Generatoare de forma de unda

Montajele prezentate, chiar si cele mai simple, îndeplinesc o serie de caracteristici specifice generatoarelor de funcţii:

— produc simultan trei forme de undă: sinusoidal, triunghiular şi dreptunghiular;

— amplitudinea semnalelor generate rămîne practic constantă pe-un domeniu larg de frecvenţe;

— factorul de distorsiune armonică a semnalului sinusoidal este cuprins între 9,8% şi 2,5%;

— nu prezintă distorsiuni de tip cross-over de racordare, de simetrie sau distorsiuni de limitare;

— frecvenţa este reglabilă printr-un potenţiometru simplu; "

— comutarea subdomeniilor de frecvenţă se face prin schimbarea unui singur condensator;

— au factor de acoperire pentru un subdomeniu de cel puţin 10:1.

Aceste generatoare funcţionează pe principiul integrării şi comparării de tensiune, producînd simultan semnal triunghiular si dreptunghiular, iar prin intermediul unui formator semnalul triunghiular este transformat în semnal sinusoidal.

Înainte de a trece la prezentarea detaliată a acestor generatoare, vom face cîteva precizări generale, valabile pentru toate montajele descrise.

O primă precizare se referă la formatorul sinusoidal, în cele mai multe generatoare de funcţii, el este realizat cu reţele de diode, comandate prin reţele rezistive de ponderare, asociate de obicei unor componente active (tranzistoare, amplificatoare operaţionale), precizia şi numărul componentelor folosite în cele două reţele determinînd factorul de distorsiune armonică a semnalului sinusoidal. Rezultă deci că pentru obţinerea unui factor redus de distorsiune (de exemplu, 0,25%) sînt necesare 10—16 diode sortate şi tot atîtea rezistenţe de precizie. Pentru amatori, această variantă nu este avantajoasă. Alte variante mai simple folosesc ca formator un tranzistor FET sau un dublet de diode.

La schemele prezentate mai jos am optat pentru varianta cu dublet de diode, deoarece este simplă şi ieftină.

în general, semnalul sinusoidal obţinut prin intermediul acestui tip de formator are distorsiuni cuprinse între 3% şi 5%. Printr-un artificiu deosebit de simplu, am reuşit să obţinem de la acest formator distorsiuni sub 1%, cu condiţia sortării celor două diode cu siliciu şi a asigurării simetriei şi liniarităţii semnalului triunghiular supus conversiei. Artificiul constă într-un reglaj care adaptează amplitudinea semnalului triunghiular la tensiunea de deschidere a diodelor, asigurindu-se astfel o deschidere gradata şi continuă a diodelor, evitîndu-se intrarea în regim de limitare forţată, aşa cum se foloseşte de cele mai multe ori acest formator.

Cu excepţia primelor două scheme de generatoare de funcţii, care folosesc diode cu germaniu, celelalte montaje folosesc diode cu siliciu, de comutaţie, tip 1N4148, 1N4448, 1N914 etc. sau joncţiuni valide ale tranzistoarelor cu siliciu din seria BC.

Pentru alimentarea generatoarelor de funcţii descrise mai jos se vor folosi surse clasice stabilizate cu diode Zener, capabile să debiteze un curent de 20—30 mA.

În încheiere, unele precizări cu privire la reglarea acestor generatoare; sînt necesare un osciloscop, un frecvenţmetru şi o punte pentru măsurarea distorsiunilor. Osciloscopul este necesar pentru vizualizarea formelor de undă; dacă este bine calibrat, poate fi folosit si pentru măsurarea frecvenţei. Aprecierea factorului de distorsiune armonică se poate face şi prin folosirea osciloscopului, dar este totuşi preferabilă o punte de distorsiuni.

Generator de funcţii cu componente discrete. Cel mai simplu generator de funcţii cu componente discrete uzuale este prezentat în figura 1. Acest generator produce semnale sinusoidale, triunghiulare şi dreptunghiulare, în domeniul de frecvenţe 20—20 000 Hz, repartizat pe trei subdomenii, cu factor de acoperire de 10:1.

Amatorii familiarizaţi cu schemele electronice vor constata că cele trei tranzistoare sînt conectate în configuraţie de amplificator operaţional, în varianta cea mai simplă. Bazele tranzistoarelor T1 şi T2 reprezintă intrările inversoare, . respectiv neinversoare, iar colectorul tranzistorului T3 constituie ieşirea acestui amplificator.

