50-Hertz-Sinuswellengeneratorschaltung. Hochspannung und mehr. Impulsformer mit einer Periode von einer Minute

Der Wechselrichter besteht aus einem Master-Oszillator von 50 Hertz (bis 100 Hz), der auf Basis des gängigsten Multivibrators aufgebaut ist. Seit der Veröffentlichung des Schemas beobachte ich, dass viele das Schema erfolgreich wiederholt haben, die Bewertungen sind recht gut – das Projekt war ein Erfolg.

Mit dieser Schaltung können Sie am Ausgang fast 220 Volt Netzspannung mit einer Frequenz von 50 Hz erhalten (abhängig von der Frequenz des Multivibrators). Der Ausgang unseres Wechselrichters sind Rechteckimpulse, aber ziehen Sie bitte keine voreiligen Schlüsse - ein solcher Wechselrichter ist geeignet Zur Stromversorgung fast aller Verbraucher im Haushalt, mit Ausnahme derjenigen Verbraucher, die über einen eingebauten Motor verfügen, der empfindlich auf die Form des zugeführten Signals reagiert.

Fernseher, Player, Ladegeräte für Laptops, Laptops, mobile Geräte, Lötkolben, Glühlampen, LED-Lampen, LDS, sogar ein Personal Computer – all dies kann problemlos über den vorgeschlagenen Wechselrichter mit Strom versorgt werden.

Ein paar Worte zur Leistung des Wechselrichters. Wenn Sie ein Leistungsschalterpaar der Serie IRFZ44 mit einer Leistung von ca. 150 Watt verwenden, wird nachfolgend die Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der Anzahl der Tastenpaare und deren Typ angegeben

Anzahl der Transistorpaare Leistung (W)
IRFZ44/46/48 1/2/3/4/5 250/400/600/800/1000
IRF3205/IRL3705/IRL 2505 1/2/3/4/5 300/500/700/900/1150
IRF1404 1/2/3/4/5 400/650/900/1200/1500Max

Aber das ist noch nicht alles, einer der Leute, die dieses Gerät zusammengebaut haben, schrieb mit Stolz, dass er es natürlich geschafft hat, bis zu 2000 Watt zu entfernen, und das ist real, wenn man, sagen wir, 6 Paar IRF1404 verwendet – wirklich Killerschlüssel mit Strom von 202 Ampere, aber der maximale Strom kann solche Werte natürlich nicht erreichen, da die Anschlüsse bei solchen Strömen einfach schmelzen würden.

Der Wechselrichter verfügt über eine REMOTE-Funktion (Fernbedienung). Der Trick besteht darin, dass Sie zum Starten des Wechselrichters ein Plus mit geringer Leistung von der Batterie an die Leitung anlegen müssen, an die Multivibratorwiderstände mit geringer Leistung angeschlossen sind. Ein paar Worte zu den Widerständen selbst – nehmen Sie alles mit einer Leistung von 0,25 Watt – sie werden nicht überhitzen. Die Transistoren im Multivibrator müssen ziemlich leistungsstark sein, wenn Sie mehrere Paare von Leistungsschaltern pumpen möchten. Von uns sind KT815/17 oder noch besser KT819 oder importierte Analoga geeignet.

Kondensatoren sind frequenzeinstellende Kondensatoren, ihre Kapazität beträgt 4,7 μF; bei dieser Anordnung der Multivibratorkomponenten liegt die Wechselrichterfrequenz bei etwa 60 Hz.
Den Transformator habe ich einer alten unterbrechungsfreien Stromversorgung entnommen, die Leistung der Trance wird anhand der benötigten (berechneten) Leistung des Wechselrichters ausgewählt, die Primärwicklungen betragen 2 bis 9 Volt (7-12 Volt), die Sekundärwicklung ist Standard - Netzwerk.
Folienkondensatoren mit einer Nennspannung von 63/160 Volt oder mehr nehmen Sie, was Sie zur Hand haben.

Nun, das ist alles, ich füge nur hinzu, dass sich Leistungsschalter bei hoher Leistung wie ein Herd aufheizen, sie benötigen einen sehr guten Kühlkörper und eine aktive Kühlung. Vergessen Sie nicht, die Paare eines Arms vom Kühlkörper zu isolieren, um einen Kurzschluss der Transistoren zu vermeiden.


Der Wechselrichter verfügt über keinen Schutz oder Stabilisierung; möglicherweise weicht die Spannung von 220 Volt ab.

