Е. КУЗНЕЦОВ, Москва
Радио, 2002, бр.5

Тоналните импулси могат да се използват за тестване на динамичните параметри на измервателни уреди и автонивелири, както и на устройства за намаляване на шума. Стойка с генератор на тон импулси също ще бъде полезна при изучаване на усилвателно и акустично оборудване.

Линейността на честотната характеристика и точността на показанията на нивомерите могат лесно да бъдат проверени с помощта на конвенционален генератор на аудио сигнали, но за проверка на техните динамични параметри е необходим генератор на тонални импулси (TPU). Такива генератори, предлагани от радиолюбителите, често не отговарят на стандартите, където за тестване на нивомери (IU) се приема, че честотата на синусоидалния сигнал в импулси е 5 kHz, а началото и краят на импулсите съвпадат с "нулеви" преходи на сигнала.

Подобни проблеми възникват при настройване на автоматични контролери за нивата на аудио сигнала. Времето за възстановяване от 0,3...2 s лесно се вижда на екрана на осцилоскопа, но времето за реакция на ограничителя или компресора може да бъде по-малко от 1 ms. За измерване и наблюдение на преходни процеси в аудио оборудване е удобно да се използва GTI. В този случай е препоръчително да промените честотата на запълване на импулса с помощта на външен регулируем генератор. Например, при честота на запълване 10 kHz, продължителността на един период е 0,1 ms, а при наблюдение на процеса на задействане определянето на времето за задействане не е трудно. Звуковите импулси от изхода на GTI трябва да имат разлика в нивата от 10 dB.

В чуждестранната литература обикновено се предлага измерване на времето за реакция с рязко повишаване на нивото на сигнала с 6 dB над нормализираната стойност, но реалните сигнали имат значително по-голяма разлика в нивото. Използването на тази техника често обяснява „щракането“ на внесените регулатори за автоматично ниво. Освен това в почти всеки звуков генератор можете да скочите нивото с 10 dB; използването на такава разлика в нивата е удобно за наблюдение. Ето защо в домашната практика е обичайно да се измерват динамичните параметри на авторегулаторите, когато нивата се променят с 10 dB.

За съжаление, превключвателите за ниво на сигнала на много генератори произвеждат краткотраен скок на напрежението в момента на превключване и не могат да се използват за измерване на времето за реакция, тъй като авторегулаторът "замлъква". В този случай GTI може да бъде много полезен.

Повечето радиолюбители трябва да извършват подобни измервания рядко и е препоръчително такова устройство да се включи в измервателна стойка с по-широки възможности. Предният му панел съдържа превключващи елементи, които са много удобни за свързване на измервателни уреди и оборудване по поръчка. На фиг. Фигура 1 показва приблизителното местоположение на съединителите (терминали или гнезда) и превключвателите. Стендовата диаграма (фиг. 2) показва тези превключващи вериги.

Схема на устройството

За да увеличите, щракнете върху изображението (отваря се в нов прозорец)

Входните жакове X1 ("ВХ.1") и Х2 ("ВХ.2") са предназначени за свързване на входове на конфигурируемо оборудване. Превключвателите SA1 и SA2 ви позволяват да свържете входовете към съединители X2 и X3 или да ги свържете на късо към общ проводник, когато измервате нивото на интегралния шум. В сравнение с бутоните, превключвателите осигуряват по-визуално представяне на входните връзки. Генератор на звукова честота и волтметър са свързани към централните гнезда X2 и XZ за наблюдение на входното напрежение. Конекторите X5 и X8 са предназначени за свързване на изходите на конфигурируемо оборудване. Един от изходите може да бъде свързан чрез превключвател SA3 към конектори X6 и X7 за измервателни уреди. Когато настройвате аудио оборудване, е удобно да използвате измервател на нелинейни изкривявания и осцилоскоп.

Превключващите вериги не изискват никакви източници на захранване, така че с такова превключване е много удобно да се тества различно оборудване.

Ако двойният превключвател SA4 (фиг. 1) е в позиция „POST“, сигнал с постоянно ниво, подаден към X2, X3, в зависимост от позицията на превключвателите SA1 или SA2, се изпраща към съединители X1, X4 към входове на тестваното оборудване. Ако преместите SA4 в горна позиция, сигналът от генератора ще премине към входове 1 и 2 през GTI веригите. В този случай стойката трябва да бъде свързана към 220 V AC мрежа.

Превключвателят за захранване SA5 е разположен на задния панел, а на предния панел са разположени само светодиоди HL1, HL2 (индикация “+” и “-”), сигнализиращи за наличието на двуполярно захранващо напрежение ╠15 V.

