DIY ton üreteci. Basit düşük frekanslı osilatörlerin devreleri

Tek yan bantlı sinyal yükselteçlerinin temel gereksinimlerinden biri, genlik özelliklerinin doğrusallığıdır. Doğrusallığı zayıf olan bir amplifikatör genellikle diğer radyo amatörleri ve bazen de televizyon izleyicileri için bir girişim kaynağıdır. SSB sinyal yükselticilerindeki doğrusal olmayan bozulmaları tespit etmek için şunu kullanın: iki tonlu test yöntemi.
Tek yan bantlı bir vericinin girişine farklı frekanslara sahip ancak genlikleri eşit iki düşük frekanslı sinyal uygulanırsa, güç amplifikatörünün çıkışındaki sinyal sinüzoidal olarak sıfırdan maksimum değere kadar değişecektir ( Şekil 1).

Değişim periyodu verici girişindeki frekans farkına göre belirlenir. Çıkış sinyali zarfının şekline ve sinüzoidal yasadan sapmalarına bağlı olarak, cihazın genlik karakteristiğinin doğrusallığı değerlendirilebilir.
Sinyalin şekli ve seviyesi bir osiloskopla izlenir. İncelenen amplifikatörün çıkış voltajının genliği genellikle onlarca volt olduğundan, sinyal doğrudan bir osiloskopun saptırma plakalarına (düşük frekanslılar dahil) uygulanabilir. İki tonlu sinyalin kaynağı, devresi şekilde gösterilen bir jeneratör olabilir. İncir. 2.

İncir. 2

Çift T köprüleri aracılığıyla geri bildirim sağlayan iki osilatör ve bir emitör takipçisinden oluşur. Transistör V1 üzerine monte edilen jeneratör 1550 Hz frekans üretiyor. ve V2 - 2150 Hz'de. R1 ve R5 ayırma dirençleri aracılığıyla, jeneratör sinyalleri yayıcı takipçiye (transistör V3) beslenir. Diyagramda belirtilen derecelendirmelere sahip elemanları kullanırken "toplam" çıkış voltajı(cihazın her iki jeneratörü de açık) yaklaşık 0,1 V'tur. Çıkış empedansı yaklaşık 300 Ohm'dur.
Ayarlama, jeneratörlerin frekansının doğru ayarlanmasıyla başlar. Bunun için her birine dönüşümlü olarak güç verilerek T köprü elemanları seçilir. Çıkış sinyalinin iyi bir sinüzoidal şeklini korumak için, R2 (R6) ve R4 (R7) dirençlerinin direncinin, R3 (R8) direncinin direncinden yaklaşık 10 kat daha büyük olması gerektiği ve C1 (C6) ve C4 kapasitörlerinin kapasitansı ( C8) - SZ (C7) kapasitörünün kapasitesinin yarısı. Jeneratörlerin frekansları ayarlandıktan sonra, sinyallerin genlikleri ayarlanmış bir R5 direnci kullanılarak eşitlenir. Direnç R5, transistör V1 üzerindeki jeneratör sinyalinin seviyesini bir dereceye kadar etkilediğinden, bu işlem ardışık yaklaşımlar yöntemiyle gerçekleştirilir.
Jeneratör, 2 mm kalınlığında ve 55x65 mm boyutunda folyo fiberglastan yapılmış baskılı devre kartı üzerine monte edilmiştir ( pirinç. 3).