Laden Sie die Platine vom Server herunter



Mit freundlichen Grüßen – AKA KASYAN

Der integrierte Timer-Chip 555 wurde vor 44 Jahren, im Jahr 1971, entwickelt und erfreut sich auch heute noch großer Beliebtheit. Vielleicht hat kein einziger Mikroschaltkreis den Menschen so lange gedient. Sie haben alles darauf gesammelt, sie sagen sogar, dass Nummer 555 die Anzahl der Optionen für seine Anwendung ist :) Eine der klassischen Anwendungen des 555-Timers ist ein einstellbarer Rechteckimpulsgenerator.
In dieser Rezension wird der Generator beschrieben, die spezifische Anwendung folgt beim nächsten Mal.

Die Platine wurde versiegelt in einer antistatischen Tasche verschickt, aber der Mikroschaltkreis ist sehr aus Holz und kann durch statische Aufladung nicht so leicht zerstört werden.


Die Installationsqualität ist normal, das Flussmittel wurde nicht abgewaschen




Die Generatorschaltung ist standardmäßig ausgelegt, um ein Tastverhältnis von ≤2 zu erreichen


Die rote LED ist mit dem Generatorausgang verbunden und blinkt, wenn die Ausgangsfrequenz niedrig ist.
Der chinesischen Tradition zufolge hat der Hersteller vergessen, einen Begrenzungswiderstand in Reihe mit dem oberen Trimmer zu schalten. Laut Spezifikation muss er mindestens 1 kOhm betragen, um den internen Schalter des Mikroschaltkreises nicht zu überlasten. In Wirklichkeit arbeitet der Schaltkreis jedoch mit einem geringeren Widerstand – bis zu 200 Ohm, bei dem die Erzeugung ausfällt. Aufgrund des Layouts der Leiterplatte ist das Hinzufügen eines Begrenzungswiderstands zur Platine schwierig.
Der Betriebsfrequenzbereich wird durch die Installation eines Jumpers in einer von vier Positionen ausgewählt
Der Verkäufer hat die Frequenzen falsch angegeben.


Wirklich gemessene Generatorfrequenzen bei einer Versorgungsspannung von 12V
1 - von 0,5 Hz bis 50 Hz
2 – von 35 Hz bis 3,5 kHz
3 – von 650 Hz bis 65 kHz
4 – von 50 kHz bis 600 kHz

Der untere Widerstand (gemäß Diagramm) stellt die Pulspausendauer ein, der obere Widerstand stellt die Pulswiederholungsperiode ein.
Versorgungsspannung 4,5–16 V, maximale Ausgangslast – 200 mA

Die Stabilität der Ausgangsimpulse in den Bereichen 2 und 3 ist aufgrund der Verwendung von Kondensatoren aus ferroelektrischer Keramik vom Typ Y5V gering – die Frequenz sinkt nicht nur bei Temperaturänderungen, sondern auch bei (mehrfachen) Änderungen der Versorgungsspannung. . Ich habe keine Grafiken gezeichnet, glauben Sie einfach meinem Wort.
In anderen Bereichen ist die Pulsstabilität akzeptabel.

Dies ist, was es auf Bereich 1 erzeugt
Bei maximalem Widerstand der Trimmer


Im Mäandermodus (obere 300 Ohm, niedrigere maximal)


Im Maximalfrequenzmodus (obere 300 Ohm, niedriger bis Minimum)


Im minimalen Puls-Tastverhältnis-Modus (oberer Trimmer auf Maximum, unterer auf Minimum)

Für chinesische Hersteller: Fügen Sie einen 300-390 Ohm-Begrenzungswiderstand hinzu, ersetzen Sie den 6,8-uF-Keramikkondensator durch einen 2,2-uF/50-V-Elektrolytkondensator und ersetzen Sie den 0,1-uF-Y5V-Kondensator durch einen hochwertigeren 47-nF-X5R (X7R).
Hier ist das fertige modifizierte Diagramm


Ich habe den Generator nicht selbst verändert, weil... Diese Nachteile sind für meine Anwendung nicht kritisch.

Fazit: Der Nutzen des Geräts wird deutlich, wenn für eines Ihrer selbstgemachten Produkte Impulse gesendet werden müssen :)
Fortgesetzt werden…

Ich habe vor, +31 zu kaufen Zu Favoriten hinzufügen Die Rezension hat mir gefallen +28 +58

Der vorgeschlagene Sinuswellentest-Audiogenerator basiert auf einer Wien-Brücke, erzeugt eine sehr geringe Sinuswellenverzerrung und arbeitet von 15 Hz bis 22 kHz in zwei Unterbändern. Zwei Ausgangsspannungsstufen - von 0-250 mV und 0-2,5 V. Die Schaltung ist überhaupt nicht kompliziert und wird auch von unerfahrenen Funkamateuren zum Zusammenbau empfohlen.