Modul de cuplaj al Ieşirii cu cele două intrări face din acest montaj cel mai simplu generator de funcţii cu componente discrete, funcţionînd pe baza integrării şi comparării de tensiune. Integrarea tensiunii de la ieşirea comparatorului, aflat într-una din cele două stări posibile, generează la bornele condensatorului o rampă, folosită ulterior pentru bascularea comparatorului. După basculare, tensiunea la ieşirea comparatorului va fi de polaritate inversă şi va determina la bornele condensatorului o rampă cu pantă inversă. După ce rampa atinge o tensiune-prag, comparatorul basculează din nou şi ciclul de încărcare/descărcare a condensatorului continuă,

producînd în acest fel oscilaţii. Generatorul produce simultan două forme de semnal: triunghiular pe intrarea inversoare (bază T1) şi dreptunghiular pe ieşire (colector T3).

Grupul de rezistente variabile conectate .între ieşire şi intrarea inversoare determină viteza de încărcare şi descărcare a condensatorului de temporizare, selectat prin S1, şi implicit frecvenţa de oscilaţie a generatorului.

Semnalul triunghiular este preluat printr-un condensator (pentru blocarea componentei continue) de la bornele condensatorului de temporizare şi aplicat formatorului realizat cu diodele D3 si D4. Tranzistoarele folosite vor fi cu siliciu, de mică putere, de tip BC107, 108, 171, 172, 173 etc. pentru T1 şi T2, respectiv BC177, 178 pentru T3. Diodele D1—D4 sînt diode cu germaniu de tip EFD108, 105, 106, 107 etc. Potenţiometrul P1 folosit pentru reglarea frecvenţei poate fi un potenţiometru multitură de la acordul selectoarelor din receptoarele de televiziune. Condensatorul de 3,3 μF va fi selectat din seria de 2,2 μF, care, datorită toleranţei de +100%, ating uşor valoarea de 3,3 μF. Comutatorul S1 poate fi de tip glisant, cu trei poziţii (CONECT).

Reglare, înainte de alimentarea generatorului, se vor poziţiona toate semireglabilele la jumătatea cursei. Se conectează un osciloscop la ieşirea de semnal triunghiular. Comutatorul S1 se trece în poziţia de mijloc. După alimentare se constată funcţionarea generatorului prin apariţia semnalelor triunghiulare (mai mult sau mai puţin simetrice) pe ecranul osciloscopului. Se poziţionează cursorul potenţiometrului P1 corespunzător valorii minime (punctul B). Din semireglabilul P5 se reglează simetria semnalului la frecvenţele situate în partea superioară a subdomeniilor. Se ajustează semireglabilul P2 pentru a obţine limita superioară de frecvenţă a acestui subdomeniu — selectat prin S1 —, respectiv 2 kHz. Se trece cursorul potenţiometrului P1 în punctul A. La aceste frecvenţe, situate la limita inferioară a subdomeniilor, simetria semnalului triunghiular se reglează din P3. Prin intermediul semireglabilului P4 se stabileşte frecvenţa minimă a sub-domeniului, adică 200 Hz.

Se conectează osciloscopul pe ieşirea de semnal sinusoidal. Se reglează P6 pentru obţinerea unui semnal cu o formă cît mai bună. Dacă reglajele anterioare de simetrie (P3 şi P5) au fost bine făcute, se poate obţine, prin reglarea optimă a lui P6, un factor de distorsiune armonică de aproximativ 3%.

Acest generator de funcţii oferă la ieşirea de semnal triunghiular o amplitudine de 1,3 Vvv, iar la cea de semnal dreptunghiular o amplitudine aproape egală cu tensiunea de alimentare, adică 15 Vvv.

Amplitudinea semnalului sinusoidal este de 80—100 mVrms, valoare suficientă pentru cele mai multe aplicaţii. Trebuie menţionat că impedanţa la ieşirile de semnal triunghiular şi sinusoidal este de aproximativ 30 kΩ. Din acest motiv, generatorul nu se va cupla la aparate cu intrări a căror im pedantă este sub această valoare. Pentru a asigura o impedanţă de ieşire mai mică, se poate adăuga un separator realizat după o schemă clasică de repetor pe emitor.