За генериране на тонални импулси се използва електронен ключ DA4. На щифтове 16 и 4 стойността на напрежението на сигнала се променя от нормализирана стойност до нула, а на щифтове 6, 9 разликата в нивото по време на настройката се задава от променлив резистор R15. Режимът се избира с превключвателя SA9.

Тоновият сигнал за запълване на импулса идва от генератора към електронния превключвател през буферния операционен усилвател DA1.1. Вторият операционен усилвател DA1.2 се използва като компаратор, произвеждащ синхронизиращ сигнал за началото на импулса, когато сигналът за пълнене премине през „нула“. Импулсите от компаратора се подават към тактовия вход на D-тригера DD2. На вход D (щифт 9) идва импулс от еднократно устройство, монтирано на втория тригер DD2.

Продължителността на импулса се променя с помощта на превключвател SA8.2, който променя съпротивлението в зарядната верига C15, свързана към входа R (пин 4) на моностабила. За да зададете продължителността на импулса, е достатъчен обикновен осцилоскоп. Еднократното устройство се задейства от сигнали, идващи от генератора на квадратни импулси на инвертори DD1.1 ≈ DD1.3, или в ръчен режим с бутона SA6 „СТАРТ“. Ако превключвателят SA7 е настроен на позиция “AUTO”, работният цикъл (период) на импулсите се настройва с помощта на променлив резистор R11 “SCR.”.

Много е трудно да се наблюдават преходни процеси на екрана на осцилоскопа с продължителност на тоналния импулс 3 ms и висок работен цикъл. Задачата е опростена за осцилоскопи, които имат външен тригер по време на сканиране в режим на готовност. За да ги синхронизирате, гнездото X9 “SYNC.” се намира на задния панел на стойката. Задействащият импулс се подава към електронния ключ с известно закъснение спрямо синхронизиращия, определено от избора на параметри R13, C13.

Високото ниво, при което електронният ключ DA4 пропуска тоналния сигнал, се появява с положителен спад на напрежението от компаратора след появата на импулс от моностабила и завършва след края на този импулс (при следващото падане на сигнала от компаратора). Това гарантира, че началото на тоналния импулс съвпада с прехода на запълващия сигнал през „нула“ и е изпълнено изискването за генериране на цял брой периоди. Когато превключвателят SA8 е в положение "U Out", напрежението на управляващия вход DA4 е нула и изходното напрежение на генератора може да се настрои да съответства на номиналното входно ниво. В позиция на превключвателя SA8 "TACT." Чипът DA4 се управлява от напрежение, идващо директно от тактовия генератор. Неговата честота на превключване се задава от променлив резистор R11.

След електронния превключвател, чрез повторител DA1.3 и превключватели SA1 и SA2 се подават тонални импулси към входовете на конфигурираното оборудване. Устройството разполага и с инвертор DA1.4 и превключвател SA10, с който може да се променя фазата на сигнала на един от входовете спрямо другия. Такъв инвертор е необходим, например, при проверка на общия режим на сигнали в стерео системи, в високоговорители, но може би вместо това е по-полезно да се сглоби вграден генератор на тонални сигнали на този оп-усилвател според схемата, показана в Фиг. 3. С такъв генератор е лесно да се получи Kg по-малко от 0,2% и за много тестове е възможно да се направи без използването на генератор, външен за стенда.

За да тествате нивомери, трябва да свържете входовете на два канала (за стерео измерватели) към съответните входни конектори. След това в положение "U Ex" на превключвателя SA8 задайте нормализираната стойност на нивото на сигнала на изхода на генератора с F = 5 kHz и проверете показанията на двата канала на измервателния уред. Например, в нивомер, светодиодите, съответстващи на стойността "O dB", трябва да светят едновременно и грешката на скалата тук не трябва да надвишава 0,3 dB. Превключвателят SA9 е настроен на позиция "-80 dB". След това превключвателят SA8 се превключва последователно на позиции "10 ms", "5 ms" и "3 ms" и се проверява дали показанията на DUT отговарят на стандартите. Позицията „200 ms“ на SA8 се използва при тестване на измерватели на средно ниво, които, за съжаление, преобладават в домакинското оборудване.

За да се контролира точно стойността на времето за връщане, променливият резистор R11 (“SCR.”) задава честотата на сигналите на генератора на квадратни вълни, при която веднага след изключване на светодиода, съответстваща на стойност -20 dB по скалата на DUT, ще последва следващият импулс. Тогава определянето на периода на сигналите с помощта на осцилоскоп не е трудно. Светодиодите в двата канала трябва да изгаснат синхронно.