Teileliste des Audiogenerators

  • R1, R3, R4 = 330 Ohm
  • R2 = 33 Ohm
  • R5 = 50k Doppelpotentiometer (linear)
  • R6 = 4,7k
  • R7 = 47k
  • R8 = 5k Potentiometer (linear)
  • C1, C3 = 0,022 uF
  • C2, C4 = 0,22 uF
  • C5, C6 = 47uF Elektrolytkondensatoren (50V)
  • IC1 = TL082 Doppel-Operationsverstärker mit Buchse
  • L1 = 28V/40mA Lampe
  • J1 = BNC-Anschluss
  • J2 = Cinch-Buchse
  • B1, B2 = 9 V Krone


Die oben dargestellte Schaltung ist recht einfach und basiert auf einem dualen Operationsverstärker TL082, der als Oszillator und Pufferverstärker dient. Auch industrielle Analoggeneratoren sind in etwa nach diesem Typ aufgebaut. Das Ausgangssignal reicht sogar zum Anschluss von 8-Ohm-Kopfhörern aus. Im Standby-Modus beträgt der Stromverbrauch pro Batterie etwa 5 mA. Es gibt zwei davon, jeweils 9 Volt, da die Stromversorgung des Operationsverstärkers bipolar ist. Der Einfachheit halber sind zwei verschiedene Arten von Ausgangsanschlüssen installiert. Für superhelle LEDs können Sie 4,7k-Widerstände R6 verwenden. Für Standard-LEDs - 1k Widerstand.


Das Oszillogramm zeigt das tatsächliche 1-kHz-Ausgangssignal des Generators.

Generatormontage

Die LED dient als Ein-/Aus-Anzeige für das Gerät. Was die L1-Glühbirne betrifft, wurden viele Arten von Glühbirnen während des Montageprozesses getestet und alle funktionierten gut. Beginnen Sie mit dem Zuschneiden der Leiterplatte auf die gewünschte Größe, dem Ätzen, Bohren und dem Zusammenbau.


Der Körper ist hier halb aus Holz, halb aus Metall. Schneiden Sie zwei Zoll dicke Holzstücke für die Seiten des Schranks. Schneiden Sie ein Stück 2 mm starkes Aluminiumblech für die Frontplatte ab. Und ein Stück weiße, matte Pappe für das Skalenzifferblatt. Biegen Sie zwei Aluminiumstücke zu Batteriehaltern und schrauben Sie diese an den Seiten fest.

In der Amateurfunkpraxis ist es häufig erforderlich, einen Sinusschwingungsgenerator zu verwenden. Es gibt eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten dafür. Schauen wir uns an, wie man auf einer Wien-Brücke einen Sinussignalgenerator mit stabiler Amplitude und Frequenz erzeugt.

Der Artikel beschreibt die Entwicklung einer Sinussignalgeneratorschaltung. Sie können die gewünschte Frequenz auch programmgesteuert generieren:

Die aus Sicht der Montage und Einstellung bequemste Version eines Sinussignalgenerators ist ein Generator, der auf einer Wien-Brücke aufgebaut ist und einen modernen Operationsverstärker (OP-Amp) verwendet.

Brücke aus Wein

Die Wien-Brücke selbst ist ein aus zwei Teilen bestehender Bandpassfilter. Es betont die zentrale Frequenz und unterdrückt andere Frequenzen.

Die Brücke wurde bereits 1891 von Max Wien erfunden. Auf einem schematischen Diagramm wird die Wienbrücke selbst normalerweise wie folgt dargestellt:

Bild aus Wikipedia entlehnt

Die Wien-Brücke hat ein Verhältnis von Ausgangsspannung zu Eingangsspannung b=1/3 . Dies ist ein wichtiger Punkt, da dieser Koeffizient die Bedingungen für eine stabile Erzeugung bestimmt. Aber dazu später mehr

So berechnen Sie die Häufigkeit

Auf der Wienbrücke werden häufig Autogeneratoren und Induktivitätsmessgeräte gebaut. Um Ihr Leben nicht zu verkomplizieren, verwenden sie normalerweise R1=R2=R Und C1=C2=C . Dadurch kann die Formel vereinfacht werden. Die Grundfrequenz der Brücke errechnet sich aus dem Verhältnis:

f=1/2πRC

Fast jeder Filter kann als frequenzabhängiger Spannungsteiler betrachtet werden. Daher ist es bei der Wahl der Werte des Widerstands und des Kondensators wünschenswert, dass bei der Resonanzfrequenz der komplexe Widerstand des Kondensators (Z) gleich oder zumindest in der gleichen Größenordnung wie der Widerstand des Kondensators ist Widerstand.