Generator de funcţii cu circuit· Integrate digitale (TTL) realizat cu circuitul integrat CDB400 (7400).

Schema este foarte simplă şi necesită puţine piese; componenta principală — circuitul integrat — face parte din setul „Generator de frecvenţă audio", produs de I.P.R.S.-Băneasa. Acesta împreună cu celelalte componente (comutator cu trei poziţii, condensatoare şi rezistenţe) pot fi procurate de la orice magazin de specialitate.

înainte de a trece la descrierea generatorului, vom face o scurtă prezentare a circuitului integrat CDB400. Este un circuit digital (logic), care operează deci cu niveluri logice la intrări şi ieşiri.

In cele ce urmează, vom nota nivelul logic O, corespunzător celui mai scăzut potenţial, cu L (LOW), iar nivelul logic 1, corespunzător celui mai ridicat potenţial, cu H (HIGH).

Circuitul integrat este produs în capsulă de plastic TO-116 cu 14 terminale; el conţine patru operatori sau porţi logice. Fiecare dintre cei patru operatori realizează funcţia logică binară ŞI-NU (NAND), care constă in faptul că la ieşirea unui operator va exista nivel H dacă una sau amîndouă intrările acestuia se află conectate la nivel L. Dacă amîndouă intrările se află la nivel H, ieşirea se află la nivel L. în ciuda simplităţii funcţiei realizate, circuitul poate fi folosit pentru realizarea unor scheme simple şi interesante, după cum se va vedea mai jos.

înainte de a trece la aplicaţii, vom reaminti, pentru începători, cîteva sfaturi pentru prevenirea distrugerii circuitelor integrate TTL:

— să nu depăşească tensiunea de alimentare de 5 V (max. 5,5 V);

— să nu se inverseze polaritatea sursei de alimentare;

— să nu se conecteze ieşirile la plusul sursei de alimentare;

— să nu se aplice pe intrări tensiuni mai mari de 5,5 V sau sub -1 V, chiar dacă circuitul integrat nu este alimentat.

O măsură de precauţie, uneori indispensabilă pentru buna funcţionare a montajelor, constă în decuplarea circuitului cu un condensator ceramic de 10—100 nF, conectat chiar pe pinii de alimentare (respectiv 7 şi 14).

Generatorul de funcţii (fig. 2) produce simultan semnale sinusoidale, triunghiulare şi dreptunghiulare, în domeniul 20—20 000 Hz. Acest domeniu este acoperit prin trei subdomenii cu factor de acoperire 10:1, repartizate astfel: 20—200 Hz, 200—2 000 Hz, 2—20 kHz. Dacă se Înlocuieşte comutatorul S1 cu altul avînd patru poziţii, la care se conectează condensatoare de 47 μF, 4,7 μF, 470 nF şi 47 nF, generatorul va acoperi domeniul de frecvenţă situat între 10 Hz—100 kHz.

Deoarece pentru realizarea acestui generator se folosesc trei porţi, se pot monta şi circuite integrate care au o poartă defectă. Din acest motiv, în schemă nu au fost indicate conexiunile la circuit, urmînd ca ele să fie stabilite după testarea acestuia.

Generatorul de funcţii este compus dintr-un bistabil Schmitt realizat cu porţile 2 şi 3, un integrator format din poarta 1 şi condensatorul de temporizare. Generatorul produce simultan semnal dreptunghiular la ieşirea bistabilului şi semnal triunghiular la ieşirea integratorului, convertit In sinusoidal prin intermediul formatorului cu două diode.

Cum funcţionează acest generator? Să presupunem, iniţial, că la ieşirea bistabilului este nivel H, adică potenţial ridicat. Condensatorul din integrator (selectat prin S1) începe să se încarce prin grupul de rezistenţe variabile P2, P3 şi P4 de la acest potenţial, în timp ce tensiunea de ieşire a integratorului scade. Această tensiune este transmisă prin rezistenţa de 270 Ω la intrarea bistabilului; cînd este atinsă tensiunea de prag inferior, bistabilul basculează în stare inversă aşa incit la ieşirea acestuia va fi nivel L, adică potenţial scăzut, în această situaţie, tensiunea de la intrarea integratorului este mai mare decît cea de la ieşirea bistabilului, iar condensatorul începe să se descarce prin rezistenţele variabile P2, P3 şi P4 şi rezistenţa de ieşire a bistabilului. Tensiunea de la ieşirea integratorului creşte pînă cînd atinge valoarea de prag superior care forţează bistabilul să basculeze din nou în stare inversă, respectiv H. La ieşirea integratorului tensiunea începe să scadă din nou. Ciclul descris se repetă indefinit, generatorul producînd în acest fel oscilaţii periodice.