Когато проверявате динамичните параметри на автоматичните регулатори на нивото на сигнала, използвайте позиция "-10 dB" на превключвателя SA9. Входовете и изходите са свързани към съответните конектори. Изходите на канала се наблюдават един по един, въпреки че с двуканален осцилоскоп нищо не ви пречи да наблюдавате и двата изхода едновременно. На изхода на генератора на звукова честота, в позиция “U Out” на ключ SA8, се задава сигнал с ниво с 10 dB по-високо от нормализираната стойност. След това превключете SA8 на импулси с произволна продължителност и превключете SA7 на позиция “MANUAL”. Ключът остава изключен и ви позволява да контролирате напрежението на съединителите X1 и X2, което трябва да съответства на нормализираната стойност. След това, използвайки превключвател SA7, GTI се превключва в автоматичен режим на работа и след избор на желаната продължителност на импулса и работен цикъл се наблюдават преходни процеси на изхода на авторегулатора. Ако осцилоскопът работи в режим на готовност, задействан от часовника, е лесно да се определи времето на задействане и наличието на шум или превишаване на задействането.

GTI използва четири микросхеми, а консумацията на ток е много ниска. Това ви позволява да използвате прости параметрични стабилизатори на напрежение, използващи ценерови диоди вместо интегрални стабилизатори. От друга страна, чрез инсталиране на по-мощни интегрирани стабилизатори DA2, DA3 от сериите dA7815 и dA7915, те могат да се използват за захранване на прототипи на персонализирани устройства чрез поставяне на допълнителен конектор на задния панел (не е показан на диаграмата). Микросхемите осигуряват защита срещу къси съединения, които са често срещани по време на експерименти.

Предният панел на стойката е с размери 195х65 мм. Корпусът на стойката е изработен от стомана.

За свързване на тестваното оборудване са удобни гнездови клеми тип ZMP. В допълнение към тях, в зависимост от тестваното оборудване, на панела на стойката могат да бъдат монтирани съединители с подходящ дизайн, например лале, жак, ONTs-VG гнезда или други.

Двоен превключвател SA4 ≈ PT8-7, P2T-1-1 или подобен. Превключвател SA2 ≈ бисквити PG2-8-6P2NTK. Бутонът SA6 "START" може да бъде от всякакъв тип без заключване, например KM1-1.

Микросхемата DA2 K590KN7 може да бъде заменена с подобна по функционалност. Като DA1 можете да използвате микросхема с четири операционни усилвателя от типове LF444, TL084, TL074 или K1401UD4.

Монтажът на платката на устройството е отпечатан или монтиран върху макет.

Стендът GTI може да се използва за тестване на системи за намаляване на шума на компандера, динамични филтри и друго аудио оборудване.

ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецов Е. Измерватели на нивото на звуковия сигнал. – Радио, 2001, бр.2, с. 16, 17.
2. Микросхеми за битово радио оборудване. Справочник. - М.: Радио и комуникация, 1989.
3. Turuta J. Операционни усилватели. Справочник. - М .: Патриот, 1996.

Едно от основните изисквания към едностраничните усилватели на сигнала е линейността на техните амплитудни характеристики. Усилвател с лоша линейност обикновено е източник на смущения за други радиолюбители, а понякога и за телевизионни зрители. За да откриете нелинейни изкривявания в усилвателите на SSB сигнала, използвайте двутонен тестов метод.
Ако два нискочестотни сигнала с различни честоти, но еднакви по амплитуда, се подадат към входа на предавател с една странична лента, тогава сигналът на изхода на усилвателя на мощността ще варира синусоидално от нула до максималната стойност ( Фиг. 1).

Периодът на промяна се определя от разликата в честотите на входа на предавателя. Въз основа на формата на обвивката на изходния сигнал и неговите отклонения от синусоидалния закон може да се прецени линейността на амплитудната характеристика на устройството.
Формата и нивото на сигнала се следят с осцилоскоп. Тъй като амплитудата на изходното напрежение на изследвания усилвател обикновено е десетки волта, сигналът може да се приложи директно към отклоняващите плочи на осцилоскоп (включително нискочестотни). Източникът на двутоналния сигнал може да бъде генератор, чиято схема е показана на Фиг.2.