Zc=1/ωC=1/2πνC

Wo ω (Omega) - zyklische Frequenz, ν (nu) - lineare Frequenz, ω=2πν

Wien-Brücke und Operationsverstärker

Die Wienbrücke selbst ist kein Signalgeber. Damit die Erzeugung erfolgen kann, muss sie in den positiven Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers gelegt werden. Ein solcher Selbstoszillator kann auch mit einem Transistor aufgebaut werden. Aber die Verwendung eines Operationsverstärkers vereinfacht das Leben deutlich und sorgt für eine bessere Leistung.


Verstärkungsfaktor drei

Die Wienbrücke verfügt über eine Durchlässigkeit b=1/3 . Daher ist die Bedingung für die Erzeugung, dass der Operationsverstärker eine Verstärkung von drei liefern muss. In diesem Fall ergibt das Produkt aus den Übertragungskoeffizienten der Wien-Brücke und der Verstärkung des Operationsverstärkers 1. Und es erfolgt eine stabile Erzeugung der gegebenen Frequenz.

Wenn die Welt ideal wäre, würden wir durch Einstellen der erforderlichen Verstärkung mit Widerständen im Gegenkopplungskreis einen fertigen Generator erhalten.


Dies ist ein nichtinvertierender Verstärker und seine Verstärkung wird durch die Beziehung bestimmt:K=1+R2/R1

Aber leider ist die Welt nicht ideal. ... In der Praxis stellt sich heraus, dass es zum Starten der Generierung erforderlich ist, dass der Koeffizient im allerersten Moment eingestellt wird. Der Zuwachs betrug etwas mehr als 3 und wurde dann für eine stabile Erzeugung bei 3 gehalten.

Wenn die Verstärkung kleiner als 3 ist, kommt es zum Stillstand des Generators; wenn sie höher ist, beginnt das Signal bei Erreichen der Versorgungsspannung zu verzerren und es kommt zur Sättigung.

Im Sättigungszustand hält der Ausgang eine Spannung nahe einer der Versorgungsspannungen aufrecht. Und es kommt zu einem zufälligen chaotischen Wechsel zwischen den Versorgungsspannungen.


Daher greifen sie beim Aufbau eines Generators auf einer Wien-Brücke auf die Verwendung eines nichtlinearen Elements im Gegenkopplungskreis zurück, das die Verstärkung regelt. In diesem Fall gleicht sich der Generator aus und hält die Erzeugung auf dem gleichen Niveau.

Amplitudenstabilisierung an einer Glühlampe

In der klassischsten Version des Generators auf der Wien-Brücke am Operationsverstärker wird eine Miniatur-Niederspannungsglühlampe verwendet, die anstelle eines Widerstands installiert wird.


Beim Einschalten eines solchen Generators ist die Lampenspirale im ersten Moment kalt und ihr Widerstand niedrig. Dies hilft beim Starten des Generators (K>3). Mit zunehmender Erwärmung erhöht sich dann der Widerstand der Helix und die Verstärkung nimmt ab, bis das Gleichgewicht erreicht ist (K=3).

Der positive Rückkopplungskreis, in den die Wienbrücke gelegt wurde, bleibt unverändert. Der allgemeine Schaltplan des Generators sieht wie folgt aus:


Positive Rückkopplungselemente des Operationsverstärkers bestimmen die Erzeugungsfrequenz. Und die Elemente des negativen Feedbacks sind Verstärkung.

Die Idee, eine Glühbirne als Bedienelement zu verwenden, ist sehr interessant und wird auch heute noch verwendet. Aber leider hat die Glühbirne eine Reihe von Nachteilen:

  • Die Auswahl einer Glühbirne und eines Strombegrenzungswiderstands R* ist erforderlich.
  • Bei regelmäßiger Nutzung des Generators ist die Lebensdauer der Glühbirne meist auf mehrere Monate begrenzt
  • Die Steuereigenschaften der Glühbirne hängen von der Temperatur im Raum ab.

Eine weitere interessante Option ist die Verwendung eines direkt beheizten Thermistors. Im Wesentlichen ist die Idee dieselbe, nur wird anstelle eines Glühbirnenfadens ein Thermistor verwendet. Das Problem besteht darin, dass Sie es zuerst finden und erneut auswählen müssen, sowie strombegrenzende Widerstände.