La ieşirea bistabilului este prezentă o succesiune de treceri din starea L în H şi invers, forma semnalului fiind dreptunghiulară. La ieşirea integratorului apare o succesiune de rampe liniare cu pante simetrice, forma semnalului fiind triunghiulară. Acest semnal este transformat în sinusoidal prin intermediul unui formator a cărui funcţionare se bazează pe caracteristica neliniară a două diode conectate paralel Invers şi care formează împreună cu rezistenta de 1 kΩ un divizor cu raport variabil.

Frecvenţa oscilaţiilor generate este determinată de viteza de încărcare şi descărcare a condensatorului de temporizare; modificarea acestei viteze se obţine prin modificarea valorii potenţiometrului P2. Forma corectă a semnalelor triunghiulare şi sinusoidale depinde de raportul curenţilor de Încărcare şi descărcare a condensatorului de temporizare. Pentru o formă cit mai bună, aceşti doi curenţi vor avea aceeaşi valoare. Egalizarea lor se face prin intemediul semireglabilului P1, care compensează curentul de intrare al porţii. El serveşte la reglarea simetriei semnalului triunghiular şi direct la reducerea factorului de distorsiune armonică a semnalului sinusoidal. Pentru efectuarea reglajelor se vor poziţiona cele patru semireglabile la jumătatea cursei şi comutatorul S1 in poziţia 2. Se cuplează un osciloscop la ieşirea de semnal triunghiular. Daca după aplicarea tensiunii de alimentare nu apar semnale de formă triunghiulară pe ecranul osciloscopului, se roteşte P1 spre valoarea maximă, pînă la apariţia acestora. Se trece P2 în poziţia A şi se reglează P1 pentru a obţine un semnal triunghiular cît mai simetric. La ieşirea de semnal dreptunghiular vor putea fi vizualizate semnale cu factor de umplere de 1:1 (50%). Se trece P2 în poziţia 6 (valoarea minimă) şi se reglează din P4 limita superioară de frecvenţă a subdomeniului, respectiv 2 000 Hz. Se readuce P2 în poziţia A şi se reglează P3 pînă la obţinerea limitei inferioare de frecvenţă a subdomeniului, adică 200 Hz. Se reface reglajul de simetrie din P1. Se cuplează osciloscopul la ieşirea de semnal sinusoidal şi se reglează P5 pînă la obţinerea unui semnal cu formă cît mai bună. Pentru un reglaj corespunzător al semireglabilelor P1 şi P5 şi pentru un dublet de diode împerecheate se poate obţine un semnal sinusoidal cu amplitudine de 100 mVrms, cu factor de distorsiune de 2,5% la 1 kHz şi cu p variaţie de amplitudine de 1,5 dB în domeniul 20—20 000 Hz. Aceste valori pot fi considerate satisfăcătoare dacă le raportăm la simplitatea excesivă a acestui generator de funcţii.

Amplitudinea semnalului la ieşirea de semnal triunghiular este de 1,25 Vvv, iar la ieşirea, de semnal dreptunghiular este de 2,8 Vvv. Impedanţa la cele trei ieşiri de semnal este de aproximativ 10 kΩ, valoare suficientă pentru cele mai multe aplicaţii.

Generator de funcţii cu circuite Integrate CMOS. O prezentare generală a circuitelor integrate CMOS a fost făcută într-unul din numerele anterioare ale revistei (11/1985). Pentru aplicaţia de faţă vom reţine cîteva dintre avantajele acestei familii de circuite integrate:

— alimentarea lor se face într-o plajă largă de tensiuni, cuprinse între 3 V şi 15 V (max. 18 V);

— consum redus de curent;

— impedanţa intrărilor este foarte mare.