Şek. 3

Herhangi bir harf indeksine sahip KM-5 kapasitörleri, OMLT-0.125 dirençleri (R5 - SPZ-1A), KT315 transistörlerini kullanır. Cihaz, n-p-n veya p-n-p yapısının herhangi bir düşük frekanslı veya yüksek frekanslı transistörünü kullanabilir. Doğal olarak cihaz transistör kullanıyor p-n-p yapıları Güç kaynağının polaritesi farklı olmalıdır. Olarak Şekil l'de görülebilir. 2, cihazın jeneratörlere güç bağlamak için ayrı terminalleri vardır. Bu, gerekirse vericiye sırasıyla 1550 ve 2150 Hz frekansında tek tonlu bir test sinyali gönderilmesine olanak tanır. Bu durumda cihaz jeneratörünün güç kaynağı devrelerini anahtarlamak için anahtarı iki yöne ve dört konuma ayarlamak gerekir (“Kapalı”, “1550 Hz”, “2150 Hz”, “İki tonlu sinyal”) . Jeneratörlerin anahtarlama noktalarını iki diyotla (herhangi bir türden) "ayırarak" tek yönlü bir anahtar da kullanabilirsiniz. Çıkış sinyali seviyesini cihaz çıkışında ayarlamak için 5... 15 kOhm dirençli değişken bir direnci açmalısınız.
Vericiyi bir jeneratör kullanarak kurarken, güç amplifikatörüne, sinyali osiloskopa beslenen eşdeğer bir anten bağlanır. İki tonlu jeneratörden gelen sinyal seviyesi, vericinin kullanıldığı mikrofon tarafından geliştirilen maksimum sinyal seviyesiyle aynı olacak şekilde ayarlanır. Vericiyi açtıktan sonra osiloskobun tarama frekansını seçin, böylece ekranda osilogramın sabit bir görüntüsü elde edilir. Bundan sonra iletim yolu ayarlanır ve RF sinyal zarfının minimum düzeyde bozulması sağlanır.
Tanımlandı iki tonlu jeneratör alıcı-verici kurulumu için iyi

Radyo 1987, Sayı 5

Tek ton üretecine sahip çok sesli EMR'lerin güvenilir ve pratik cihazlar olduğu zaten kanıtlanmıştır. Ancak kullanılan jeneratörlerin özellikleri nedeniyle yetenekleri çoğu zaman tam olarak gerçekleştirilememektedir. Kural olarak, ton üreteci oldukça kararlı bir kuvars rezonatör veya RC devreleri temelinde inşa edilmiştir. Bu durumda elektronik frekans kontrolü ya hariç tutulur ya da son derece zordur.

Aşağıda açıklanan cihaz, voltaj kontrollü bir ton üretecidir. Kontrol sinyali çeşitli şekillendiricilerden ve EMR kontrollerinden kaldırılır. Bunlar frekans vibrato üreteçleri, zarf üreteçleri (otomatik ayar değişiklikleri için), manuel veya ayak (pedal) kontrollü glissando (ayar kaydırma) regülatörleri olabilir.

Jeneratörün özellikleri arasında yüksek çalışma frekansı bulunur. Dijital bir mikro devrenin kullanılması, 7,5...8 MHz'e kadar çalışma frekansına sahip nispeten basit ve ucuz bir VCO'nun uygulanmasını mümkün kıldı (Şekil 1). Genellikle farklı aralık dönüştürme faktörlerine sahip 12 özdeş sayaçtan oluşan, eşit temperlenmiş müzik skalasına sahip çoğu dijital ton üreteci için, 1...4 MHz aralığında bir saat (sürüş) frekansı gereklidir. Bu nedenle jeneratörün özelliklerinin bu frekans sınırları içerisinde gerekli doğrusallığı sağlayacak şekilde olması gerekir.

Jeneratörün çalışma prensibi, bir halka içinde kapatılmış iki özdeş voltaj kontrollü oluşturucu tarafından süresi ayarlanabilen darbelerin oluşumuna dayanmaktadır. Böylece, bir şekillendiricinin çıkışındaki bir darbenin azalması, diğerinin çıkışında bir sonraki darbenin ön kısmının görünmesine neden olur, vb. Cihazın çalışması, Şekil 1'de gösterilen zamanlama diyagramları ile gösterilmektedir. 2. t 0 anına kadar kontrol gerilimi sıfırdır. Bu, DD1.1 ve DD1.2 elemanlarının (yaklaşık 1,6 mA'yı aşmaz) akan giriş akımının ortak bir kabloya kapatılması nedeniyle A ve B noktalarında mantıksal seviyesi 0 olan bir sinyalin kurulduğu anlamına gelir. dirençler R1 ve R2 ve kontrol voltajı kaynağının küçük bir çıkış direnci. Seviye 1 şu anda DD1.1 ve DD1.2 invertörlerinin çıkışında aktiftir, dolayısıyla DD1.3 ve DD1.4 elemanları üzerindeki RS tetikleyicisi isteğe bağlı olarak kararlı durumlardan birine ayarlanacaktır. Kesinlik için, doğrudan (devredeki üst) çıkışın 1 sinyaline ve ters çıkışın 0 sinyaline sahip olduğunu varsayalım.