Amplitudenstabilisierung bei LEDs

Eine wirksame Methode zur Stabilisierung der Amplitude der Ausgangsspannung eines Sinussignalgenerators ist die Verwendung von Operationsverstärker-LEDs im Gegenkopplungskreis ( VD1 Und VD2 ).

Die Hauptverstärkung wird durch Widerstände eingestellt R3 Und R4 . Die restlichen Elemente ( R5 , R6 und LEDs) passen die Verstärkung in einem kleinen Bereich an und halten den Ausgang stabil. Widerstand R5 Sie können die Ausgangsspannung im Bereich von ca. 5-10 Volt einstellen.

Im zusätzlichen OS-Stromkreis empfiehlt es sich, niederohmige Widerstände zu verwenden ( R5 Und R6 ). Dadurch kann ein erheblicher Strom (bis zu 5 mA) durch die LEDs fließen und sie befinden sich im optimalen Modus. Sie werden sogar ein wenig leuchten :-)

Im oben gezeigten Diagramm sind die Elemente der Wien-Brücke für die Erzeugung bei einer Frequenz von 400 Hz ausgelegt, sie können jedoch mithilfe der am Anfang des Artikels dargestellten Formeln problemlos für jede andere Frequenz umgerechnet werden.

Qualität der Erzeugung und der verwendeten Elemente

Wichtig ist, dass der Operationsverstärker den zur Erzeugung notwendigen Strom bereitstellen kann und über eine ausreichende Frequenzbandbreite verfügt. Die Verwendung der beliebten TL062 und TL072 als Operationsverstärker führte bei einer Erzeugungsfrequenz von 100 kHz zu sehr traurigen Ergebnissen. Die Signalform konnte kaum als Sinusform bezeichnet werden; sie ähnelte eher einem Dreieckssignal. Die Verwendung von TDA 2320 ergab noch schlechtere Ergebnisse.

Aber der NE5532 zeigte seine hervorragende Seite und erzeugte ein Ausgangssignal, das einem Sinussignal sehr ähnlich war. Auch der LM833 hat die Aufgabe perfekt gemeistert. Daher werden NE5532 und LM833 für den Einsatz als erschwingliche und gängige hochwertige Operationsverstärker empfohlen. Allerdings fühlen sich die übrigen Operationsverstärker mit einer Verringerung der Frequenz viel besser an.

Die Genauigkeit der Erzeugungsfrequenz hängt direkt von der Genauigkeit der Elemente der frequenzabhängigen Schaltung ab. Und in diesem Fall ist es nicht nur wichtig, dass der Wert des Elements mit der darauf befindlichen Inschrift übereinstimmt. Präzisere Teile weisen eine bessere Stabilität der Werte bei Temperaturänderungen auf.

In der Version des Autors wurden ein Widerstand vom Typ C2-13 ±0,5 % und Glimmerkondensatoren mit einer Genauigkeit von ±2 % verwendet. Der Einsatz derartiger Widerstände ist auf die geringe Temperaturabhängigkeit ihres Widerstandes zurückzuführen. Glimmerkondensatoren sind außerdem wenig temperaturabhängig und haben einen niedrigen TKE.

Nachteile von LEDs

Es lohnt sich, sich gesondert auf LEDs zu konzentrieren. Ihr Einsatz in einer Sinusgeneratorschaltung ist auf die Größe des Spannungsabfalls zurückzuführen, der üblicherweise im Bereich von 1,2 bis 1,5 Volt liegt. Dadurch erhalten Sie eine relativ hohe Ausgangsspannung.


Nach der Implementierung der Schaltung auf einem Steckbrett stellte sich heraus, dass aufgrund der Variation der LED-Parameter die Fronten der Sinuswelle am Generatorausgang nicht symmetrisch sind. Selbst auf dem obigen Foto fällt es ein wenig auf. Darüber hinaus kam es zu leichten Verzerrungen in der Form des erzeugten Sinus, die durch die für eine Erzeugungsfrequenz von 100 kHz unzureichende Arbeitsgeschwindigkeit der LEDs verursacht wurden.

4148 Dioden statt LEDs

Die LEDs wurden durch die beliebten 4148-Dioden ersetzt. Dabei handelt es sich um kostengünstige Hochgeschwindigkeits-Signaldioden mit Schaltgeschwindigkeiten von weniger als 4 ns. Gleichzeitig blieb die Schaltung voll funktionsfähig, von den oben beschriebenen Problemen blieb keine Spur und die Sinuskurve erhielt ein ideales Aussehen.