Această ultimă caracteristică a circuitelor integrate CMOS va asigura în generatorul prezentat o bună liniaritate a rampelor triunghiulare, asigurînd „din start" condiţiile obţinerii unui factor redus de distorsiune armonică a semnalului sinusoidal.

Reamintim că plusul sursei de alimentare al acestor circuite integrate se notează cu Vdd. iar minusul cu Vss şi ele corespund practic nivelurilor logice H şi L. Pentru amatorii care nu au lucrat însă cu acest tip de circuite, vom enumera cîteva măsuri de precauţie, referitoare la utilizarea şi manipularea acestora, în scopul evitării distrugerii lor ireversibile:

— circuitele integrate vor fi păstrate cu terminalele introduse în materiale bune conducătoare de curent (de exemplu materiale spongioase speciale) sau învelite în folii bune conducătoare, de staniu sau aluminiu; nu vor fi introduse cu terminalele în poziţionări de plastic, sau păstrate în pliculeţe sau .folii de material plastic;

— circuitele integrate vor fi apucate de capsulă şi nu de terminale;

— se vor evita manipulările inutile;

— se va evita atingerea terminalelor cu obiecte metalice (şurubelniţe, pensete etc.);

— circuitele integrate nu se scot şi nu se introduc în montaje aflate sub tensiune;

— nu se vor aplica semnale pe intrările circuitelor nealimentate;

— se va asigura o punere la pămînt corespunzătoare a ciocanu-lui de lipit şi a aparatelor folosite pentru măsurători. '

Pentru realizarea generatorului de funcţii descris mai jos se foloseşte circuitul integrat CMOS-4011 (de exemplu MMC4011, produs de întreprinderea Microelectronica), circuit care conţine patru porţi NAND într-o capsulă cu 14 terminale.

Generatorul de funcţii foloseşte trei porţi; pot fi deci utilizate şi circuite integrate cu o poartă defectă.

Schema generatorului, expusă în figura 3, este cu totul asemănătoare celei prezentate anterior, cu menţiunea că valorile rezistenţelor sînt mult mai mari, iar ale condensatoa-relor mult mai mici, datorită impedanţelor mari ale circuitului. Modul de funcţionare este identic cu cel al .generatorului de funcţii realizat cu circuite integrate TTL.

Deşi la fel de simplu ca montajul anterior, acest generator de funcţii are performanţe deosebit de bune. Generatorul acoperă un domeniu de frecvenţă cuprins între 2 Hz şi 20 kHz, distribuit în patru subdomenii cu factor de acoperire de 10:1. Dacă în locul comutatorului S1 şi al celor patru condensatoare se conectează un singur condensator de 25 nF, iar P2 şi P4 se înlocuiesc cu un potenţiometru de 1 MΩ şi respectiv 1 kΩ, se obţine un generator de funcţii cu factor de acoperire de 1 000:1, ceea ce permite acoperirea domeniului de frecvenţă audio cuprins între 20 Hz şi 20000 Hz, prin variaţie continuă, fără comutări. Printr-un reglaj adecvat, factorul de distorsiune armonică a semnalului sinusoidal poate fi redus pînă la valori sub 1%. Este o valoare foarte bună dacă avem în vedere simplitatea şi preţul generatorului propriu-zis şi ale formatorului sinusoidal, această valoare este întîlnită la toate variantele ieftine ale generatorului de funcţii specializate.

Impedanţa de ieşire este de aproximativ 15 kΩ, suficientă pentru majoritatea aplicaţiilor, deoarece impedanţa de intrare a celor mai multe amplificatoare este de 50—100 kil. Este recomandabil totuşi, pentru conservarea factorului de distorsiune, să se folosească un separator de ieşire de tipul repetorului pe emitor, sau, atunci cînd sînt necesare tensiuni mici, să se introducă un divizor de ieşire cu valoarea totală mai mare de 25 kΩ.

Pentru efectuarea reglajelor, se poziţionează cele patru semireglabile la jumătatea cursei, potenţio-metrul P2 în punctul A şi comutatorul S1 în poziţia 3. Se cuplează un osciloscop la ieşirea de semnal triunghiular. După aplicarea tensiunii de alimentare de 12 V (±1 V) pe ecranul osciloscopului trebuie să apară un semnal triunghiular, mai mult sau mai puţin simetric, cu o amplitudine vîrf la vîrf egală cu jumătate din tensiunea de alimentare. Simetrizarea acestui semnal

se face prin reglarea semireglabilul lui P1.