t 0 anında kontrol girişinde belirli bir pozitif voltaj göründüğünde, R1 ve R2 dirençlerinden akım akacaktır. Bu durumda, A noktasında voltaj sıfıra yakın kalacaktır, çünkü akım R1 direnci üzerinden VD1 diyotunun düşük direnci ve DD1.4 elemanının çıkış devresi üzerinden ortak kabloya akar. B noktasında, VD2 diyotu DD1.3 elemanının çıkışından yüksek bir seviyede kapatıldığı için voltaj artacaktır. R2 direncinden geçen akım, kapasitesine, R2 direncinin direncine ve kontrol voltajının değerine bağlı olarak C2 kapasitörünü bir sürede 1,1... 1,4 V'ye şarj edecektir. U ynp arttıkça kondansatörün şarj hızı artar ve aynı seviyeye daha kısa sürede şarj olur.

B noktasındaki voltaj DD1.2 elemanının anahtarlama eşiğine ulaştığında çıkışı 0 seviyesine ayarlanacak ve bu da RS tetikleyicisini değiştirecektir. Artık doğrudan çıkış 0 seviyesine sahip olacak ve ters çıkış 1 seviyesine sahip olacak. Bu, C2 kapasitörünün hızlı bir şekilde boşalmasına ve voltajın düşmesine yol açacak ve C1 kapasitörü şarj olmaya başlayacaktır. Sonuç olarak tetik tekrar değişecek ve tüm döngü tekrarlanacaktır.

Kontrol voltajındaki bir artış (zaman periyodu t 1 ...t 2, Şekil 2), kapasitörlerin şarj akımında bir artışa ve salınım periyodunda bir azalmaya yol açar. Jeneratörün salınım frekansı bu şekilde kontrol edilir. TTL elemanlarının akan giriş akımı, kontrol voltajı kaynağının akımına eklenir, bu da kontrol sinyalinin sınırlarını genişletmeyi mümkün kılar, çünkü R1 ve R2 dirençlerinin yüksek direnciyle üretim U'da bile korunabilir. ynp = 0. Ancak bu akım, üretim frekansının kararlılığını etkileyen sıcaklık dengesizliği ile karakterize edilir. Kontrolsüz sızıntıdaki artışı telafi edecek pozitif TKE'li C1 ve C2 kapasitörleri kullanılarak jeneratörün sıcaklık kararlılığı bir dereceye kadar artırılabilir. giriş akımı sıcaklık değişiklikleriyle DD1.1 ve DD1.2 elemanları.

Salınım periyodu sadece R1 ve R2 dirençlerinin direncine ve C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansına değil aynı zamanda diğer birçok faktöre de bağlıdır, bu nedenle periyodun doğru bir şekilde değerlendirilmesi zordur. DD1.1-DD1.4 elemanlarındaki sinyallerin zaman gecikmelerini ihmal edersek ve mantıksal voltajları 0'ın değerini ve ayrıca VD1 ve VD2 diyotlarının eşik voltajını sıfıra eşitlersek, o zaman jeneratör şu ifadeyle açıklanabilir: T 0 =2t 0 =2RC*ln( (I e R+U kontrol)/(I e R+U kontrol -U sp)), diferansiyel denklemin çözümüne göre elde edilir:

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

burada R ve C zamanlama devrelerinin değerleridir; Uc - kapasitör C'deki voltaj; Usp - maksimum (eşik) voltaj değeri Uc; U ynp - kontrol voltajı; ben e - TTL elemanının giriş sızıntı akımının ortalama değeri; t 0 - darbe süresi; T 0 - salınım periyodu. Hesaplamalar, bu formüllerden ilkinin, Uynp>=Usp'deki deneysel verilerle çok doğru bir şekilde uyuştuğunu ve ortalama değerlerin seçildiğini gösteriyor: I e = 1,4 mA; Usp = 1,2 V. Ayrıca aynı diferansiyel denklemin analizine dayanarak şu sonuca varabiliriz:

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

yani eğer I e R/(I e R-Usp)>0 ise cihaz Uynp≥0'da çalışır durumdadır; Bu sonuç, cihazın deneysel testleriyle doğrulanır. Bununla birlikte, VCO işleminin en yüksek kararlılığı ve doğruluğu Ucontrol ≥ Usp = 1,2..1,4 V ile, yani 0,7...4 MHz frekans aralığı dahilinde elde edilebilir.