Im folgenden Diagramm sind die Elemente der Weinbrücke für eine Erzeugungsfrequenz von 100 kHz ausgelegt. Außerdem wurde der variable Widerstand R5 durch einen Konstantwiderstand ersetzt, aber dazu später mehr.


Im Gegensatz zu LEDs beträgt der Spannungsabfall am pn-Übergang herkömmlicher Dioden 0,6 ÷ 0,7 V, sodass die Ausgangsspannung des Generators etwa 2,5 V betrug. Um die Ausgangsspannung zu erhöhen, ist es möglich, mehrere Dioden anstelle einer in Reihe zu schalten , zum Beispiel so:


Durch die Erhöhung der Anzahl nichtlinearer Elemente wird der Generator jedoch stärker von der Außentemperatur abhängig. Aus diesem Grund wurde beschlossen, diesen Ansatz aufzugeben und jeweils eine Diode zu verwenden.

Ersetzen eines variablen Widerstands durch einen konstanten

Nun zum Abstimmwiderstand. Als Widerstand R5 wurde zunächst ein 470 Ohm Multiturn-Trimmerwiderstand verwendet. Dadurch war es möglich, die Ausgangsspannung präzise zu regeln.

Beim Bau eines Generators ist es äußerst wünschenswert, über ein Oszilloskop zu verfügen. Der variable Widerstand R5 beeinflusst direkt die Erzeugung – sowohl die Amplitude als auch die Stabilität.

Bei der vorgestellten Schaltung ist die Erzeugung nur in einem kleinen Widerstandsbereich dieses Widerstands stabil. Ist das Widerstandsverhältnis größer als erforderlich, beginnt das Clipping, d.h. Die Sinuswelle wird von oben und unten abgeschnitten. Ist sie kleiner, beginnt sich die Form der Sinuskurve zu verzerren, und bei einer weiteren Abnahme kommt es zum Stillstand der Erzeugung.

Es hängt auch von der verwendeten Versorgungsspannung ab. Die beschriebene Schaltung wurde ursprünglich unter Verwendung eines Operationsverstärkers LM833 mit einer ±9-V-Stromversorgung aufgebaut. Dann wurden, ohne die Schaltung zu ändern, die Operationsverstärker durch AD8616 ersetzt und die Versorgungsspannung auf ±2,5 V (das Maximum für diese Operationsverstärker) geändert. Durch diesen Austausch wurde die Sinuskurve am Ausgang abgeschnitten. Die Auswahl der Widerstände ergab Werte von 210 bzw. 165 Ohm, statt 150 bzw. 330.

Wie wählt man Widerstände „nach Augenmaß“ aus?

Im Prinzip kann man den Abstimmwiderstand belassen. Es hängt alles von der erforderlichen Genauigkeit und der erzeugten Frequenz des Sinussignals ab.

Um Ihre eigene Auswahl zu treffen, sollten Sie zunächst einen Abstimmwiderstand mit einem Nennwert von 200-500 Ohm einbauen. Indem Sie das Ausgangssignal des Generators dem Oszilloskop zuführen und den Trimmwiderstand drehen, erreichen Sie den Moment, in dem die Begrenzung beginnt.

Finden Sie dann durch Verringern der Amplitude die Position, an der die Form der Sinuskurve am besten ist. Jetzt können Sie den Trimmer entfernen, die resultierenden Widerstandswerte messen und die Werte so nah wie möglich anlöten.

Wenn Sie einen sinusförmigen Audiosignalgenerator benötigen, können Sie auf ein Oszilloskop verzichten. Um dies zu erreichen, ist es wiederum besser, den Moment zu erreichen, in dem das Signal aufgrund von Übersteuerung hörbar zu verzerren beginnt, und dann die Amplitude zu reduzieren. Sie sollten den Wert verringern, bis die Verzerrung verschwindet, und dann noch etwas mehr. Dies ist notwendig, weil Es ist nicht immer möglich, Verzerrungen von sogar 10 % mit dem Gehör wahrzunehmen.

Zusätzliche Verstärkung

Der Sinusgenerator wurde auf einem Doppel-Operationsverstärker montiert und die Hälfte der Mikroschaltung blieb in der Luft hängen. Daher ist es logisch, es unter einem einstellbaren Spannungsverstärker zu verwenden. Dadurch war es möglich, einen variablen Widerstand vom zusätzlichen Generator-Rückkopplungskreis zur Spannungsverstärkerstufe zu verlegen, um die Ausgangsspannung zu regeln.

Der Einsatz einer zusätzlichen Verstärkerstufe gewährleistet eine bessere Anpassung der Generatorleistung an die Last. Er wurde nach der klassischen nichtinvertierenden Verstärkerschaltung aufgebaut.