Cu potenţiometrul P2 în poziţia B, se reglează P4 pentru fixarea frecvenţei limită superioară, adică 2 kHz. Se trece potenţiometrul P2 în poziţia A şi se reglează din P3 frecvenţa limită inferioară a subddmeniului, respectiv 200 Hz. Dacă valorile condensatoarelor de temporizare sînt corecte, reglajul se menţine şi pe celelalte subdomenii. Frecvenţa limită superioară a sub-domeniului 2—20 kHz poate fi ajustată din condensatorul de 10 nF (notat cu asterisc), cuplat la ieşirea integratorului.

Se cuplează osciloscopul la ieşirea de semnal sinusoidal şl se reglează P5 pentru obţinerea unui semnal cu formă cit mai bună. Pentru optimizarea reglajului este necesară o punte de distorsiuni. Dacă reglajul de simetrie a fost bine făcut, se obţine un factor de distorsiune sub 1%; In caz contrar, reglajul de simetrie poate fi refăcut cu

această ocazie, dar se va avea în vedere că el afectează frecvenţa, fiind deci necesară refacerea reglajelor aferente.

Tensiunea semnalului sinusoidal are valoarea de 300 mVrms. La ieşirea de semnal dreptunghiular, tensiunea vîrf la vîrf este aproximativ egală cu tensiunea de alimentare, iar factorul de umplere este de 1:1. Acest generator de funcţii se caracterizează şi printr-o bună stabilitate la variaţii normale de temperatură şi tensiune. Deriva frecvenţei cu temperatura este de cea 0,01%/°C, iar deriva frecvenţei cu tensiunea de alimentare este de cea 0.1%/V.

Generator de funcţii cu circuite Integrate PLL. Circuitele PLL — de la cuvintele englezeşti Phase Locked Loop = buclă cu calare de fază — lucrează ca un sistem de control automat al fazei unui oscilator. Circuitele PLL sunt specializate pentru aplicaţii în diferite sisteme de comunicaţii şi în transmisia de date.

Circuitul integrat PLL-βE565 (I.P.R.S.) este cunoscut şi din alte aplicaţii.

Circuitul a cărui schemă bloc este prezentată în figura 4 conţine un oscilator controlat în tensiune (OCT) şi un detector de fază. Existenţa OCT-ului facilitează substanţial realizarea unui generator de funcţii, deoarece acest oscilator produce simultan semnal triunghiular şi dreptunghiular şi prezintă o stabilitate foarte bună (deriva termică tipică este de 200 ppm/°C).

După cum s-a văzut anterior, semnalul sinusoidal se obţine din· semnal triunghiular a cărui simetrie trebuie să fie cit mai bună pentru a asigura un factor de distorsiune redus, în acest scop generatoarele de funcţii au posibilitatea de reglare a simetriei, inexistentă la circuitele PLL, deoarece simetria semnalului nu are importanţă în aplicaţiile specifice acestor circuite. Conform foii de catalog, asimetria semnalului — de la un circuit la altul — variază in limitele ±10%. Este deci necesar un reglaj de simetrie, pe care l-am obţinut printr-un artificiu deosebit de simplu, prin echilibrarea faţă de masă a celor două intrări ale detectorului de fază. In acest fel, pe lîngă posibilitatea simetrizării semnalului triunghiular, prin dezechilibrarea la limită a celor două intrări, se pot obţine rampe cu pante reglabile, semnal dreptunghiular cu factor de umplere variabil şi implicit rampe sinusoidale crescătoare şi descrescătoare (vezi tabelul 1).

La circuitul integrat βE565, semnalul triunghiular este disponibil la pinul 9, respectiv la bornele condensatorului de temporizare. Acest semnal va fi preluat printr-un repetor pe emitor care asigură conservarea liniarităţii, deoarece impedanţa la pinul 9 are valoare mare. Pe de altă parte, se realizează şi un atac corect al formatorului sinusoidal.

