Функціональний генератор на одному ОУ

Генератор сигналів, про який піде мова, зібраний всього на одному ОУ і двох польових транзисторах. Його з успіхом можуть повторити навіть початківці радіоаматори. Прилад генерує напруги прямокутної і трикутної форми частотою від 20 Гц до 20 кГц, а також пилкоподібні коливання позитивної і негативної полярності частотою від 40 Гц до 40 кГц.


Рис. 1. Спрощена схема мультмвібратора на ОУ.

Основою генератора служить мультівібратор на ОУ, спрощена схема якого наведена на рис. 1. Самозбудження мультівібратор забезпечується позитивним зворотним зв'язком через дільник R2R3, період коливань визначаться часом перезарядки конденсатора С1 через резистор R1 до рівня, заданого цим дільником, На виході ОП формуються імпульси прямокутної форми зі шпаруватістю 2 ("меандр").

Так як конденсатор С1 перезаряджається через резистор, на ньому формується змінюється за експоненціальним законом напруга. Для отримання високолінейного трикутного напруги замість резистора R1 необхідно включити Двуполярность джерело струму, а для формування з трикутних коливань пилоподібного напруги – забезпечити зарядний струм, у кілька десятковраз більший розрядного. Все це і реалізовано у функціональному генераторі, принципова схема якого представлена в тексті.

Генератор складається з мультівібратор на ОУ DA1, двополярної регульованого джерела струму на транзисторі VT2 і випрямні мосту VD1 і істокового повторювача на транзисторі VT1. Потрібний піддіапазон частот вибирають перемикачем SA1, в межах піддіапазону генератор перебудовують резистором R4, що змінює струм двополярної джерела. Вимикачем SA3 вибирають форму генерованих коливань (при замиканні його контактів частота коливань підвищується вдвічі), а перемикачем SA2 – полярність пилоподібного напруги. Якщо вимикач SA3 встановлений в положення, показане на схемі, до виходу 1 підводиться трикутне напруга, а до виходів 2 і 3 – прямокутне ("меандр"). При замкнутих контактах цього вимикача на вихід 1 надходять пилкоподібні коливання, а на виходи 2 і 3 – короткі імпульси, що збігаються (за часом і тривалості) з їх зворотним ходом. Максимальна амплітуда імпульсів на виході 1 – 0,5 … 2 В, на виході 2 – 10 В (в першому випадку амплітуду регулюють резистором R3, у другому – резистором R6).

Замість ОУ К140УД6 в генераторі можна застосувати К140УД7, К140УД8, замість транзисторів КПЗОЗВ – КПЗОЗБ, КП307Е, збирання КПС104Б, КПС104Г, КПС104Д, а також транзистори КП103Е, КП103Ж, КП103І (при використанні останніх полярність включення мосту VD1 необхідно змінити на зворотний, а виведення стоку транзистора VT1 і верхній за схемою висновок резистора R3 поміняти місцями), Постійні резистори можуть бути типу ПС або МЛТ, підлаштування – СПЗ-1, СП5-2 або СП5-16, змінні – СП або ВПЗ. Оксидні конденсатори С4, С5 – К50-3, К50-6 або К53-1, С1, С6 – К50-6 або К53-7, інші – МБМ або КМ. Випрямляючий міст VD1 і діоди VD2, VD3 можна замінити діодами серій КД503, КД510, КД522 і т. п. Перемикач SA1 – ПМ або мпн-1; SA2, SA3 – П2К або МТ1.

Рис. 2. Конструкція генератора.

Можливий варіант конструкції генератора зображений на рис. 2, а його зовнішній вигляд – на рис. 4. Всі деталі змонтовані на друкованій платі з фольгованого склотекстоліти, що служить одночасно і передньої панеллю приладу. Між нею і фальшланелью з органічного скла поміщений аркуш паперу, на який нанесені позначення органів управління і гнізд. Приблизне розташування монтажних майданчиків, до яких припаяні виводи деталей, показано на рис. 3 вкладки.

Рис. 3. Приблизне розташування контактних площадок на друкованій платі і схема з'єднань на ній

Рис. 4. Зовнішній ВМД генератора ..

Невикористані висновки ОУ і транзисторів при монтажі обкусивают.

При налагодженні генератора підключають осцилограф до виходу 1 і підлаштування резистором R1 домагаються максимально можливої амплітуди неспотвореного трикутного напруги у всьому інтервалі частот. Потім підбирають конденсатори С1-СЗ до отримання частотних піддіапазонів 20 … 200 Гц (С1), 0,2 … 2 кГц (С2) і 2 … 20 кГц (СЗ) із запасом на краях не менше 10%. І нарешті, градуіруют шкалу, використовуючи частотомір або зразковий генератор і осцилограф.

Якщо необхідні Пікоподібне і трикутне напруги амплітудою до 10 В, натомість істокового повторювача на транзисторі VT1 слід застосувати підсилювач на ОП К140УД6 з коефіцієнтом передачі в межах 5 … 20 (підбирають експериментально). На закінчення варто зазначити, що верхню межу діапазону генеруються сигналів можна значно підвищити, застосувавши більш швидкодіючий ОП.

м. Курськ

І. НЕЧАЄВ

РАДІО N9 6, 1987 с. 48