайне желательно, чтобы входные и выходные цепи усилителя, охваченного петлей положительной обратной связи, не шунтиро­вали эти элементы, не влияли на их величину. В этой связи для построения генераторных схем целесообразно использовать каскады усиления, имеющие высокое входное и низкое выход­ное сопротивления.

На рис. 11.7, 11.9 приведены «теоретическая» и неслож­ная практическая схемы генераторов с использованием двойно- ю Т-моста в цепи положительной обратной связи.

Генераторы с мостом Вина показаны на рис. 11.8, 11.10 |Р 1/88-34]. В качестве УНЧ использован двухкаскадный уси­литель. Амплитуду выходного сигнала можно регулировать по­тенциометром R6. Если требуется создать генератор с мостом Вина, перестраиваемый по частоте, последовательно с рези­сторами R1, R2 (рис. 11.2, 11.8) включают сдвоенный потен­циометр. Частотой такого генератора можно также управлять, заменив конденсаторы С1 и С2 (рис. 11.2, 11.8) на сдвоенный конденсатор переменной емкости. Поскольку максимальная емкость такого конденсатора редко превышает 500 пФ, удает­ся перестраивать частоту генерации только в области дос­таточно высоких частот (десятки, сотни кГц). Стабильность частоты генерации в этом диапазоне невысока.

На практике для изменения частоты генерации подобных устройств часто используют переключаемые наборы конденсато­ров или резисторов, а во входных цепях применяют полевые транзисторы. Во всех приводимых схемах отсутствуют элементы стабилизации выходного напряжения (для упрощения), хотя для генераторов, работающих на одной частоте или в узком диапазо­не ее перестройки, их использование не обязательно.

Схемы генераторов синусоидальных сигналов с использо­ванием трехзвенных фазосдвигающих RC-цепочек (рис. 11.3)

показаны на рис. 11.11, 11.12. Генератор (рис. 11.11) работает на частоте 400 Гц [Р 4/80-43]. Каждый из элементов трехзвен- ной фазосдвигающей RC-цепочки вносит фазовый сдвиг на 60 фадусов, при четырехзвенной — 45 градусов. Однокаскадный усилитель (рис. 11.12), выполненный по схеме с общим эмитте­ром, вносит необходимый для возникновения генерации фазо­вый сдвиг на 180 градусов. Заметим, что генератор по схеме на рис. 11.12 работоспособен при использовании транзистора с высоким коэффициентом передачи по току (обычно свыше 45…60). При значительном снижении напряжения питания и не­оптимальном выборе элементов для задания режима транзисто­ра по постоянному току генерация сорвется.

Звуковые генераторы (рис. 11.13 — 11.15) близки по по­строению к генераторам с фазосдвигающими RC-цепочками [Рл 10/96-27]. Однако за счет использования индуктивности (телефонный капсюль ТК-67 или ТМ-2В) вместо одного из ре- зистивных элементов фазосдвигающей цепочки, они работают с меньшим числом элементов и в большем диапазоне изме­нения напряжения питания.

Так, звуковой генератор (рис. 11.13) работоспособен при изменении напряжения питания в пределах 1…15 В (потребляе­мый ток 2…60 мА). При этом частота генерации изменяется от I кГц (ипит =1,5 В) до 1,3 кГц при 15 В.

Звуковой индикатор с внешним управлением (рис. 11.14) ткже работает при ипит =1… 15 В; включение/выключение гене­ратора производится подачей на его вход логических уровней единицы/нуля, которые также должны быть в пределах 1…15 В.

Звуковой генератор может быть выполнен и по другой схе­ме (рис. 11.15). Частота его генерации меняется от 740 Гц (ток по­требления 1,2 мА, напряжение питания 1,5 В) до 3,3 кГц (6,2 мА и 15 В). Более стабильна частота генерации при изменении напря­жения питания в пределах 3… 11 В — она составляет 1,7 кГц+1 %. Фактически этот генератор выполнен уже не на RC-, а на LC-эле- ментах, причем, в качестве индуктивности используется обмотка телефонного капсюля.

Низкочастотный генератор синусоидальных колебаний (рис. 11.16) собран по характерной для LC-генераторов схеме -емкостной трехточки». Отличие заключается в том, что в качест­ве индуктивности использована катушка телефонного капсюля, а резонансная частота находится в диапазоне звуковых колебаний за счет подбора емкостных элементов схемы.

Другой низкочастотный LC-генератор, выполненный по каскодной схеме, показан на рис. 11.17 [Р 1/88-51]. В качест­ве индуктивности можно воспользоваться универсальной или стирающей головками от магнитофонов, обмотками дросселей или трансформаторов.

RC-генератор (рис. 11.18) реализован на полевых транзи­сторах [Рл 10/96-27]. Подобная схема используется обычно при построении высокостабильных LC-генераторов. Генерация возни­кает уже при напряжении питания, превышающем 1 В. При изме­нении напряжения с 2 до 10 6 частота генерации понижается с 1,1 кГц до 660 Гц, а потребляемый ток увеличивается, соответст­венно, с 4 до 11 мА. Импульсы частотой от единиц Гц до 70 кГц и пыше могут быть получены изменением емкости конденсатора (; I (от 150 пФ до 10 мкФ) и сопротивления резистора R2.