Die angezeigten Bewertungen ermöglichen es Ihnen, die Verstärkung von 2 auf 5 zu ändern. Bei Bedarf können die Bewertungen entsprechend der erforderlichen Aufgabe neu berechnet werden. Der Kaskadengewinn ergibt sich aus der Beziehung:

K=1+R2/R1

Widerstand R1 ist die Summe der in Reihe geschalteten variablen und konstanten Widerstände. Ein konstanter Widerstand ist erforderlich, damit die Verstärkung bei der minimalen Position des variablen Widerstandsknopfs nicht auf unendlich geht.

So stärken Sie die Leistung

Der Generator sollte an einer niederohmigen Last von mehreren Ohm betrieben werden. Natürlich kann kein einziger Operationsverstärker mit geringer Leistung den erforderlichen Strom erzeugen.

Zur Leistungssteigerung wurde am Generatorausgang ein TDA2030-Repeater platziert. Alle Vorteile dieser Verwendung dieser Mikroschaltung werden im Artikel beschrieben.

Und so sieht die Schaltung des gesamten Sinusgenerators mit Spannungsverstärker und Repeater am Ausgang aus:


Der Sinusgenerator auf der Wien-Brücke kann auch auf dem TDA2030 selbst als Operationsverstärker montiert werden. Es hängt alles von der erforderlichen Genauigkeit und der gewählten Erzeugungsfrequenz ab.

Wenn keine besonderen Anforderungen an die Qualität der Erzeugung gestellt werden und die erforderliche Frequenz 80-100 kHz nicht überschreitet, es aber mit einer niederohmigen Last arbeiten soll, dann ist diese Option ideal für Sie.

Abschluss

Ein Wien-Brückengenerator ist nicht die einzige Möglichkeit, eine Sinuswelle zu erzeugen. Wer eine hochpräzise Frequenzstabilisierung benötigt, greift besser zu Generatoren mit Quarzresonator.

Die beschriebene Schaltung eignet sich jedoch für die allermeisten Fälle, in denen es erforderlich ist, ein stabiles Sinussignal sowohl in der Frequenz als auch in der Amplitude zu erhalten.

Die Erzeugung ist gut, aber wie misst man die Höhe der hochfrequenten Wechselspannung genau? Ein Schema namens .

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Es gibt Geräte und Geräte, die nicht nur über das Stromnetz mit Strom versorgt werden, sondern bei denen das Stromnetz auch als Quelle für solche Impulse dient, die für den Betrieb des Gerätekreises erforderlich sind. Wenn solche Geräte von einer Stromversorgung mit einer anderen Frequenz oder von einer autonomen Quelle gespeist werden, stellt sich das Problem, woher die Taktfrequenz kommt.

Die Taktfrequenz in solchen Geräten ist normalerweise entweder gleich der Netzfrequenz (60 oder 50 Hz) oder gleich dem Doppelten der Netzfrequenz, wenn die Quelle der Taktimpulse in der Geräteschaltung eine Schaltung ist, die auf einem Brückengleichrichter ohne Glättungskondensator basiert .

Nachfolgend sind vier Schaltungen von Impulsgeneratoren mit Frequenzen von 50 Hz, 60 Hz, 100 Hz und 120 Hz aufgeführt, die auf der Basis der CD4060B-Mikroschaltung und eines 32768-Hz-Quarzuhrresonators aufgebaut sind.

50-Hz-Generatorschaltung

Reis. 1. Schematische Darstellung eines Signalgenerators mit einer Frequenz von 50 Hz.

Abbildung 1 zeigt die Schaltung eines 50-Hz-Frequenzgenerators. Die Frequenz wird durch den Quarzresonator Q1 bei 32768 Hz stabilisiert; von seinem Ausgang im D1-Chip werden Impulse an einen Binärzähler gesendet. Der Frequenzteilungskoeffizient wird durch die Dioden VD1-VD3 und den Widerstand R1 eingestellt, die den Zähler jedes Mal zurücksetzen, wenn sein Zustand 656 erreicht. In diesem Fall ist 32768 / 656 = 49,9512195.

Es sind zwar nicht ganz 50 Hz, aber sehr nah dran. Darüber hinaus können Sie durch Auswahl der Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 die Frequenz des Quarzoszillators leicht ändern und ein Ergebnis erreichen, das näher an 50 Hz liegt.

60-Hz-Generatorschaltung

Abbildung 2 zeigt die Schaltung eines 60-Hz-Frequenzgenerators. Die Frequenz wird durch den Quarzresonator Q1 bei 32768 Hz stabilisiert; von seinem Ausgang im D1-Chip werden Impulse an einen Binärzähler gesendet.