Generatorul de funcţii prezentat în figura 5 acoperă domeniul de frecvenţă cuprins între 1 Hz şi 1 MHz, prin şase subdomenii cu factor de acoperire de 10:1, repartizate astfel: 1 Hz—10 Hz; 10 Hz—100 Hz; 100 Hz—1 kHz; 1 kHz—10 kHz; 10 kHz—100 kHz; 100 kHz—1 MHz.

Amplitudinea semnalelor m domeniul 1 Hz—1 MHz este constantă; în ultimul subdomeniu apar abateri minime, sub 0,5 dB. Forma semnalelor este foarte bună pînă la frecvenţe de 250 kHz. Peste această frecvenţă, ca şi la majoritatea generatoarelor de funcţii monolitice specializate, forma de undă este mai mult sau mai puţin afectată. Limita superioară de frecvenţă şi forma semnalelor la aceste frecvenţe sînt influenţate de valoarea componentelor notate cu asterisc şi de circuitul folosit. (Se poate încerca şi conectarea unui condensator de aproximativ 1 nF între pinii 7 şi 8, aşa cum este folosit normal PLL-ul.) Pentru frecvenţele cuprinse în domeniul audio, factorul de distorsiune este sub 2%.

La ieşirea generatorului de funcţii este folosit un repetor pe emitor pentru conservarea formei semnalului sinusoidal şi pentru a asigura o impedanţă relativ scăzuta (600 11) la ieşire pentru toate formele de semnal, în prealabil egalizate şi formate. Condensatorul de 100 μF de la ieşirea acestui repetor va fi mărit corespunzător pînă la 1 mF, dacă se atacă montaje cu impedanţă de intrare sub 10 kΩ şi dacă se foloseşte subdomeniul de frecvenţă 1 Hz—10 Hz.

Indicaţiile referitoare la reglarea acestui generator le vom face după prezentarea unei alte variante mai simple de generator de funcţii realizat cu circuitul PLL-βE565, deoarece punerea la punct este asemănătoare în ambele cazuri.

Generatorul prezentat anterior este alimentat de la o sursă simetrică de ±7,5 V/20 mA. O altă posibilitate de alimentare a circuitului integrat βE565 constă în folosirea unei surse asimetrice; obişnuite, de 15 V/20 mA. Pentru simplificare a fost eliminat şi repetorul de ieşire, fără consecinţe notabile, deoarece semnalele triunghiulare şi dreptunghiulare sînt disponibile prin repetorul rămas Se pot cupla rezistenţe de sarcină pînă la 600 Ω; efectul sarcinii se manifestă numai asupra amplitudinii, nu şi a formei Pentru păstrarea formei de unda a semnalului sinusoidal s-a introdus o rezistenţă serie cu ieşirea pentru a fi şuntată de eventualele sarcini de impedanţă scăzută.

Schema completă a acestui generator este prezentată în figura 6. Parametrii acestei scheme sînt identici cu cel arătaţi la montajul anterior.

Reglajele descrise în continuare sînt valabile pentru schemele din figurile 5 şi 6.

înainte de alimentarea montajelor cu tensiunile indicate, se vor poziţiona toate semireglabilele la jumătatea cursei, comutatorul S1 în poziţia 3 şi P7 pe poziţia corespunzătoare valorii maxime.

Pentru a ne convinge mai întîi de eficacitatea reglajului de simetrie. se cuplează un osciloscop la pinul 9 al circuitului integrat βE565 (impedanţa de intrare a osciloscopului fiind de 1 MΩ, nu afectează forma semnalului). Prin rotirea lui P1 se va vizualiza pe ecranul osciloscopului un semnal asimetric la capetele semireglabilului şi simetric la mijlocul cursei. Cursorul acestui semireglabil va fi fixat pe poziţia corespunzătoare unui semnal triunghiular cît mai simetric. Se roteşte P3 în poziţia A şi se reglează din P2 limita superioară de frecvenţă a subdomeniului 3, respectiv 1 000 Hz. Se roteşte P3 în poziţia B şi se reglează din P4 limita inferioară de frecvenţă a acestui subdomeniu, respectiv 100 Hz. Se cuplează osciloscopul la ieşire, se trece comutatorul S2 în poziţia sinusoidal şi se reglează P5 pînă la obţinerea unui semnal cu formă cît mai bună. Folosind o punte de distorsiuni, se poate obţine un factor minim de distorsiuni prin ajustarea corespunzătoare a semireglabilelor P1 şi P5, asigurîndu-se astfel şi o simetrie optimă a semnalului triunghiular.