Представленные выше звуковые генераторы могут быть использованы в качестве экономичных индикаторов состояния (включено/выключено) узлов и блоков радиоэлектронной аппа­ратуры, в частности, светоизлучающих диодов, для замены или дублирования световой индикации, для аварийной и тревожной индикации и т.д.

Цифровые генераторы низких частот: плюсы и минусы

Генератор – технология, преобразующая одну энергию в другую. В данном случае генератор частот – устройство, преобразующее энергию от источника питания в периодические колебания разнообразной формы. Если говорить простым языком – это электроприбор, создающий различающиеся по форме сигналы с определенной периодичностью.

Генератор низких частот

Генератор низкой частоты – это одна из разновидностей прибора, служащая для генерации разнообразных форм низкочастотных сигналов. Из-за низкой частоты слух человека не способен распознать такие звуки. К тому же период подобных сигналов может изменяться в пределах нескольких минут, что еще больше усложняет восприятие сигналов ухом человека.

Подобные устройства применяются для ремонта, настройки, испытаний различной радиотехнической аппаратуры, работающей в радиовещании, акустике, телевидении и др.

Принято считать, что частотность генератора низких частот варьируется от 20 Гц до 300 кГц. Однако практика показывает, что данные цифровые значения достаточно условны. Ученые усиленно работают над расширением диапазонов в обе стороны. Зачастую генератор низких частот не содержит модуляцию генерируемого сигнала, т.к. они сами и представляют из себя источники модулирующих колебаний.

В любительском использовании можно столкнуться с генераторами НЧ двух видов: гармонических и релаксационных колебаний.

Устройство низких частот имеет следующее строение:

1. Задающий генератор, который формирует сигналы с учетом определенной частоты и формы. Является автогенератором периодических сигналов. Предназначен для изменения энергии от источника в энергию электромагнитных колебаний. Схема этого генератора влияет на тип низкочастотного генератора: LC или RC.
2. Усилитель, создающий нужную мощность в указанном диапазоне для начала процесса. Усилитель содержит потен­циометр, который помогает менять напряжение от минимума до максимума. С помощью вольтметра измеряется напряжение на выходе, а затем поступает на выходное устройство. Его составляют аттенюатор и согласующий трансформатор.
3. Аттенюатор ослабляет выходной сигнал, а значит устанавливает нужную величину выходного напряжения.
4. С помощью согласующего трансформатора изменяется выходное сопротивление устройства, а значит согласовывается выходное сопротивление генератора и сопротивление нагрузки. Схема выходного устройства значительно влияет на выходное сопротивление прибора.
5. Блок питания, обеспечивающий питанием все блоки генератора с помощью преобразования напряжения сети переменного тока в постоянный ток.

Их взаимодействие представляет собой схему измерительного генератора низких частот.

Преимущества ГНЧ

Такой прибор имеет ряд преимуществ:

• Позволяют испытать, настроить и отремонтировать любую звуковую аппаратуру.
• В устройстве используются задающие генераторы RC-типа, имеющие простую конструкцию, стабильность колебаний на частоте, форме и величине выходного напряжения, что гарантирует легкость и надежность в использовании.
• Работа RC генератора основана на использовании частотно избирательных свойств RC цепей, включённых в цепь положительной обратной связи усилителя, что гарантирует максимальную точность в конечных показателях.
• Доступность и простота в использовании. Конструкция аппарата очень простая и не требует специализированной подготовки для ее использования. К тому же сам прибор не несет какой-либо опасности поэтому имеет широкое распространение среди гражданских масс.
• Широкий спектр применения. Прибор может быть использован не только в научных целях, но и в элементарных бытовых.
• Устройство работает с частотой звуков, недоступной человеческому слуху и большинству приборов, выводя показатели в цифровых значениях, т.е. информация становится простой и понятной в независимости от того, может ли человек самостоятельно проверить ее с помощью органов чувств.
• Обычно выходной усилитель генератора низких частот — двухтактный усилитель мощности, что дает возможность получения от устройства максимальной мощности при минимальных нелинейных искажениях.

Можно увидеть, что подобная техника имеет достаточно обширный ряд преимуществ, на которые стоит обратить внимание.

Недостатки ГНЧ

Несмотря на огромное количество плюсов, прибор имеет также и некоторые минусы:

• Отдача максимальной мощности возможна только в случае, если выходное сопротивление генератора равняется входному сопротивлению нагрузки. Это приводит к работе на согласованную нагрузку, но если условия не соблюдаются, то включается режим холостого хода. Во избежание такого используется согласующий трансформатор, однако присутствует он не везде и иногда требует дополнительной установки.
• LC-генераторы имеют громоздкий колебательный контур, который сложно перенастроить.
• При частотах выходного сигнала, стремящимися к нулю, возможен захват частот генераторов или иначе – самосинхронизация.

Однако представленные отрицательные стороны использования ГНЧ не являются слишком значительными, однако следует и на них обратить внимание.