Polifonik EMI veya EMC için pratik bir ton üreteci devresi Şekil 2'de gösterilmektedir. 3. Çalışma frekansı sınırları (U kontrolü ≥ 0,55...8 V ile) - 0,3...4,8 MHz. Kontrol karakteristiğinin doğrusal olmayışı (0,3...4 MHz aralığındaki bir frekansta) %5'i aşmaz.

Giriş 1, ses frekansı kaymasını otomatik olarak kontrol etmek için zarf oluşturucudan bir sinyal alır. Hafif bir modülasyon derinliğiyle (tonun %5...30'u), bas gitarın sesinin tonlarının ve ayrıca seslerin tonlama perdesinin aynı seviyede olduğu diğer telli ve vurmalı çalgıların taklitleri elde edilir. çıkarılma anı normdan biraz sapar (genellikle sesin saldırısı sırasında aniden artar ve ardından hızla normal değerine düşer).

Giriş 2, manuel veya pedallı glissando kontrol cihazından sabit bir kontrol voltajıyla beslenir. Bu giriş, tonaliteyi iki oktav içinde ayarlamak veya değiştirmek (transpoze etmek) ve ayrıca örneğin bir klarnet, trombon veya sesin tınısını taklit eden akorların veya tonal seslerin perdesi boyunca kaydırmak için kullanılır.

Giriş 3, vibrato jeneratöründen sinüzoidal, üçgen veya testere dişi sinyaliyle beslenir. Değişken direnç R4, 0...+-0,5 ton aralığındaki titreşim seviyesini ve ayrıca SA1 anahtarı kapatıldığında +-1 oktav veya daha fazlasına kadar frekans sapması seviyesini düzenler. Yüksek modülasyon frekansı (5...11) Hz) ve +-0,5...1,5 oktav derinliği ile tonal sesler müzikal niteliklerini kaybeder ve donuk bir gürültüyü veya hışırtıyı anımsatan bir gürültü sinyali karakterini kazanır. fan kanatları. Düşük frekansta (0,1...1 Hz) ve aynı derinlikte, ukulelenin "süzülme" sesine benzer, çok renkli ve etkileyici bir etki elde edilir.

Ton üretecinin çıkışından gelen sinyal, eşit ayarlı müzik ölçeğine sahip bir dijital sinyal koşullayıcının girişine beslenmelidir.

Açık işlemsel yükselteç DA1 aktif bir kontrol sinyali toplayıcı içerir. Toplayıcının çıkışından gelen sinyal, DD1.1-DD1.4 mantık elemanları kullanılarak yapılan VCO girişine beslenir. Cihaz, VCO'ya ek olarak, DD2.1, DD2.2 elemanları üzerine monte edilmiş örnek bir kuvars osilatörünün yanı sıra DD3 mikro devresinin tetikleyicileri üzerinde iki oktav frekans bölücüden oluşan bir devre içerir. bu jeneratör tarafından saatlenir. Jeneratör ve tetikleyiciler 500 kHz, 1 ve 2 MHz frekansında üç örnek sinyal üretir. Bu üç sinyal ve VCO çıkışından gelen sinyal, DD4.1-DD4.4 açık kolektör elemanları üzerine monte edilmiş elektronik anahtarların girişine beslenir.

SA2-SA5 anahtarları tarafından kontrol edilen bu anahtarların ortak bir yük direnci R13 vardır. Elemanların çıkış devreleri mantıksal OR fonksiyonuna sahip bir cihaz oluşturur. Anahtarlardan biri saat sinyalini çıkışa ilettiğinde diğerleri anahtarlar tarafından alçakta kapatılır. Yüksek seviye DD3.1 ve DD3.2 D tetikleyicilerinin R girişlerine ve SA2-SA5 anahtarlarının kontaklarına besleme için, DD2.4 elemanının çıkışından çıkarın.

