宽范围函数发生器。方案、说明

宽范围函数发生器。无线电电子电气工程百科全书

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在决定为他们的家庭实验室建造一个测量发生器后，无线电业余爱好者最近越来越多地选择由积分器和比较器组成的封闭弛豫系统。这是因为这样的发生器通常比正弦信号发生器更容易制造，并且它们的功能更广泛。然而，当使用广泛使用的系列运算放大器（K140、K153、K553等）时，不可能获得积分器输出电压的高转换速率和短比较器“响应”时间，因此，上部业余无线电文献中描述的大多数发生器的截止频率不超过 10. ..20 kHz。

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在引起无线电业余爱好者注意的装置中，K574UD1B OU用作积分器（输出电压上升率为50V/μs，单位增益频率为10MHz），比较器是在K155LA3 微电路（延迟时间 - 不超过 30 ... 40 ns）。这使得将生成的频率范围扩大到 1 MHz 成为可能。该发生器可生成矩形、三角形和正弦电压，以及具有 TTL 电平和可调持续时间（0,5 µs 至 1200 ms）的矩形脉冲。输出电压可在0...1 V范围内变化。正弦信号谐波系数不大于1,5%。发生器的输出阻抗约为100欧姆。

除了已经命名的积分器（运放 DA1）和比较器（DD1）之外，发生器还包括射极跟随器（VT1）、正弦电压发生器（VT2）、比例放大器（运放 DA2、VT7）、缓冲级（VT4、DD2.1）。 RS触发器（DD2.2、DD2.3）。两个单振子（DD3.1、DD3.2）和三个晶体管稳压器（VT3、VT5、VT6）。该器件由双极稳定电压源 ± 12 V 供电。正电压源消耗的电流不超过 180 mA，负电压源消耗的电流不超过 80 mA。

来自比较器输出（元件 DD6 的引脚 1.2）的矩形脉冲被馈送到运算放大器 DA1 上积分器的反相输入。在后者的输出端，产生一个三角形电压，该电压通过晶体管VT1上的射极跟随器控制比较器。通过开关 SA1，振荡频率可以通过可变电阻器 R1 粗略地改变。微调电阻器 R16 用于设置幅度，R17 用于设置三角电压的恒定分量。通过向 DD7 微电路的引脚 1（公共端）施加来自 VT2 晶体管上稳定器输出的 -3V 电压，并向引脚 14 施加 +3,2V 电压，可确保比较器所需的操作模式来自VT5晶体管上的稳定器的输出。

来自晶体管 VT1 发射极的三角形振荡进入场效应晶体管 VT2 上的级联，在级联中形成正弦电压。正弦信号从晶体管的源极馈送到开关部分SA2.2。这里，通过电阻器R18和R22，提供分别取自晶体管VT1的发射极和比较器元件DD1.2的输出的三角形和矩形电压。 SA2开关选择的信号（其幅度由可变电阻R27调节）经DA2运放和VT7晶体管上制作的比例放大器放大，进入步进衰减器——分压器R24-R26，从它 - 通过 SA3.2 开关部分和电阻器 R32 - 到输出插座 XS1。

TTL电平的矩形脉冲从缓冲级的输出馈送到SA3.2开关部分，组装在VT4晶体管和DD2.1元件上。他们还运行 DD3.1 单振动器，连接到开关第二和第三（顶部）位置的设备输出。脉冲的持续时间由开关电容器C9-C12和改变定时电路的可变电阻器R3的电阻来控制。

DD3微电路的第二个单振动器用于单脉冲整形器（它连接到SA3开关的第四和第五位置处的装置的输出）。当按下 SB1 按钮时，元件 DD2.2、DD2.3 上的 RS 触发器将改变其状态，并且随着输出电压的正下降，启动 DD3.2 单振动器。与前一种情况一样，所需的脉冲持续时间由开关 SA2.1 和电阻器 R3 设置。

当按下 SB1 按钮（SA3 开关的第六和第七位置）时，该器件能够使用 RS 触发器输出处的压降作为输出信号。

设置发生器首先要平衡比例放大器（DA2、VT7）。为此，将开关SA1-SA3分别设置为“0,1 ... 1 kHz”、“30 ... 1200 ms”和“1：1”位置，打开电源，微调电阻R31达到零输出插孔 XS1 上的电压。然后用微调电阻R19在DD7微电路的1脚设置-2V电压，用微调电阻R33在其3,2脚设置+14V电压，然后用示波器观察。连接到设备的输出时，开关 SA2 切换到上方（根据图表）位置，并且相同的调谐电阻器 R19、R33 确保示波器屏幕上的矩形脉冲变得对称（相对于电平 0）。

接下来，将 SA2 开关设置到第二（顶部）位置，并通过将电阻器 R1 的滑块移动到下部（根据图表）位置，三角信号与调谐电阻器 R6 保持平衡。当电阻器R1的滑块移动到另一个极限位置时，后者的对称性不应被破坏。该信号不存在恒定分量是通过调谐电阻器 R17 实现的。

通过将 SA16 开关设置到第三位置，微调电阻器 R2 可最大限度地减少正弦电压的非线性失真。

之后，将可变电阻器R27的引擎转移到上（根据方案）位置并选择电阻器R29，直到在装置的输出处获得1V的电压。通过选择电阻器R22和R18可以实现矩形和三角形的相同电压。

总之，选择电容器C8直到所产生的振荡的上限截止频率等于1MHz。

应该注意的是，如果需要，发生器的最大频率可以增加到 2 ... 2,5 MHz。为此，应排除电容器 C8，并将电阻器 R16 的电阻增大至 6,8 ... 10 kOhm。确实，在这种情况下，获得正弦信号会出现困难，因为随着指定电阻器的电阻增加，三角电压的幅度将减小。解决办法是在积分器和正弦电压整形器之间引入具有线性（在 0 ... 3 MHz 频段）AFC 的放大器。

A.伊舒季诺夫

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