Фиг.2

Състои се от два осцилатора с обратна връзка чрез двойни Т-мостове и емитер последовател. Генераторът, сглобен на транзистор V1, произвежда честота от 1550 Hz. и на V2 - 2150 Hz. Чрез разделителни резистори R1 и R5 генераторните сигнали се подават към емитерния повторител (транзистор V3). При използване на елементи с номиналните стойности, посочени в диаграмата, "общото" изходно напрежение (и двата генератора на устройството са включени) е около 0,1 V. Изходното съпротивление е около 300 ома.
Настройката започва с точна настройка на честотата на генераторите. За да направите това, чрез захранване на всеки от тях последователно се избират елементи на Т-мостове. Трябва да се има предвид, че за да се поддържа добра синусоидална форма на изходния сигнал, съпротивлението на резисторите R2 (R6) и R4 (R7) трябва да бъде приблизително 10 пъти по-голямо от съпротивлението на резистора R3 (R8) и капацитетът на кондензаторите C1 (C6) и C4 (C8) - половината от капацитета на кондензатора SZ (C7). След настройка на честотите на генераторите, амплитудите на сигналите се изравняват с помощта на регулиран резистор R5. Тъй като резисторът R5 до известна степен влияе върху нивото на сигнала на генератора на транзистора V1, тази операция се извършва по метода на последователните приближения.
Генераторът е сглобен върху печатна платка, изработена от фолио от фибростъкло с дебелина 2 mm и размери 55x65 mm ( ориз. 3).

Фиг.3

Използва кондензатори KM-5, резистори OMLT-0.125 (R5 - SPZ-1A), транзистори KT315 с произволен буквен индекс. Устройството може да използва всякакви нискочестотни или високочестотни транзистори от n-p-n или p-n-p структура. Естествено, в устройство, използващо транзистори с pnp структура, полярността на източника на захранване трябва да е различна. Както се вижда от фиг. 2, устройството има отделни клеми за свързване на захранване към генератори. Това позволява, ако е необходимо, да се изпрати еднотонален тестов сигнал към предавателя с честота съответно 1550 и 2150 Hz. В този случай, за да превключите захранващите вериги на генератора на устройството, е необходимо да поставите превключвателя в две посоки и четири позиции („Изключено“, „1550 Hz“, „2150 Hz“, „Двутонален сигнал“) . Можете също така да използвате еднопосочен превключвател, като "разедините" точките на превключване на генераторите с два диода (от всякакъв тип). За да зададете нивото на изходния сигнал на изхода на устройството, трябва да включите променлив резистор със съпротивление от 5... 15 kOhm.
При настройка на предавателя с помощта на генератор еквивалентна антена е свързана към усилвателя на мощността, сигналът от който се подава към осцилоскопа. Нивото на сигнала от двутоналния генератор е настроено на същото като максималното ниво на сигнала, генерирано от микрофона, с който се използва предавателят. След като включите предавателя, изберете честотата на сканиране на осцилоскопа, така че да се получи стабилно изображение на осцилограмата на екрана. След това пътят на предаване се регулира, като се постига минимално изкривяване на обвивката на радиочестотния сигнал.
Описано двутонален генераторподходящ за настройка на трансивър

Радио 1987, бр.5

Многогласовите EMR с един тон генератор вече са се доказали като надеждни и практични устройства. Техните възможности обаче често не се реализират напълно поради характеристиките на използваните в тях генератори. По правило тонгенераторът се изгражда на базата на високостабилен кварцов резонатор или RC вериги. В този случай електронното управление на честотата е или изключено, или изключително трудно.

Устройството, описано по-долу, е тон генератор с контролирано напрежение. Контролният сигнал се отстранява от различни шейпъри и EMR контроли. Това могат да бъдат честотни генератори на вибрато, генератори на обвивки (за автоматични промени в настройката), регулатори на глисандо (плъзгаща се настройка) с ръчно или крачно (педално) управление.

Характеристиките на генератора включват висока работна честота. Използването на цифрова микросхема направи възможно реализирането на относително прост и евтин VCO с работна честота до 7,5...8 MHz (фиг. 1). За повечето цифрови генератори на тонове с равномерно темперирана музикална скала, обикновено състояща се от 12 идентични брояча с различни интервални коефициенти на преобразуване, се изисква тактова (задвижваща) честота в диапазона от 1...4 MHz. Следователно характеристиките на генератора трябва да бъдат такива, че да осигуряват необходимата линейност в рамките на тези честотни граници.

Принципът на работа на генератора се основава на формирането на импулси с регулируема продължителност от два затворени в пръстен идентични управлявани по напрежение формиратели. По този начин спадът на импулса на изхода на един формировач предизвиква появата на фронта на следващия импулс на изхода на друг и т.н. Работата на устройството е илюстрирана от времедиаграмите, показани на фиг. 2. До момента t 0 управляващото напрежение е нула. Това означава, че в точки A и B е установен сигнал с логическо ниво 0, тъй като протичащият входен ток на елементите DD1.1 и DD1.2 (той не надвишава приблизително 1,6 mA) е затворен към общ проводник през резистори R1 и R2 и малко изходно съпротивление на източника на управляващо напрежение. Ниво 1 е активно на изхода на инверторите DD1.1 и DD1.2 в този момент, така че RS тригерът на елементи DD1.3 и DD1.4 ще бъде зададен произволно на едно от стабилните състояния. Нека приемем за категоричност, че директният (горният във веригата) изход има сигнал 1, а обратният изход има сигнал 0.