Frekans bölücülere sahip bir kuvars osilatörü yardımcı bir rol oynar ve esas olarak VCO'nun operasyonel ayarlanmasına veya SA3, SA4, SA5 ("4", "8", "16) anahtarlarıyla "Organ" modunda enstrümanın "sürülmesine" hizmet eder. ””), EMR'nin perdesini sırasıyla en düşük kayıttan bir veya iki oktav yukarı kaydırmanıza olanak tanır. Bu durumda elbette seslerin perdesinde herhangi bir ayarlama veya değişiklik olamaz.

Jeneratörün dezavantajları arasında, bu durumda çok önemli olmayan nispeten düşük sıcaklık stabilitesi ve aralığın kenarlarında, özellikle jeneratör çalışma aralığının daha düşük frekanslarında VCO kontrol karakteristiğinin önemli ölçüde doğrusal olmaması yer alır.

İncirde. Şekil 4, üretim frekansının kontrol voltajına deneysel olarak ölçülen bağımlılığını göstermektedir: 1 - Şekil 2'deki devreye göre jeneratör için. 1, 2 - Şek. 3.

Cihaz, 1,5 mm kalınlığında folyo fiberglas laminattan yapılmış baskılı devre kartı üzerine monte edilmiştir.

K155 serisi çipler, K130 ve K133 serisindeki benzer çiplerle değiştirilebilir; K553UD1A - K553UD1V, K553UD2, K153UD1A, K153UD1V, K153UD2'ye. D9B yerine, bu serinin diyotlarını herhangi bir harf indeksinin yanı sıra D2V, D18, D311, GD511A ile kullanabilirsiniz. Örneğin pozitif TKE'li C4 ve C5 kapasitörlerini seçmek daha iyidir. KT-P210. KPM-P120, KPM-P33, KS-P33, KM-P33, K10-17-P33, K21U-2-P210, K21U-3-P33. Kondansatörler C7, C10, C11 - K50-6.

Cihazın dikkatli bir şekilde korunmasına özellikle dikkat edilmelidir. Çıkış iletkenleri 10..30 mm aralıklı bir kablo şeklinde bükülmelidir.

Doğru şekilde monte edilmiş bir ton üreteci ayar gerektirmez ve gücü bağladıktan hemen sonra çalışmaya başlar. VCO girişindeki kontrol voltajı 8...8,2 V'u geçmemelidir. Jeneratörün frekans kararlılığı, 5 V besleme voltajındaki değişikliklerden olumsuz etkilenir, bu nedenle yüksek stabilizasyon katsayısına sahip bir kaynaktan beslenmesi gerekir.

I. BASKOV, Kalinin bölgesi Poloska köyü.

EDEBİYAT

V. Bespalov. Polifonik EMR için frekans bölücü. - Radyo, 1980, Sayı 9.
L. A. Kuznetsov. EMR'nin teorisi, tasarımı, üretimi ve onarımının temelleri. - M.: Işık ve gıda endüstrisi. 1981.

Açıklamamak, her şeyi hemen görmek daha iyidir:

Komik bir oyuncak, değil mi? Ancak görmek bir şeydir, ancak bunu kendi ellerinizle yapmak başka bir şeydir, o halde haydi başlayalım!

Cihaz şeması:

PENCIL1 ve PENCIL2 noktaları arasındaki direnci değiştirirken sentezleyici farklı tonlarda bir melodi üretir. * işaretli parçalar takılmayabilir. Transistör T1 yerine KT817 uygundur; BC337, Q1 - KT816 yerine; BC327. Lütfen orijinal ve analog transistörlerin pin bağlantılarının farklı olduğunu unutmayın. Bitmiş baskılı devre kartını yazarın web sitesinden indirebilirsiniz.

Devreyi çok kompakt bir şekilde (yeni başlayanlara yapmalarını tavsiye etmiyorum) bir devre tahtası üzerinde kuracağım, işte devre düzeninin versiyonum:

Diğer taraftan her şey daha az düzgün görünüyor:

Muhafaza olarak aşırı gerilim koruyucunun düğmesini kullanacağım:

Bu durumda:

Hoparlörü ve taç terminal bloğunu sıcak tutkalla yapıştırdım:

Komple cihaz:

Ayrıca basitleştirilmiş bir diyagramla da karşılaştım:

Prensip olarak her şey aynı, sadece gıcırtı daha sessiz olacak.

