Генератори низьких частот призначені для отримання на виході пристрою періодичних низькочастотних електричних сигналів із заданими параметрами (форма, амплітуда, частота сигналу).

Мікросхема КР1446УД1 (рис. 35.1) являє собою здвоєний Гай- to-rail ОУ загального призначення. На основі цієї мікросхеми можуть бути створені пристрої різноманітного призначення, зокрема, генератори електричних коливань, схеми яких наведені на рис. 35.2-35.4 [35.1]. Генератор (рис. 35.2):

♦ одночасно і синхронно виробляє імпульси напруги прямокутної і пилкоподібної форми;

♦ має єдину для обох ОУ штучну середню точку, утворену дільником напруги R1 і R2 [35.1].

На першому з ОУ побудований інтегратор, на другому – тригер Шмітта з широкою петлею гистерезиса (UraCT=UnHT; R3 / R5), точними і стабільними порогами перемикання. Частота генерації визначається за формулою:

R5

f = ———– і становить для зазначених на схемі номіналах 265 Гі. З

}   4C1R3R4                                ;

Рис. 35.7. Цоколевка і складу мікросхеми КР 7446УД7

Рис. 35.2. Схема генератора прямоугольних- трикутних імпульсів на мікросхемі КР1446УД 7

зміною напруги живлення від 2,5 до 7 В ця частота змінюється не більше ніж на 1%.

Вдосконалений генератор (рис. 35.3) виробляє імпульси прямокутної форми, причому їх частота залежить від величини керуючого

Рис. 35.3. Схема керованого генератора прямокутних імпульсів

вхідної напруги за законом

При зміні

вхідної напруги від 0,1 до 3 В частота генерації лінійно зростає від 0,2 до 6 кГц [35.1].

Частота генерації генератора прямокутних імпульсів на мікросхемі КР1446УД5 (рис. 35.4) лінійно залежить від величини прикладеної напруги, що управляє і при R6 = R7 визначається як:

5 В частота генерації лінійно зростає від 0 до 3700 Гц [35.1].

Рис. 35.4. Схема генератора, керованого напругою

-. Так, при зміні вхідної напруги від 0,1 до

На основі мікросхем TDA7233D, використовуючи як єдиної основи базовий елемент, рис. 35.5, а, можна зібрати досить потужні генератори імпульсів (звукові генератори), а також перетворювачі напруги, рис. 35.5 [35.2].

Схема генератора (рис. 35.5, 6, верхня) працює на частоті 1 кГц, яка визначається підбором елементів Rl, R2, Cl, С2. Ємність перехідного конденсатора С задає тембр і гучність сигналу.

Схема генератора (рис. 35.5, б, нижня), виробляє Двотональний сигал за умови індивідуального підбору ємності конденсатора С1 в кожному з використаних базових елементів, наприклад, 1000 і 1500 пФ.

Перетворювачі напруги (рис. 35.5, в) працюють на частоті близько 13 кГц (ємність конденсатора С1 знижена до 100 пФ):

♦ верхній – виробляє отріщ гельное щодо загальної шини напруга;

♦ середній – виробляє подвоєне щодо напруги живлення позитивне;

♦ нижній – виробляє залежно від коефіцієнта трансформації різнополярних равновеликое напруга з гальванічною (при необхідності) розв’язкою від джерела живлення.

Рис. 35.5. Схеми нештатного застосування мікросхем TDA7233D: а – базовий елемент; б – в якості генераторів імпульсів; в – в якості перетворювачів напруги

Раду.

При складанні перетворювачів слід враховувати, що на діодах випрямлячів втрачається помітна частина вихідної напруги. У цьому зв’язку в якості VD1, VD2 рекомендується використовувати діоди Шотткі. Струм навантаження бестрансформаторних перетворювачів може досягати 100-150 мА.

Генератор прямокутних імпульсів (рис. 35.6) працює в діапазонах частот 60-600 Гц \ 0,06-6 кГц; 0,6-60 кГц [35.3]. Для корекції форми генеруються сигналів може бути використана ланцюжок (нижня частина рис. 35.6), що підключається до точок А і В пристрої.