Когато на контролния вход се появи определено положително напрежение в момента t 0, токът ще тече през резистори R1 и R2. В този случай в точка А напрежението ще остане близо до нула, тъй като токът протича през резистора R1 към общия проводник през ниското съпротивление на диода VD1 и изходната верига на елемента DD1.4. В точка B напрежението ще се увеличи, тъй като диодът VD2 е затворен на високо ниво от изхода на елемент DD1.3. Токът през резистора R2 ще зареди кондензатор С2 до 1,1...1,4 V за време, което зависи от неговия капацитет, съпротивлението на резистора R2 и стойността на управляващото напрежение. С увеличаването на U ynp скоростта на зареждане на кондензатора се увеличава и той се зарежда до същото ниво за по-малко време.

Веднага щом напрежението в точка B достигне прага на превключване на елемента DD1.2, неговият изход ще се настрои на ниво 0, което ще превключи RS тригера. Сега директният изход ще има ниво 0, а обратният изход ще има ниво 1. Това ще доведе до бързо разреждане на кондензатор C2 и намаляване на напрежението, а кондензатор C1 ще започне да се зарежда. В резултат на това тригерът ще се превключи отново и целият цикъл ще се повтори.

Увеличаването на управляващото напрежение (период от време t 1 ... t 2, фиг. 2) води до увеличаване на тока на зареждане на кондензаторите и намаляване на периода на трептене. Така се контролира честотата на трептене на генератора. Протичащият входен ток на TTL елементите се добавя към тока на източника на управляващо напрежение, което прави възможно разширяването на границите на управляващия сигнал, тъй като при високо съпротивление на резистори R1 и R2, генерирането може да се поддържа дори при U ynp = 0. Този ток обаче се характеризира с температурна нестабилност, което влияе върху стабилността на честотата на генериране. До известна степен температурната стабилност на генератора може да се увеличи чрез използване на кондензатори C1 и C2 с положителен TKE, което ще компенсира увеличаването на неконтролирано протичащия входен ток на елементите DD1.1 и DD1.2 с температурни промени.

Периодът на трептене зависи не само от съпротивлението на резисторите R1 и R2 и капацитета на кондензаторите C1 и C2, но и от много други фактори, така че точната оценка на периода е трудна. Ако пренебрегнем времезакъсненията на сигналите в елементите DD1.1-DD1.4 и вземем стойността на тяхното логическо напрежение 0, както и праговото напрежение на диодите VD1 и VD2 равно на нула, тогава работата на генератор може да се опише с израза: T 0 =2t 0 =2RC*ln( (I e R+U контрол)/(I e R+U контрол -U sp)), получен въз основа на решението на диференциалното уравнение:

dUc/dt = I e /C + (U управление -Uс)/(RC),

където R и C са номиналните стойности на синхронизиращите вериги; Uc - напрежение на кондензатор C; Usp - максимална (прагова) стойност на напрежението Uc; U ynp - управляващо напрежение; I e - средна стойност на входния ток на утечка на TTL елемента; t 0 - продължителност на импулса; T 0 - период на трептене. Изчисленията показват, че първата от тези формули много точно се съгласува с експерименталните данни при Uynp>=Usp, докато средните стойности са избрани: I e = 1,4 mA; Usp = 1,2 V. Освен това, въз основа на анализа на същото диференциално уравнение, можем да стигнем до заключението, че

(I e R+U контрол)/(I e R+U контрол -Usp)>0,

т.е., ако I e R/(I e R-Usp)>0, тогава устройството работи при Uynp≥0; Това заключение се потвърждава от експерименталното тестване на устройството. Независимо от това, най-голямата стабилност и точност на работата на VCO може да бъде постигната с Ucontrol ≥ Usp = 1.2..1.4 V, т.е. в честотния диапазон от 0.7...4 MHz.

Практична схема на тон генератор за полифонични EMI или EMC е показана на фиг. 3. Граници на работната честота (с U управление ≥ 0,55...8 V) - 0,3...4,8 MHz. Нелинейността на управляващата характеристика (при честота в рамките на 0,3...4 MHz) не надвишава 5%.

Вход 1 получава сигнал от генератора на обвивката за автоматично управление на плъзгането на аудио честотата. С лека дълбочина на модулация (5...30% от тона) се постига имитация на тоновете на звука на бас китара, както и на други щипкови и ударни инструменти, при което височината на интонацията на звуците при моментът на извличането им леко се отклонява от нормата (обикновено се увеличава рязко по време на атаката на звука и след това бързо намалява до нормалната си стойност).