Frecventmetru - capacimetru si generator functii

Recomand acest aparat celor care mai detin circuite integrate de tip TTL si doresc sa faca ceva util cu ele in loc sa le arunce, si celor care mai au timp si chef sa mestereasca ceva util.Cu mult timp in urma am facut un frecventmetru - capacimetru cu circuite integrate de tip TTL din revista Tehnium nr. 2/1988 pag.14. Am fost foarte multumit cum functioneaza. In aceasi cutie am montat si un generator de functii, semnal dreptunghiular,sinusoidal sau triunghiular, pana la 1Mhz. Un formator de semnal cu impedanta de intrare de 1Mohm si sensibilitatea de 150 mV si sura de alimentare. Cateva date despre el:Frecventmetru, domenii de masura,I = 0 - 999,999Khz, II =10Hz - 9,99999Mhz, III =100Hz - 25.0000Mhz.Capacimetru, domenii de masurare, I = 100pF - 1uF, II = 1uF - 999uF, III = 10uF - 1000uF.Nota: capacimetrul nu este asa precis ca frecventmetrul, dar merge, constatare proprie.Generatorul de functii este facut dupa schemele din revista Tehnium 10/1987 pag.2 (schema alimentata cu tensiune diferentiala, figura 5). Genereaza semnal dreptunghiular, triunghiular si sinusoidal ce acopera domeniul de 1Hz -1Mhz, impartit in 6 subgame.Impedanta de iesire relativ scazuta (600 ohm).

In componenta acestui aparat mai poate intra si un adaptor (convertor tensiune/frecventa). Schema este in Tehnium 2/1988, pag.16, aceasi revista cu frecventmetrul. Cu ajutorul lui putem masura tensiuni in gama 10mV - 100V pe trei subgame10mV- 1V, 1V -10V, 10V -100V, cu o impedanta de intrare de minim 100Kohm pe volt.Am facut si acest adaptor si functioneaza corect, merita integrat in aparat.Atentie! In acest caz carcasa aparatului trebuie facuta din plastic, exista pericolul de electrocutare.Schemele, descrierea frecventmetrului, generatorului de functii si convertorului tensiune/frecventa le gasiti aici:http://blog.jointelecom.com/lang_enarhiva-electronica-revista-tehnium-1971-2001lang_en/Cautati numarul revistei din descrierea de mai sus si copiati in PC-ul dumneavoastra fisierul in format pdf.Nota: schema bazei de timp are o mica gerseala, pt. a functiona bine trebuie eliminata poarta P11 de pe CI 28.Cateva poze cu el puteti vedea aici.

Cand am postat acest aparat, nu ma asteptam sa prezinte mare interes pt. cititori, am vazut ca lumea se intereseaza si am hotarat sa atasez si schemele pentru a veni in ajutorul celor interesati de aparat. Facut corect functioneaza din prima.Schema frecventmetrului care contine si partea de capacimetru este prezentata mai jos.

Baza de timp

Schema generatorului de functii

Stabilizatorul pentru frecventmetru este prezentat in schema urmatoare

Pentru generatorul de functii s-a folosit un stabilizator clasic dual de +/- 7.5v alimentat printr-o alta bobina tot de la acelasi transformator de retea.

Circuitul de intrare si formator TTL

Acest montaj va fi inlocuit destul de curand cu altul cu o sensibilitate mult mai mare, in jur de 20-30mV. In prezent lucrez la el, da cu sarbatorile astea...Se monteaza printr-un comutator la intrarea TTL.

Dupa cum vedeti aparatul este un ansamblu de mai multe scheme de aparate de prin revista Tehnium puse in aceasi cutie. La acest aparat se poate monta si un adaptor pt. masurat tensiuni 0-100V continuu prezentat tot in paginile revistei Tehnium care a fost facut si testat de mine, merge OK. Schema este mai jos.

Explicatii privind schemele, reglaje, si anumite detalii de montaj gasiti in paginile revistelor respective, sau pe net daca gasiti arhivele cu aceste reviste.

Pozele cablajelor dar si alte poze cu aparatul pot fi gasite

CABLAJ BAZA DE TIMP