Охопивши ОУ позитивним зворотним зв’язком, неважко встановити режим генерації прямокутних імпульсів (рис. 35.7).

Генератор імпульсів з плавним перебудовою частоти (рис. 35.8) може бути виконаний на основі мікросхеми DA1 [35.4]. При використанні як DA1 1/4 мікросхеми LM339 регулюванням потенціометра R3 робоча частота перебудовується в межах 740- 2700 Гц (номінал ємності С1 в першоджерелі не вказано). Вихідна частота генерації визначається твором C1R6.

Рис. 35.8. Схема широкодіапазонного перебудовується генератора на основі компаратора

. Рис. 35.7. Схема генератора прямокутних імпульсів на частоту 200 Гц

Рис. 35.6. Схема НЧ-генератора прямокутних імпульсів

На основі компараторов типу LM139, LM193 і їм подібних можуть бути зібрані:

генератор прямокутних імпульсів з кварцовою стабілізацією (рис. 35.9);

♦ широкодіапазонний функціональний генератор імпульсів з електронною перебудовою [35.5].

Генератор стабільних за частотою коливань або так званий «часовий» генератор прямокутних імпульсів може бути виконаний на компараторе DAI LTC1441 (або йому подібному) за типовою схемою, представленої на рис. 35.10. Частота генерації задається кварцовим резонатором Ζ1 і становить 32768 Гц. При використанні лінійки дільників частоти на 2 на виході дільників отримують прямокутні імпульси частотою 1 Гц. У невеликих межах робочу частоту генератора можна знижувати, підключаючи паралельно резонатору конденсатор невеликої ємності.

Зазвичай в радіоелектронних пристроях використовують LC і RC-генератори. Менш відомі LR-генератори, хоча на їх основі можуть бути створені пристрої з індуктивними датчиками,

Рис. 35.11. Схема LR-генератора

Рис. 35.9. Схема генератора імпульсів на компараторе LM 7 93

Рис. 35.10. Схема «годинного» генератора імпульсів

металошукачі, Виявителі електропроводки, генератори імпульсів і т. д.

На рис. 35.11 наведена схема простого LR-геіератора прямокутних імпульсів, що працює в діапазоні частот 100 Гц – 10 кГц [35.6]. В якості індуктивності і для звукового

контролю роботи генератора використовується телефонний капсуль ТК-67. Перебудова частоти здійснюється потенціометром R3.

Генератор працездатний при зміні напруги живлення від 3 до 12,6 В. При зниженні напруги живлення з 6 до 3-2,5 В верхня частота генерації підвищується з 10-11 кГц до 30-60 кГц.

Примітка.

Діапазон частот, що генеруються може бути розширений до 7-1,3 МГц (для мікросхеми К140УД1А) при заміні телефонного капсуля і резистора R5 на котушку індуктивності. У цьому випадку при відключенні діодного обмежувача на виході пристрою можна отримати сигнали, близькі до синусоїди. Стабільність частоти генерації пристрою порівнянна зі стабільністю RC-генераторів.

Прості генератори звукових сигналів (рис. 35.12) можуть бути виконані на мікросхемах К538УНЗ [35.7]. Для цього достатньо вхід і вихід мікросхеми з’єднати конденсатором або його аналогом – п’єзокерамічним капсюлем. В останньому випадку капсуль виконує також роль звукоізлучагеля.

Частоту генерації можна змінювати, підбираючи ємність конденсатора. Паралельно або послідовно п’єзокерамічним капсюлю для підбору оптимальної частоти генерації можна включити конденсатор. Напруга харчування генераторів 6-9 В.

Рис. 35.72. Генератори звукових частот на мікросхемі

Для експрес-перевірки ОУ може бути використана схема генератора звукових сигналів, представлена ​​на рис. 35.13 [35.8]. Тестовану мікросхему DA1 типу К140УД6, К140УД7, К140УД608у К140УД708 чи інших, що мають аналогічну цоколевку, вставляють в панельку, після чого включають харчування. У випадку, якщо мікросхема справна, пьезокерамический капсуль НА1 випромінює звуковий сигнал.