Sonuçlar:

1) 2M kalem (çift yumuşaklık) kullanmak daha iyidir, çizim daha iletken olacaktır.

2) Oyuncak ilginç ama 10 dakika sonra sıkıcı olmaya başladı.

3) Oyuncaktan yorulduğunuzda onu başka amaçlar için kullanabilirsiniz - devreyi çalın, yaklaşık direnci kulakla belirleyin.

Ve son olarak ilginç bir video daha:

Şekil 1, öncelikle düşük frekanslı ekipmanı test etmek ve içindeki arızaları tespit etmek için tasarlanmış basit bir jeneratör devresini göstermektedir.

Jeneratör, değeri R1 direnci tarafından ayarlanan 1000 Hz'lik sabit bir frekansa sahiptir. Çıkış sinyali seviyesi, R13 direncinin kaydırıcısının konumu ile belirlenir. Devre, çıkış sinyalini belirli bir seviyede desteklemek için VT1, VD2, R10, R11, C6 elemanlarından oluşan bir sisteme sahiptir. Otomatik çıkış voltajı bakım sisteminin yanıt seviyesi, R11 direnci kullanılarak ayarlanır. Bu jeneratörün harmonik katsayısı nispeten yüksektir, böylece düşük frekanslı ekipmanın doğrusal olmayan distorsiyonlarını ölçmek için kullanılabilir. Bu nedenle, bu jeneratörün çıkışına bir alçak geçiş filtresi - LPF takmanız gerekir. Böyle bir filtre. Alçak geçiren bir filtreyle tamamlanan bu jeneratör, yüzde binde biri düzeyinde doğrusal olmayan bozulma düzeyine sahip, çok temiz bir ton sinyaline sahiptir. Jeneratöre stabilize bir kaynaktan güç verilmelidir. doğru akım 5... 12V voltajla. Şema ve çizim baskılı devre kartı buradan indirilebilir.

Şekil 2'deki şemaya göre aralıklı bir ton sinyali üreteci oluşturabilirsiniz. 5.3. DA1/4 girişine besleme voltajı sağlayarak devrenin çalışmaya başlamasını kontrol etmenizi sağlar. Ancak cihazın çalışması için iki zamanlayıcı kullanmanın gerekli olduğu durumlarda, bunları zaten tek bir pakette içeren mikro devreyi almak daha uygundur (bkz. Tablo 4.2).

Pirinç. 5.3. İki zamanlayıcıya dayalı aralıklı sinyal üreteci

İkili zamanlayıcıda yapılan jeneratörlerin çeşitleri Şekil 1'de gösterilmektedir. 5.4 ve 5.5. Zamanlayıcıyı simetrik puls üreteci modunda açmak (Şekil 5.4, b), gerekli elemanların sayısını azaltmanıza olanak tanır. Bu devreler evrenseldir - ses frekansını ve tekrar aralığını geniş bir aralıkta ayarlamak mümkündür.

İncirde. Şekil 5.5, 10 saniyelik aralıklarla bir telefon görüşmesini çalıştırmak için sinyal üreten bir jeneratörün diyagramını göstermektedir. Bu amaçla 12 ila 70...100 V arası düşük frekanslı voltajı artıran bir transformatör kullanıldı.

Aralıklı bir ses sinyalinin en basit üreteci, yanıp sönen bir LED kullanıyorsanız, tek bir zamanlayıcıda gerçekleştirilebilir. Örneğin, L-36B, L-56B, L-456B ve diğer bazı LED'lerin içinde zaten bir kesici bulunur (farklı parlaklık renklerinde mevcutturlar).

Pirinç. 5.4. Aralıklı ton üreteci devreleri: a - seçenek 1.6 - seçenek 2

LED'in Şekil 2'de gösterildiği gibi açılması gerekir. 5.6. Bu durumda, alternatif patlamaların sıklığı tamamen kullanılan LED'in parametrelerine bağlıdır. Tipik olarak yanıp sönme süreleri 0,5...1 s aralığındadır. Bu alarm cihazları için oldukça yeterlidir. Paketleri doldurma sıklığı (ses sinyali ile) C1-R1 elemanlarının değerlerine bağlıdır.