Generátory signálu: schéma, princip provozu, zařízení a recenze

Signálové generátory se používají při návrhu elektronických zařízení. Používají se k testování radiových vysílačů, přijímačů a zesilovačů zvuku. Generátor umožňuje vytvořit signál s požadovanou amplitudou, frekvencí a časem. To simuluje signály, které budou během provozu vyslány do přístroje. Zařízení je nepostradatelné, protože umožňuje testovat provoz všech zařízení ve všech režimech.

Jak vypadají generátory?

Standardní generátory sinusových vln jsou prezentovány ve formě malého boxu a na předním panelu je obrazovka. Používá se k ovládání vibrací a úprav. V horní části obrazovky je textové pole - jedná se o druh menu, ve kterém jsou různé funkce. Ovládání lze provádět pomocí tlačítek a variabilní rezistory. Na obrazovce jsou uvedeny všechny informace potřebné při práci.

Amplitudu a posunutí signálu se nastavují pomocí tlačítek. Nejnovější vzorky zařízení jsou vybaveny výstupy, pomocí kterých můžete zaznamenávat všechny výsledky na jednotce flash. Pro změnu vzorkovací frekvence ve generátorech sinusového signálu se používají speciální regulátory. Díky němu se uživatel může velmi rychle synchronizovat. Obvykle v dolní části pod obrazovkou je tlačítko napájení a vedle něj výstupy generátoru.

Domácí zařízení

Generátor signálu můžete vytvořit vlastními rukama z improvizovaných prostředků. Hlavní část každého generátoru je volič (volba angličtiny je volba). V každém designu je navržen pro více kanálů. V standardních provedeních se nepoužívaly více než dva čipy. To je pro implementaci nejjednodušších zařízení dost. Ideální pro výrobu generátorů čipů z řady KH148. Pokud jde o konvertory, používají se pouze analogové.

V některých případech je povoleno použít jako generátor signálu osobní počítač. Můžete si vytvořit malý adaptér s vlastními rukama - je instalován na výstupu zvukové karty. Signál je odebrán z výstupu a slouží k otestování zařízení. Na PC je nainstalován program, který ovládá zvukovou kartu. Nevýhodou tohoto návrhu je příliš úzký rozsah frekvencí, takže jej nelze použít při testování některých zařízení.

Sine Wave Generátory

Sine je nejběžnější generátor křivky. Je nutné provést testování většiny zařízení. Návrh používá nejjednodušší čipy. Produkují signál, který je konvertován operační zesilovač. Pro nastavení signálů je nutné v okruhu zahrnout proměnné nebo pevné odpory. V závislosti na druhu použitého odporu se provede postupné nebo plynulé nastavení.

Generátory signálů sinusových vln jsou široce používány nejen pro naladění rádiových zařízení, ale i pro vysokofrekvenční zařízení - střídače, napájecí zdroje, měniče kmitočtu pro asynchronní motory apod. Tato technika vám umožňuje převést původní sínus domácí sítě (kmitočet 50 Hz). Kromě toho se frekvence zvyšuje desetinásobně - až na 100 MHz. To je nezbytné pro normální provoz impulzního transformátoru.

Generátory nízkého kmitočtu

Takové konstrukce se používají pro ladění a testování zvukových zařízení. Pokud věnujete pozornost schématu nejjednoduššího generátoru nízkofrekvenčního signálu, můžete vidět, že v něm jsou nainstalovány proměnné odpory - slouží k úpravě tvaru a velikosti signálu. Chcete-li změnit velikost impulsu, můžete použít modulátor řady KK202. Signál v tomto případě musí být generován pomocí kondenzátorů.

Pro vyladění všech zvukových zařízení, jako jsou přehrávače, zvukové zesilovače, atd. Se používá generátor nízkofrekvenčního signálu. Jako takový generátor můžete použít i osobní počítač (dokonce i starý notebook). Jedná se o možnost rozpočtu, která nevyžaduje velké výdaje, pokud je k dispozici starý počítač. Stačí nainstalovat nejnovější verzi ovladačů, program pro práci se zvukovou kartou a vytvořit adaptér pro připojení k zařízení.

Jak fungují generátory zvuku

Ale pokud mluvíme o standardních konstrukcích vyrobených na čipu, napětí se přivede na volič. Signál je generován jedním nebo několika mikroobvody.

Obvod se obvykle skládá z jediného čipu, který nastavuje frekvenci:

1. Připojuje se k jednomu vstupu křemenný rezonátor naladěn na určitou frekvenci.
2. Na jiný vstup mikroobvodu je připojen proměnný odpor (jmenovitá hodnota je vybrána empiricky). S ním můžete upravit fluktuace.
3. Čip umožňuje zvýšit nebo snížit frekvenci vytvářenou křemíkem na libovolnou hodnotu.
4. Mikroobvod se rozsvítí (pokud je to nutné) tak, aby se frekvence změnila po otočení knoflíku.

Maximální frekvence, kterou může zařízení generovat, závisí na použitém čipu a na křemenu. Hodnota 3 GHz je pro většinu návrhů nejvyšší. Chcete-li snížit omezení chyby, nastavte.

Smíšené generátory signálů

Standardní provedení má multikanálový volič. Na předním panelu generátoru generujícím signál s minimální frekvencí 70 Hz je nejméně pět výstupů. Hodnoty použité při návrhu odporu - 4 ohmy, kondenzátory - 20 pF. Generátor se uvede do provozu po dobu 2,5 sekundy.

Reverzní frekvenci přístroje lze nastavit v širším rozsahu - až do 2000 kHz. V tomto případě je frekvence řízena modulačním zařízením. Chyba přístroje (absolutní) není větší než 2 dB. Pro standardní generátory signálu se používají převodníky řady PP201.