Рис. 35.13. Схема звукового генератора – випробувача ОУ

Рис. 35.14. Схема генератора прямокутних імпульсів на ОУКР1438УН2

Рис. 35.15. Схема генератора синусоїдальних сигналів на ОУКР1438УН2

Генератор сигналів прямокутної форми на частоту 1 кГц, виконаний на мікросхемі КР1438УН2, показаний на рис. 35.14 [35.9]. Генератор стабілізованих за амплітудою синусоїдальних сигналів на частоту 1 кГц наведено на рис. 35.15 [35.9].

Схема генератора [35.10], який виробляє сигнали синусоїдальної форми, представлена ​​на рис. 35.16. Цей генератор працює в діапазоні частот 1600-5800 Гц, хоча при частотах понад 3 кГц форма сигналу всі більше віддаляється від ідеалу, а амплітуда вихідного сигналу падає на 40%. При десятикратному збільшенні ємностей конденсаторів С1 і С2 смуга перебудови генератора із збереженням синусоїдальної форми сигналу знижується до 170-640 Гц при нерівномірності амплітуди до 10%.

Рис. 35.7 7. Схема генератора синусоїдальних коливань на частоту 400 Гц

Рис. 35.76. Схема генератора синусоїдальної напруги

Схема генератора синусоїдальних коливань, що працює на фіксованій частоті, показана на рис. 35.17 [35.11].

Робоча частота генератора визначається номіналами елементів СЗ-С5 і R4-R6. Для вказаних на схемі номіналах генератор працює на частоті 400 Гц. Вихідний сигнал на виводі 6 мікросхеми DA1 досягає 0,5 В. резистивний дільник R7 і R8 рівень вихідної напруги пристрою регулюється в межах від 0 до 25 мВ.

Рис. 35.18. Схема НЧ-генератора синусоїдальних сигналів

Генератор синусоїдальних сигналів (рис. 35.18), що працює на фіксованій частоті 1,1 кГц, виконаний на мікросхемі К140УД2. Хоча

в цій якості можна використовувати практично будь-яку мікросхему аналогічного призначення [35.12]. Для перебудови частоти генерації послідовно з резисторами R4 і R5 слід включити здвоєний потенціометр. Ступінчасто частоту генерації можна змінювати, перемикаючи ємності конденсаторів С2 і СЗ.

Робоча частота генератора визначається за формулоюде

/ – В Гц \ R – в Ом; С – в Ф. Конденсатори СЗ-СЮ – керамічні.

Рис. 35.19. Схема багатодіапазонного генератора синусоїдальних сигналів

з мостом Вина

Чотирьохдіапазонний генератор синусоїдальних коливань на основі моста Вина виконаний на операційному підсилювачі СА3240 фірми Harris Semiconductor, рис. 35.19 [35.13]. Ця мікросхема відрізняється виключно високим вхідним опором (1,5 ТОм) і здатна працювати до частоти 4,5 МГц. Мікросхема призначена для заміни поширеною мікросхеми 741 (вітчизняний аналог К140УД6, К140УД7).

Генератор синусоїдальних сигналів з плавним перебудовою робочої частоти може бути виконаний за схемою, представленої на рис. 35.20 [35.14]. Вихідна напруга генератора в діапазоні частот 50 Гц -100 кГц становить 2,5 В. При напрузі живлення 12 В пристрій споживає струм до 20 мА. Коефіцієнт гармонік не перевищує 0,02%.

В мостовому генераторі (рис. 35.21) при виконанні умови R1 = R2 = R і С1 = С2 = С при R3 = R4 = R5 частота вихідного сигналу синусоїдальної форми

визначається з виразу f = ГДе/в кГц, R – в кОм, С ■

в мкФ.

Рис. 35.20. Схема перебудовується генератора низькочастотних синусоїдальних коливань

Рис. 35.21. Схема мостового генератора синусоїдальних сигналів

При R = 1 кОм і С = 0,1 мкФ частота генерованого сигналу дорівнює 1 кГц. Амплітуду вихідного сигналу регулюють підбором номіналу резистора R3 [35.15].

Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с.