Вывод

Рассматриваемый прибор получил распространение не только в научных кругах, но и в бытовых. Сейчас им активно пользуются не только в профессиональных сферах деятельности (на работе), но и для самостоятельного ремонта радиоинструментов, их проверки и перенастройки. Т.е. можно сказать, что ГНЧ полезен во всех сферах жизни, имея ряд преимуществ, главным из которых является простота в использовании и доступность.

При выборе частотного прибора нужно учитывать его функционал и максимальную частоту: чем большую частоту он может выдать, тем дороже будет стоить.

Что такое генератор низких частот

Александр Журенков, г. Запорожье
В статье подробно описана конструкция функционального генератора прямоугольных, треугольных и синусоидальных сигналов, предназначенного для проверки и настройки: электронных устройств бытовой техники, импульсных блоков питания, резонансных цепей электрических схем и аналогичной техники.

Лабораторный генератор НЧ

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

Кривенко Р.Ю.
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.

Низкочастотный генератор для радиолюбительской лаборатории

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

Иванов А.
Низкочастотный генератор является одним из необходимейших приборов в радиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты. Генератор НЧ может быть источником НЧ сигнала, необходимого для работы других приборов (измерительных мостов, модуляторов и др.).

ЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

Горчу к Н.В.
Речь идет не генераторе сигналов звуковой частоты, а именно о звуковом генераторе, -воспроизводящем звук. Причем, в весьма широком диапазоне частот — от 60 Hz до 20kHz (частота регулируется переменным резистором), используя в качестве звукоизлучателя подключенный на его выходе широкополосной динамик.
Зачем такой прибор может понадобиться? Например, для проверки микрофонов, или экспериментов с различными акустическими датчиками, чтобы в реальных условиях как они реагируют на звуки разных частот.

ГЕНЕРАТОР НЧ ДЛЯ РЕМОНТА АКУСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

Греков П.А.
Низкочастотный генератор является одним из необходимых приборов в радиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты. Генератор НЧ может быть источником НЧ сигнала, необходимого для работы других приборов (измерительных мостов, модуляторов и др.). Очень часто генератор НЧ используют при ремонте аудиотехники, но с его помощью сложно тестировать и ремонтировать пассивные акустические системы, так как для работы с генератором в паре требуется достаточно мощный УНЧ, сигнал с выхода которого подается на тестируемую акустическую систему.

Функциональный генератор

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

А.Н. Алексенцев, Р.В. Проць, г. Львов
В этой статье авторы предлагают две схемы низкочастотных функциональных генераторов, которые обладают близкими техническими характеристиками и отличаются схемными решениями отдельных функциональных узлов. При повторении конструкций можно выбрать любую из схем или такую комбинацию функциональных узлов этих схем, которая максимально удовлетворит предъявляемые к генератору требования.

Карманный плеер в роли генератора сигналов

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

А. Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Если вам для тестирования и настройки звуковоспроизводящих устройств потребовался генератор испытательных сигналов, то совсем не обязательно собирать сложное электронное устройство. Для этих целей можно воспользоваться карманным Flash плеером, в память которого можно записать сотни и тысячи испытательных сигналов различной формы, а помимо них, и реальные звуковые музыкальные композиции для субъективной оценки качества звучания звуковоспроизводящей аппаратуры.
Для использования в таком качестве подойдет любой карманный плеер средней и высокой ценовой категории с напряжением питания не ниже 3 В, имеющий на выходе для подключения стереонаушников хорошее качество звучания.

Простой НЧ генератор с переключаемой функцией выходных сигналов

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

Подготовил ЕЛ. Яковлев, г. Ужгород
При многих видах радиотехнических экспериментов и ремонте РТО очень часто требуются генераторы сигналов не только синусоидальной формы, но и другой, например, прямоугольной. В чешском журнале «Amaterske RADIO» [1] было дано описание такого устройства. Схема была выполнена на широко распространенных радиокомпонентах, поэтому она может заинтересовать и отечественных радиолюбителей.

Компактный генератор звуковой частоты

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Для конструирования и ремонта различной звуковоспроизводящей аппаратуры в числе различных измерительных и вспомогательных приборов желательно иметь генератор сигналов звуковых частот. Нередко такие генераторы, как промышленного изготовления (например, ГЗ-35, ГЗ-102), так и радиолюбительские, имеют большие габариты и вес, что в некоторых случаях создает неудобства, например, если генератор нужно перенести в другой кабинет или найти ему место на небольшом монтажном столе, школьной парте.

Ремонт выходного усилителя ГЗ-36

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»>

С.А. Елкин г. Житомир
Электрическая схема ГЗ-36 привлекает своей простотой, а конструкция — малыми габаритами и вполне приличными метрологическими параметрами.

Ещё статьи.

1. Звуковой генератор на микросхемах DBL5001 (5002)
2. Генератор на LM3809
3. ГЕНЕРАТОР ФИКСИРОВАННЫХ ЧАСТОТ
4. НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ГЕНЕРАТОР
5. Низкочастотный генератор на компараторе LM393
6. Настроечный генератор

Страница 1 из 2

• В начало
• Назад
• 1
• 2
• Вперёд
• В конец

Источник: nevinka-info.ru