Generátor libovolných impulzů

Tato zařízení mají jednu funkci - mají velmi malou chybu. Návrh také umožňuje jemné nastavení výstupního signálu - pro tento účel se používá šestikanálový volič. Minimální frekvence generátoru je 70 Hz. Takoví generátoři vnímají pozitivní impulsy. Platí režim kondenzátory, kapacitní ne méně než 20 pF. Výstupní odpor zařízení není větší než 5 ohmů.

Všechny generátory libovolného tvaru vlny se liší synchronizačními parametry. K tomu dochází z důvodu typu nainstalovaného konektoru. Z tohoto důvodu může dojít k nárůstu signálu v době 15-40 ns. V závislosti na modelu generátoru mohou existovat dva typy režimů - logaritmický a lineární. Pomocí vhodných spínačů je možné je změnit, což způsobí korekci amplitudy. Celková chyba frekvence není větší než 3%.

Komplexní signální generátory

DDS generátor signálu může být nazván design, který vám umožní přijímat impulzy složitého tvaru. V takových konstrukcích se používají pouze vícekanálové typy selektorů. Vyrobený signál je nutně zesílen a regulátory se používají ke změně provozního režimu.

Celková doba náběhu signálu není větší než 40 ns. Zkrácení doby použitých kondenzátorů o kapacitě nejvýše 15 pF. Výstupní impedance zařízení je asi 50 ohmů (standardní hodnota). Pokud pracujete při 40 kHz, zkreslení nepřesáhne 1%. Takové generátory jsou široce používány k testování rádií.

Vestavěné editory

Všechny generátory signálů s nízkým a vysokým kmitočtem se velmi snadno nastavují. Mají několik čtyřpolohových knoflíků, které umožňují nastavit hodnotu maximální frekvence. Doba přechodu do ustáleného stavu u většiny modelů není delší než 3 ms. Taková krátká doba může být dosažena použitím mikrokontrolérů.

Mikrokontroléry se montují na hlavní desku, v některých provedení jsou odnímatelné - v jediném pohybu můžete nainstalovat nový prvek. V konstrukcích s vestavěným editorem nejsou instalovány omezovače. Po výběru schématu jsou převodníky. Někdy ve schématech lze nalézt syntezátory. Maximální frekvence generovaného signálu může být 2000 kHz, celková chyba není větší než 2%.

Generátory digitálních signálů

Podíval jste se na to, jak funguje generátor zvuku pro testování basových zesilovačů. V dnešní době je však obrovská popularita digitálních technologií - různých ovladačů, měřidel, které potřebují jemnější ladění. Konektory používané v těchto generátorech - КР300. Návrhové odpory mají odpor nejméně 4 ohmy. Díky tomu je možné udržet velký vnitřní odpor celé konstrukce.

V generátorech digitálních signálů se používají tří- a čtyřkanálové typy selektorů, které jsou postaveny na čipu KA345. V provedeních dochází k impulzní modulaci, protože koeficient přenosu je velmi vysoký. Širokopásmový šum je extrémně nízký - ne více než 10 dB. Tyto návrhy umožňují generovat obdélníkové signály. Jsou potřebné pro jemné vyladění provozu digitálních obvodů.

Vysokofrekvenční designy

Vnitřní odpor vysokofrekvenčního generátoru signálu je přibližně 50 ohmů. V takovém případě je zařízení schopno dodat více energie. U vysokofrekvenčních návrhů je šířka pásma přibližně 2 GHz. Obvod využívá pevné kondenzátory o kapacitě větší než 7 pF. To vám umožní udržovat maximální proud v okruhu až do 3 A. Zkreslení na úrovni 1%.

U vysokofrekvenčních generátorů se používají pouze operační zesilovače. Omezovače signálu jsou namontovány na začátku a na konci obvodu. Pro práci jsou používány mikrokontroléry řady PPK211 a šestikanálový přepínač. Pomocí knoflíků můžete nastavit výstupní frekvenci - minimální hodnotu 90 Hz.

Logické signály

Konstrukce používá pevný rezistor, jehož jmenovitá hodnota nepřesahuje 4 ohmy. Díky tomu je zachován velmi vysoký vnitřní odpor. Pro snížení rychlosti přenosu signálu je použit operační zesilovač. Na předním panelu v standardních provedeních jsou tři výstupy, které jsou propojeny s omezovačem šířky pásma propojkami.

Obvod generátoru signálu používá přepínače. Nejčastěji se používá otočný typ, který vám umožňuje zvolit jeden ze dvou režimů. Tyto typy oscilátorů lze použít pro fázovou modulaci. Maximální hladina hluku u většiny konstrukcí nepřesahuje 5 dB. Odchylka (péče) o frekvenci nejvýše 16 kHz. Mezi nevýhody konstrukcí tohoto typu můžeme rozlišit velkou dobu nárůstu signálu, protože propustnost mikrokontroléru je velmi nízká.

Recenze generátoru

Recenze jednoduchých návrhů, které se prodávají v obchodech, odrůdy. Někteří kupující poznamenávají, že kroky jsou příliš viditelné ve generátorech (ačkoli křivka by měla být hladká). Z tohoto důvodu není možné správně konfigurovat zvukové zařízení. Jiní zákazníci poznamenávají, že generátory nepracují v jednom nebo více pásmech. Pokud potřebujete kvalitu a spolehlivost, získáte multifunkční generátor. Umožní vám konfigurovat libovolná zařízení - od zesilovačů zvuku po rádiové vysílače mobilních telefonů. Levné návrháři, kteří jsou v obchodech dostačující, umožňují pouze hrubé přizpůsobení zařízení. Takový generátor signálu podporuje kmitočet frekvence, ale tvar křivky je velmi žádoucí.