Вход 2 се захранва с постоянно управляващо напрежение от ръчен или педален глисандо контролер. Този вход се използва за регулиране или промяна (транспониране) на тоналността в рамките на две октави, както и за плъзгане по височината на акорди или тонални звуци, които имитират, например, тембъра на кларинет, тромбон или глас.

Вход 3 се захранва със синусоидален, триъгълен или трионизиращ сигнал от вибрато генератора. Променливият резистор R4 регулира нивото на вибрато в рамките на 0...+-0,5 тона, както и нивото на отклонение на честотата до +-1 октава или повече, когато превключвателят SA1 е затворен. С висока честота на модулация (5...11) Hz) и дълбочина от +-0,5...1,5 октави, тоналните звуци губят своите музикални качества и придобиват характер на шумов сигнал, напомнящ тъп тътен или шумолене на лопатки на вентилатора. При ниска честота (0,1...1 Hz) и същата дълбочина се постига много цветен и изразителен ефект, подобен на "плаващия" звук на укулеле.

Сигналът от изхода на тонгенератора трябва да бъде подаден към входа на цифров преобразувател на сигнала с равнотемпераментна музикална скала.

На операционния усилвател DA1 е монтиран активен суматор на управляващи сигнали. Сигналът от изхода на суматора се подава към входа на VCO, който се прави с помощта на логически елементи DD1.1-DD1.4. В допълнение към VCO, устройството съдържа примерен кварцов осцилатор, сглобен на елементи DD2.1, DD2.2, както и верига от два октавни делителя на честотата на тригерите на микросхемата DD3. тактова се от този генератор. Генераторът и тригерите генерират три примерни сигнала с честота 500 kHz, 1 и 2 MHz. Тези три сигнала и сигналът от изхода на VCO се подават към входа на електронни ключове, монтирани върху елементи с отворен колектор DD4.1-DD4.4.

Тези ключове, управлявани от ключове SA2-SA5, имат общ товар - резистор R13. Изходните вериги на елементите образуват устройство с функция логическо ИЛИ. Когато един от превключвателите предаде своя тактов сигнал към изхода, останалите се затварят ниско от превключвателите. Високото ниво за захранване към R-входовете на D-тригери DD3.1 и DD3.2 и към контактите на превключватели SA2-SA5 се премахва от изхода на елемент DD2.4.

Кварцовият осцилатор с честотни делители играе спомагателна роля и служи главно за оперативна настройка на VCO или "задвижване" на инструмента в режим "Орган", с превключватели SA3, SA4, SA5 ("4", "8", "16" ”” ) ви позволяват да изместите настройката на EMR, съответно, от най-ниския регистър с една или две октави нагоре.В този случай, разбира се, не може да се направи настройка или промяна на височината на звуците.

Недостатъците на генератора включват относително ниска температурна стабилност, която в този случай не е от голямо значение, и значителна нелинейност на характеристиката на управление на VCO в краищата на диапазона, особено в по-ниските честоти на работния диапазон на генератора.

На фиг. На фигура 4 е показана експериментално измерената зависимост на честотата на генериране от управляващото напрежение: 1 - за генератора по схемата на фиг. 1, 2 - фиг. 3.

Устройството е сглобено на печатна платка от ламинат от фибростъкло с дебелина 1,5 мм.

Чиповете от серията K155 могат да бъдат заменени с подобни от серията K130 и K133; K553UD1A - към K553UD1V, K553UD2, K153UD1A, K153UD1V, K153UD2. Вместо D9B можете да използвате диоди от тази серия с произволен буквен индекс, както и D2V, D18, D311, GD511A. По-добре е да изберете кондензатори C4 и C5 с положителен TKE, например. KT-P210. KPM-P120, KPM-P33, KS-P33, KM-P33, K10-17-P33, K21U-2-P210, K21U-3-P33. Кондензатори C7, C10, C11 - K50-6.

Особено внимание трябва да се обърне на внимателното екраниране на устройството. Изходните проводници трябва да бъдат усукани в шнур със стъпка 10..30 mm.

Правилно инсталиран тон генератор не изисква настройка и започва да работи веднага след свързване на захранването. Управляващото напрежение на входа на VCO не трябва да надвишава 8...8,2 V. Честотната стабилност на генератора се влияе отрицателно от промени в захранващото напрежение 5 V, така че той трябва да се захранва от източник с висок коефициент на стабилизация.

И. БАСКОВ, с. Полоска, Калининска обл.