Reis. 2. Schematische Darstellung eines Signalgenerators mit einer Frequenz von 60 Hz.

Der Frequenzteilungskoeffizient wird durch die Dioden VD1-VD2 und den Widerstand R1 eingestellt, die den Zähler jedes Mal zurücksetzen, wenn sein Zustand 544 erreicht. In diesem Fall ist 32768 / 544 = 60,2352941. Es sind nicht ganz 60 Hz, aber nah dran.

Darüber hinaus können Sie durch Auswahl der Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 die Frequenz des Quarzoszillators leicht ändern und ein Ergebnis erreichen, das näher an 60 Hz liegt.

100-Hz-Generatorschaltung

Abbildung 3 zeigt die Schaltung eines 100-Hz-Frequenzgenerators. Die Frequenz wird durch den Quarzresonator Q1 bei 32768 Hz stabilisiert; von seinem Ausgang im D1-Chip werden Impulse an einen Binärzähler gesendet. Der Frequenzteilungskoeffizient wird durch die Dioden VD1-VD3 und den Widerstand R1 eingestellt, die den Zähler jedes Mal zurücksetzen, wenn sein Zustand 328 erreicht. In diesem Fall ist 32768 / 328 = 99,902439.

Reis. 3. Schematische Darstellung eines Signalgenerators mit einer Frequenz von 100 Hz.

Es sind zwar nicht ganz 100 Hz, aber nah dran. Darüber hinaus können Sie durch Auswahl der Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 die Frequenz des Quarzoszillators leicht ändern und ein Ergebnis erreichen, das näher an 100 Hz liegt.

120-Hz-Generator

Abbildung 4 zeigt die Schaltung eines 120-Hz-Frequenzgenerators. Die Frequenz wird durch den Quarzresonator Q1 bei 32768 Hz stabilisiert; von seinem Ausgang im D1-Chip werden Impulse an einen Binärzähler gesendet. Der Frequenzteilungskoeffizient wird durch die Dioden VD1-VD2 und den Widerstand R1 eingestellt, die den Zähler jedes Mal zurücksetzen, wenn sein Zustand 272 erreicht. In diesem Fall ist 32768 / 272 = 120,470588.

Es sind nicht ganz 120 Hz, aber nah dran. Darüber hinaus können Sie durch Auswahl der Kapazitäten der Kondensatoren C1 und C2 die Frequenz des Quarzoszillators leicht ändern und ein Ergebnis erreichen, das näher an 120 Hz liegt.

Reis. 4. Schematische Darstellung eines Signalgenerators mit einer Frequenz von 120 Hz.

Die Versorgungsspannung kann zwischen 3 und 15 V liegen, abhängig von der Versorgungsspannung der Schaltung bzw. vom erforderlichen Wert des Logikpegels. Die Ausgangsimpulse sind in allen Schaltungen asymmetrisch; dies muss bei der jeweiligen Anwendung berücksichtigt werden.

Impulsformer mit einer Periode von einer Minute

Abbildung 5 zeigt eine Schaltung eines Impulsformers mit einer Periode von einer Minute, beispielsweise für eine elektronische Digitaluhr. Der Eingang empfängt über einen Transformator, Spannungsteiler oder Optokoppler ein 50-Hz-Signal vom Netz oder von einer anderen 50-Hz-Quelle.

Die Widerstände R1 und R2 bilden zusammen mit den Invertern des D1-Chips, die für die Taktgeneratorschaltung vorgesehen sind, einen Schmitt-Trigger, sodass Sie sich keine Gedanken über die Form des Eingangssignals machen müssen;

Abb.5. Schaltung eines Impulsformers mit einer Periode von einer Minute.

Durch die Dioden VD1-VD7 wird der Zählerteilungskoeffizient auf den Wert 2048+512+256+128+32+16+8=3000 begrenzt, was bei einer Eingangsfrequenz von 50 Hz an Pin 1 der Mikroschaltung Impulse mit einer Periode ergibt von einer Minute.

Zusätzlich können an Pin 4 Impulse mit einer Frequenz von 0,781 Hz entnommen werden, um beispielsweise die Stunden- und Minutenzähler auf die aktuelle Uhrzeit zu stellen. Die Versorgungsspannung kann zwischen 3 und 15 V liegen, abhängig von der Versorgungsspannung der elektronischen Taktschaltung bzw. vom erforderlichen Wert des Logikpegels.

Snegirev I. RK-11-16.