Funkční generátor

Jakub Fulín (PCtun)

Zapojení vzniklo pro potřeby oživování a měření NF komponentů (zesilovačů, korekcí atd...). Jedná se o jednoduchý generátor sinusového, trojúhelníkového a obdélníkového signálu s proměnou frekvencí a amplitudou.

Základ generátoru tvoří dvě zapojení: Sinusový generátor s nízkým zkreslením a Funkční generátor s XR2206. Zapojení byla do jisté míry upravena popř. doplněna o další komponenty. A navrhnuta nová DPS.

První částí zařízení je tvořena generátorem sinusového signálu s pevnými frekvencemi (300Hz, 1kHz, 3kHz). Jedná se o jednoduchý dvou tranzistorový oscilátor s T1 a T2. Volba frekvence je prováděna otočným přepínačem 1b. T3 slouží jen jako výstupní zesilovač. Výstupní zesílení se nastavuje pomocí potenciometru R8 a trimru v emitoru T3 (trimr nastavte nejvyšší výstupní amplitudu). Jelikož výstupní úroveň byla pro potřeby přímého buzení NF koncových zesilovačů nedostačující, následuje další zesilovací stupeň tvořený dvěma tranzistory BC547 (T7,T8). Veškeré napěťové zesílení zajišťuje T7 a jeho hodnota se nastavuje na požadovanou (cca 6Všš) pomocí trimru v kolektoru T7. T8 je jen emitorový sledovač zajišťující dostatečný výstupní proud. Tento zesilovač se nachází mimo DPS na pomocné destičce a je zařazen mezi výstup generátoru a výstupní přepínač. Napájení vlastního generátoru je zajištěno známým obvodem 78L05 podepřeným dvěma diodami, takže výstupní napětí stabilizátoru se pohybuje okolo 6,3V. Dodatečný zesilovač je napájen 12V.

Pro nastavení připojte osciloskop k výstupu generátoru a trimry v okolí R11, R12 a R13 nastavte tak, aby oscilátor spolehlivě kmital, výstupní signál měl požadovanou frekvenci, nebyl příliš zkreslený a měl na všech rozsazích stejnou úroveň. Pokud nebude rozsah trimrů stačit, pomozte si změnou R11-R13 popř. C1-C3. Poté ještě trimrem na pomocném zesilovači nastavte požadovanou výstupní úroveň signálu.

Druhá část zařízení je tvořena generátorem založeným na IO XR2206. Jedná se o monolitický funkční generátor sinusového a trojúhelníkového signálu. Výrobce udává maximální výstupní frekvenci 1MHz, obvod je však v praxi použitelný max. do 200kHz.

Integrovaný obvod je v téměř katalogovém zapojení doplněném o výstupní zesilovače. Výstupní amplituda je řízena potenciometrem R25 opřeným o dělič z R19/24, který tvoří 1/2 nap napětí. Můžte použít lineární, logaritmický či exponenciální podle požadovaného průběhu. Z tohoto důvodu jsou u potenciometru na DPS 2 drátové propojky. Zapojte pouze jednu podle použitého potenciometru. C11 Zde zastává filtrační funkci. Výstupní frekvence je závislá na časovacím kondenzátoru C8-10 a rezistorech R22 a R23. Kondenzátory jsou zde tři, každý pro jiný rozsah a jejich volba se provádí tím samým otočným přepínačem 1a. Jemně se frekvence nastavuje R23, který by měl mít buď logaritmický (pro nejpřirozenější průběh regulace), nebo exponenciální průběh. Z tohoto důvodu jsou zde podobně jako u pot. amplitudy na dps dvě pozice pro R22. Osaďte jej do pozice podle použitého potenciometru. Přepínání mezi trojúhelníkovým a sinusovým rozsahem je opět prováděno výstupním otočným přepínačem 2a. Výstupní signál z vývodu 2 je ještě zesílen pomocí T5 a T6. Výstupní kondenzátor C12 mám poměrně vysokou hodnotu aby přenesl i nejnižší kmitočty. Jeho velikost sebou nese i malou nevýhodu. Po přepnutí rozsahu je třeba cca 5-10s počkat na ustálení stejnosměrného napětí. Výstup zesilovače je přímo připojen na výstupní přepínač 2b. Obdélníkový signál je odebírán z vývodu 11 a zesílen a dotvarován pomocí T4. R31 za výstupním přepínačem chrání generátor při zkratovaném výstupu. Druhou část generátoru není třeba nijak nastavovat, pouze osciloskopem ověříme správnou funkci. Nezapomeňte také osadit blokovací SMD kondenzátory 100n (ve schématu nejsou uvedeny), na osazovacím plánu žlutě.

Při provozu v praxi se ukázalo, že při frekvenci 12kHz se na vrcholu sinusoidy začíná objevovat jakýsi zákmit, který se s vyšší frekvencí začíná rozšiřovat. Je způsoben samotným IO. Našel jsem ale jednoduché řešení jak jej poměrně snadno odstranit. Stačí mezi výstup IO a tranzistorový zesilovač zařadit RC člen jak naznačuje schéma označené úprava. Člen se skládá ze sériového rezistoru 68R zapojeného mezi výstup IO a bází tranzistoru a kondenzátoru 1n5 zapojeného mezi bází tranzistoru a zem. DPS není pro tuto úpravu uzpůsobena, a proto je nutno přeškrábnout cestu na dps a součástky připojit zespodu DPS.

Pozn.: Všechny součástky, nebo jejich náhrady jsou k dostání např. v gm elektronik www.gme.cz Obrazce DPS i osazovacích plánů jsou z pohledu ze shora ze strany součástek

Přeji hodně úspěchů se stavbou. Případné dotazy či připomínky pište do diskusního fóra nebo na e-mail jakubful@gmail.com

Kliknutím na fotku se zobrazí v plné velikosti.

Webdesign a autor většiny článků: Jakub Fulín (PCtun)

2009