ЛИТЕРАТУРА

1. В. Беспалов. Честотен делител за полифонични EMR. – Радио, 1980, бр.9.
2. Л. А. Кузнецов. Основи на теорията, проектирането, производството и ремонта на EMR. - М.: Лека и хранително-вкусова промишленост. 1981 г.

Нискочестотните генератори (LFO) се използват за генериране на незатихващи периодични колебания на електрически ток в честотния диапазон от части от Hz до десетки kHz. Такива генератори, като правило, са усилватели, обхванати от положителна обратна връзка (фиг. 11.7, 11.8) чрез вериги за изместване на фазата. За осъществяване на тази връзка и за възбуждане на генератора са необходими следните условия: сигналът от изхода на усилвателя трябва да пристигне на входа с фазово изместване от 360 градуса (или кратно на него, т.е. 0, 720, 1080 и т.н. градуса), а усилвателят трябва да има някакъв запас на усилване, KycMIN. Тъй като условието за оптимално фазово изместване за генериране може да бъде изпълнено само при една честота, именно при тази честота се възбужда усилвателят с положителна обратна връзка.

За изместване на сигнала във фаза се използват RC и LC вериги, освен това самият усилвател въвежда фазово изместване в сигнала. За получаване на положителна обратна връзка в генераторите (фиг. 11.1, 11.7, 11.9) се използва двоен Т-образен RC мост; в генератори (фиг. 11.2, 11.8, 11.10) - Wien bridge; в генератори (фиг. 11.3 - 11.6, 11.11 - 11.15) - RC вериги с фазово изместване. В генераторите с RC вериги броят на връзките може да бъде доста голям. На практика, за опростяване на схемата, броят им не надвишава две или три.

Изчислителните формули и зависимости за определяне на основните характеристики на генераторите на RC синусоидални сигнали са дадени в таблица 11.1. За да се опростят изчисленията и да се опрости изборът на части, бяха използвани елементи с еднакви оценки. За да се изчисли честотата на генериране (в Hz), стойностите на съпротивлението, изразени в ома и капацитет - във фаради, се заместват във формулите. Например, нека определим честотата на генериране на RC осцилатор, като използваме верига с RC положителна обратна връзка с три връзки (фиг. 11.5). При R=8,2 kOhm; C = 5100 pF (5.1x1SG9 F), работната честота на генератора ще бъде равна на 9326 Hz.

Таблица 11.1

За да може съотношението на резистивно-капацитивните елементи на генераторите да съответства на изчислените стойности, е много желателно входните и изходните вериги на усилвателя, обхванати от положителна обратна връзка, да не шунтират тези елементи и да не влияят на тяхната стойност. В тази връзка, за изграждане на генераторни вериги е препоръчително да се използват усилващи стъпала, които имат високо входно и ниско изходно съпротивление.

На фиг. 11.7, 11.9 показват "теоретични" и прости практически схеми на генератори, използващи двоен Т-мост във верига с положителна обратна връзка.

Генераторите с виенски мост са показани на фиг. 11.8, 11.10 [R 1/88-34]. Като ULF е използван двустепенен усилвател. Амплитудата на изходния сигнал може да се регулира с помощта на потенциометър R6. Ако искате да създадете генератор с Wien мост, регулируем по честота, двоен потенциометър се включва последователно с резистори R1, R2 (фиг. 11.2, 11.8). Честотата на такъв генератор може също да се контролира чрез замяна на кондензатори C1 и C2 (фиг. 11.2, 11.8) с двоен променлив кондензатор. Тъй като максималният капацитет на такъв кондензатор рядко надвишава 500 pF, е възможно да се настрои честотата на генериране само в областта на достатъчно високи честоти (десетки, стотици kHz). Стабилността на честотата на генериране в този диапазон е ниска.

На практика често се използват превключваеми набори от кондензатори или резистори за промяна на честотата на генериране на такива устройства, а полеви транзистори се използват във входните вериги. Във всички дадени схеми няма елементи за стабилизиране на изходното напрежение (за простота), въпреки че за генератори, работещи на същата честота или в тесен диапазон на настройка, тяхното използване не е необходимо.

Вериги на генератори на синусоидални сигнали, използващи тризвездни RC вериги с фазово изместване (фиг. 11.3)

показано на фиг. 11.11, 11.12. Генераторът (фиг. 11.11) работи на честота 400 Hz [P 4/80-43]. Всеки от елементите на тризвената RC верига с фазово изместване въвежда фазово изместване от 60 градуса, с верига с четири връзки - 45 градуса. Едностъпален усилвател (фиг. 11.12), направен по схема с общ емитер, въвежда фазово изместване от 180 градуса, необходимо за генериране. Имайте предвид, че генераторът според схемата на фиг. 11.12 работи, когато се използва транзистор с висок коефициент на пренос на ток (обикновено над 45...60). Ако захранващото напрежение е значително намалено и елементите за настройка на DC режима на транзистора не са избрани оптимално, генерирането ще се провали.

Звуковите генератори (фиг. 11.13 - 11.15) са близки по конструкция до генератори с фазово изместващи RC вериги [Рл 10/96-27]. Въпреки това, поради използването на индуктивност (телефонна капсула TK-67 или TM-2V) вместо един от резистивните елементи на веригата за изместване на фазата, те работят с по-малък брой елементи и в по-голям диапазон на промени в захранващото напрежение .

По този начин звуковият генератор (фиг. 11.13) работи, когато захранващото напрежение се промени в рамките на 1...15 V (консумация на ток 2...60 mA). В този случай честотата на генериране се променя от 1 kHz (ipit = 1,5 V) до 1,3 kHz при 15 V.

Външно управляван звуков индикатор (фиг. 11.14) също работи при 1) захранване = 1...15 V; Генераторът се включва/изключва чрез подаване на логически нива единица/нула на входа му, които също трябва да са в диапазона 1...15 V.

Звуковият генератор може да бъде направен по различна схема (фиг. 11.15). Неговата честота на генериране варира от 740 Hz (консумиран ток 1,2 mA, захранващо напрежение 1,5 V) до 3,3 kHz (6,2 mA и 15 V). Честотата на генериране е по-стабилна, когато захранващото напрежение се променя в рамките на 3...11 V - това е 1,7 kHz ± 1%. Всъщност този генератор вече не се прави на RC, а на LC елементи, а за индуктивност се използва намотката на телефонна капсула.

Генераторът на нискочестотни синусоидални трептения (фиг. 11.16) е сглобен съгласно характеристиката на "капацитивната триточкова" верига на LC генераторите. Разликата е, че като индуктивност се използва намотка от телефонна капсула, а резонансната честота е в диапазона на звуковите вибрации поради избора на капацитивни елементи на веригата.

Друг нискочестотен LC осцилатор, направен с помощта на каскодна верига, е показан на фиг. 11.17 [R 1/88-51]. Като индуктивност можете да използвате универсални или изтриващи глави от магнетофони, намотки на дросели или трансформатори.

RC генераторът (фиг. 11.18) е реализиран на полеви транзистори [Рл 10/96-27]. Подобна схема обикновено се използва при конструирането на високо стабилни LC осцилатори. Генерирането се случва вече при захранващо напрежение над 1 V. Когато напрежението се промени от 2 до 10 6, честотата на генериране намалява от 1,1 kHz до 660 Hz, а консумацията на ток се увеличава съответно от 4 до 11 mA. Импулси с честота от няколко Hz до 70 kHz и по-високи могат да бъдат получени чрез промяна на капацитета на кондензатора C1 (от 150 pF до 10 μF) и съпротивлението на резистора R2.

Представените по-горе звукови генератори могат да се използват като индикатори за икономично състояние (включване/изключване) на компоненти и блокове на електронно оборудване, по-специално на светодиоди, за замяна или дублиране на светлинни индикации, за аварийни и алармени индикации и др.

Литература: Шустов М.А. Практически дизайн на схеми (книга 1), 2003 г

По-добре е да не обяснявате, а да видите всичко веднага:

Забавна играчка, нали? Но да видите е едно, но да го направите със собствените си ръце е друго, така че нека започваме!

Схема на устройството:

При промяна на съпротивлението между точките PENCIL1 и PENCIL2, синтезаторът издава мелодия с различни тонове. Частите, отбелязани с *, може да не се монтират. Вместо транзистор T1 е подходящ KT817; BC337, вместо Q1 - KT816; BC327. Моля, обърнете внимание, че разводката на оригиналните и аналоговите транзистори е различна. Можете да изтеглите готовата печатна платка на уебсайта на автора.

Ще сглобя веригата много компактно (което не съветвам начинаещите да правят) на макет, така че ето моята версия на оформлението на веригата:

От обратната страна всичко изглежда по-малко спретнато:

Като корпус ще използвам бутон от предпазител от пренапрежение:

В случая:

Прикрепих високоговорителя и клемния блок на короната към горещо лепило:

Цялостно устройство:

Попаднах и на опростена диаграма:

По принцип всичко е същото, само скърцането ще бъде по-тихо.

Изводи:

1) По-добре е да използвате молив 2M (двойна мекота), рисунката ще бъде по-проводима.

2) Играчката е интересна, но омръзна след 10 минути.

3) След като се уморите от играчката, можете да я използвате за други цели - звънете на веригата, определете приблизителното съпротивление на ухо.

И накрая още едно интересно видео: