Gerador de função em um esquema chip ic 8038. Gerador de Sinal: Gerador de Função DIY
Geradores de sinal em ICL8038.
Em um de nossos artigos, já revisamos o diagrama de circuito de um gerador de funções, era um kit DIY de fabricação chinesa, um link para o artigo:
Neste artigo, compartilhamos com você um circuito oscilador semelhante, que também é capaz de produzir uma onda senoidal, uma forma de onda triangular e retangular. Como no artigo anterior, toma-se como base o chip ICL8038, cujos sinais são amplificados pelo amplificador operacional TL071. O circuito é mostrado abaixo:
Um divisor de tensão resistivo é instalado na saída do TL071, o que permite que você tenha um sinal de saída de nível normal e alto. Também é possível ajustar o ganho usando um potenciômetro com valor nominal de 100 kOhm. Um interruptor de 3 posições é instalado entre o próprio gerador e o amplificador, através do qual a forma do sinal de saída é selecionada.
No circuito da 10ª perna do microcircuito ICL8038 também é instalado um interruptor biscuit, possui 5 posições, tem como objetivo selecionar a faixa de frequência, que depende do valor da capacitância neste circuito.
Os resistores trimmer ajustam a forma do sinal de saída do gerador, ou seja, para que a geometria do sinal fique correta, sem distorção.
O chip ICL8038 é capaz de gerar sinais com frequências de 0,001 Hz a 300 kHz. Você pode encontrar a folha de dados para ele no arquivo de download.
A fonte de alimentação do circuito é bipolar, é implementada usando dois estabilizadores integrados 7812 e 7912. A placa possui uma ponte de diodos montada em 1N4007 ou diodos semelhantes e capacitâncias de suavização com valor nominal de 2200 mF. Uma mudança é fornecida aos terminais de energia de um transformador, a tensão pode ser de 2 x 10 a 2 x 15 Volts.
As fontes de PCB são as seguintes:
A fonte da placa, vista do lado dos elementos:
Bem, como sempre, nossa conversão de imagens para o formato LAY6:
Visualização de fotos do formato LAY6:
Placa do gerador no conjunto ICL8038 + TL071:
As formas de onda de saída do gerador são mostradas na imagem a seguir:
Existe outro circuito bem parecido, a diferença é que ele utiliza o amplificador operacional LM741, veja a imagem a seguir:
As fontes da placa são as seguintes:
A placa desta variante do gerador, convertida para o formato LAY6:
Visualização da foto da placa formato LAY6:
Atenção, ao montar a segunda versão do gerador, não se esqueça de colocar jumpers entre os pontos “A” e “B”, veja as figuras abaixo:
Placa do gerador no conjunto ICL8038 + LM741:
Diagramas esquemáticos de geradores de função no ICL8038, uma folha de dados para o chip do gerador, bem como placas de circuito impresso de ambas as opções podem ser baixadas em um arquivo por meio de um link direto em nosso site, que aparecerá na mesma página após clicar em qualquer linha do bloco de anúncios abaixo, exceto a linha “Publicidade paga”. Tamanho do arquivo - 3 Mb.
Capaz de gerar simultaneamente sinais quadrados e dente de serra, geralmente consiste em duas partes (Fig. 36.1):
♦ Trigger Schmitt não inversor no chip DA1;
♦ integrador em um chip DA2.
Em C 1 \u003d 4,7 nF, a frequência de geração é de 30 kHz, em 0 \u003d 47 nF -
20 Hz. A tensão de alimentação do gerador pode variar entre 4,5-18 V.
Dada a alta relevância dos geradores funcionais, foram criados microcircuitos especializados de tais geradores. Um exemplo é o ICL8038 da Harris Semiconductor.
Tensão de alimentação ±(5-15) V com alimentação bipolar ou 10-30 V com alimentação unipolar. A corrente consumida pelo microcircuito não excede 20 mA (nominal - 12 mA) a uma tensão de alimentação de ± 10 V. A amplitude da tensão de saída de forma triangular a uma resistência de carga de 100 kΩ atinge 1/3 da alimentação tensão, para um sinal senoidal - até 0,22 da tensão de alimentação .
As opções para conectar elementos externos para ajustar o modo de operação do chip ICL8038 são mostradas na fig. 36.6.
Ao usar o chip ICL8038 (Fig. 36.7), é conveniente
Arroz. 36.6. Opções para conectar elementos resistivos ao chip ICL8038
Arroz. 36.7. Opção para habilitar o chip ICL8038 com modulação de frequência dos sinais gerados
realizar modulação de frequência dos sinais gerados. Usando esse recurso do microcircuito, é fácil criar sinais retangulares, triangulares e senoidais, controlados simultaneamente pelo nível de tensão externa.
Para reduzir a distorção do sinal senoidal, os ajustes fornecidos pela solução de circuito mostrada na fig. 36.8.
Arroz. 36.8. permite que o chip ICL8038 minimize a distorção da forma de onda senoidal
Para aumentar a capacidade de carga do gerador, o circuito mostrado na Fig. 36.9. É utilizado um estágio de buffer convencional, que pode ser utilizado para cada uma das saídas. carga é determinada pela escolha
fichas OU; para o caso de carga fornecido não deve ser inferior a 1 kOhm.
Arroz. 36.9. no chip ICL8038 com maior capacidade de carga para um sinal senoidal
Arroz. 36L0. no chip ICL8038 com controle de frequência de 20 Hz a 20 kHz
A ampla faixa prática, cobrindo toda a faixa de frequências de áudio, é mostrada na fig. 36.10. O potenciômetro R7 minimiza a distorção do sinal senoidal. R3 é projetado para ajustar a relação pulso/pausa (ou simetria) dos sinais gerados. O potenciômetro R10 regula a frequência dos sinais gerados.
Condicionador de Forma de Onda de Triângulo Aditivo
Sinais elétricos de forma triangular são geralmente obtidos usando processos de carga-descarga em circuitos RC. Os artigos descrevem e analisam o princípio de geração de sinais triangulares pela adição antifásica de sinais senoidais retificados usando retificadores de onda completa, deslocados entre si por um ângulo de 90°. Abaixo está uma implementação prática de um gerador de forma de onda triangular sintonizável em frequência usando este princípio de síntese.
DA1-DA3 coleta sinais LR de forma senoidal, de cujas saídas são obtidos sinais deslocados em fase por um ângulo de 90 ° (pontos A e B). Esses sinais são alimentados nas entradas de dois retificadores de precisão feitos DA4, DA5 e DA6, DA7, respectivamente. Os sinais das saídas dos retificadores (pontos C e D) são misturados no divisor de tensão resistivo R13, R15, R16 (ponto E). O sinal de saída (ponto E) tem uma forma triangular com um desvio da linearidade de até 3%.
A frequência operacional do gerador é determinada pelas classificações dos circuitos de ajuste de frequência - indutâncias LI, L2, potenciômetro duplo R9, R10 e resistores R7, R8. Para as classificações especificadas, a faixa de frequência de sintonia é 3300-4000 Hz.
Você pode alterar gradualmente a faixa de frequência de operação, alternando os indutores LI, L2. Ao expandir o intervalo de ajuste, alterando ainda mais a proporção dos elementos
Arroz. 36.11. gerador de forma de onda triangular sintonizável sem capacitância
R7/R9=R8/R10 torna-se uma dependência pronunciada perceptível da amplitude do sinal de saída na frequência. Para eliminar essa deficiência, é necessário estreitar a faixa de sintonia do gerador ou usar amplificadores intermediários com controle automático de ganho.
construção inversa
Ao criar geradores funcionais, pulsos retangulares são tradicionalmente usados, à saída dos quais um modelador de tensão triangular baseado em processos de descarga de carga é conectado. Em seguida, o sinal triangular é convertido em uma espécie de sinal senoidal, extraindo dele o primeiro harmônico. As desvantagens de tais soluções de circuito são óbvias: trata-se de uma não linearidade pronunciada dos processos de carga e descarga, que é especialmente perceptível quando a frequência do gerador é sintonizada, e distorções perceptíveis do sinal senoidal como resultado da filtragem deficiente dos harmônicos mais altos de o sinal complexo.
S. I. Semenov - retificadores de onda completa de precisão (ICs DA4, DA5 e DA9, DA10), cujos sinais de saída são adicionados em antifase, formando assim um sinal triangular. O sinal de forma triangular é então alimentado ao circuito para a formação de pulsos retangulares bipolares (ICs DA6-DA8).
Os diagramas de sinal em vários pontos do dispositivo são mostrados na fig. 36.12.
Opera na faixa de frequência: para sinais senoidais - 50-500 Hz, para sinais triangulares e retangulares (com o dobro da frequência original) - 100-1000 Hz. A frequência de operação é alterada suavemente reestruturando o potenciômetro duplo R9, R10. A comutação gradual da faixa de frequências geradas até subhertz pode ser fornecida comutando os capacitores de configuração de frequência C2 e C3. Assim, com uma diminuição nas capacitâncias dos capacitores C2 e C3 por um fator de 10, ou seja, até 3,3 nF, a faixa de frequências geradas é de 1.000 a 10.000 Hz para sinais de dente de serra e retangulares; senoidal - 500-5000 Hz. 
Shustov M.A., Circuitos. 500 dispositivos em microcircuitos analógicos. - São Petersburgo: Ciência e Tecnologia, 2013. -352 p.
Gerador de funções analógicas simples (0,1Hz - 8MHz). Artigo reimpresso do site.
Entre os radioamadores, o chip MAX038 é merecidamente popular, com base no qual é possível montar um simples gerador de funções que cobre a faixa de frequência de 0,1 Hz - 20 MHz. Comprar um chip MAX038 tornou-se tão fácil quanto descascar peras, conforme indicado. Os clones MAX038 que apareceram têm parâmetros muito modestos em comparação com ele. Portanto, o ICL8038 tem uma frequência operacional máxima de 300 kHz e o XR2206 tem uma frequência operacional máxima de 1 MHz. Os circuitos de geradores de funções analógicas simples encontrados na literatura de rádio amador também têm uma frequência máxima de várias dezenas e, muito raramente, centenas de kHz.
Um circuito gerador de função analógica é proposto para sua atenção, que forma seus sinais de forma senoidal, retangular, triangular e opera na faixa de frequência de 0,1 Hz a 8 MHz.
Vista frontal:
Vista traseira:
O gerador tem os seguintes parâmetros:
amplitude do sinal de saída:
senoidal……………………………1,4 V;
retangular……………………………..2.0 V;
triangular………………………………...2,0 V;
faixas de frequência:
0,1…1 Hz;
1…10 Hz;
10…100 Hz;
100…1000 Hz;
1…10 kHz;
10…100 kHz;
100…1000 kHz;
1…10 MHz;
tensão de alimentação………………………….220 V, 50 Hz.
O circuito desenvolvido do gerador de função abaixo foi baseado no circuito de:
O gerador é feito de acordo com o esquema clássico: integrador + comparador, montado apenas em componentes de alta frequência.
O integrador é baseado no amplificador operacional DA1 AD8038AR com uma largura de banda de 350 MHz e uma taxa de variação de 425 V/µs. O comparador é feito em DD1.1, DD1.2. Pulsos retangulares da saída do comparador (pino 6 DD1.2) são enviados para a entrada inversora do integrador. Um seguidor de emissor é feito no VT1, do qual são retirados pulsos triangulares que controlam o comparador. A chave SA1 seleciona a faixa de frequência necessária, o potenciômetro R1 serve para um ajuste de frequência suave. O resistor trimmer R15 define o modo de operação do gerador e regula a amplitude da tensão triangular. O resistor trimmer R17 regula o componente constante da tensão triangular. Do emissor VT1, uma tensão triangular é fornecida ao interruptor SA2 e ao driver de tensão senoidal, feito em VT2, VD1, VD2. O resistor trimmer R6 define a distorção mínima da senóide e o resistor trimmer R12 ajusta a simetria da tensão senoidal. Para reduzir o coeficiente harmônico, os topos do sinal triangular são limitados aos circuitos VD3, R9, C14, C16 e VD4, R10, C15, C17. Do buffer DD1.4, são obtidos pulsos retangulares. O sinal selecionado pela chave SA2 é alimentado no potenciômetro R19 (amplitude) e dele para o amplificador de saída DA5, feito no AD8038AR. Nos elementos R24, R25, SA3, é feito um atenuador de tensão de saída 1:1 / 1:10.
O gerador é alimentado por uma fonte transformadora clássica com estabilizadores lineares gerando tensões de +5V, ±6V e ±3V.
Para indicar a frequência do gerador, foi utilizada uma parte do circuito de um frequencímetro já pronto, retirado de:
No transistor VT3, é feito um modelador de amplificador de pulsos retangulares, de cuja saída o sinal é alimentado na entrada do microcontrolador DD2 PIC16F84A. MK é cronometrado a partir de um ressonador de quartzo ZQ1 a 4 MHz. O botão SB1 seleciona o preço do dígito menos significativo 10, 1 ou 0,1 Hz e o tempo de medição correspondente 0,1, 1 e 10 seg. WH1602D-TMI-CT com caracteres brancos sobre fundo azul foi usado como indicador. É verdade que o ângulo de visão deste indicador acabou sendo 6:00, o que não correspondia à sua instalação em uma caixa com ângulo de visão de 12:00. Mas esse problema foi eliminado, como será descrito a seguir. O resistor R31 define a corrente da luz de fundo e o resistor R28 ajusta o contraste ideal. Deve-se notar que o programa para MK foi escrito pelo autor para indicadores do tipo DV-16210, DV-16230, DV-16236, DV-16244, DV-16252 da DataVision, em que o procedimento de inicialização inicial aparentemente não ajuste os indicadores WH1602 de WinStar. Como resultado, após a montagem do frequencímetro, nada foi exibido no indicador. Não havia outros indicadores de pequeno porte à venda naquela época, então tivemos que fazer alterações no código-fonte do programa do medidor de frequência. Ao longo do caminho, durante os experimentos, tal combinação foi revelada no procedimento de inicialização, em que um display de duas linhas com um ângulo de visão de 6:00 tornou-se um display de linha única, além disso, era bastante confortável ler em um ângulo de visão de 12:00. As inscrições exibidas na linha inferior, dicas sobre o modo de operação do frequencímetro, não são mais visíveis, mas não são particularmente necessárias, porque. funções adicionais deste contador de frequência não são usadas.
Estruturalmente, o gerador funcional é feito em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral com dimensões de 110x133 mm, projetada para uma caixa plástica Z4 padrão. O indicador é montado verticalmente na câmara em dois cantos. Ele é conectado à placa principal por meio de um cabo com conector para IDC-16. Um cabo blindado fino é usado para conectar circuitos de alta frequência no circuito. Aqui está uma foto do gerador com a tampa superior removida:
Depois que o gerador é ligado pela primeira vez, é necessário controlar as tensões de alimentação e também definir a tensão de -3V na saída DA7 LM337L com um resistor de corte R29. O resistor R28 define o contraste ideal do indicador. Para configurar o gerador, você precisa conectar um osciloscópio à sua saída, coloque a chave SA3 na posição 1:1, SA2 na posição correspondente à tensão triangular, SA1 na posição 100 ... 1000 Hz. O resistor R15 consegue geração de sinal estável. Ao mover o controle deslizante do resistor R1 para a posição inferior de acordo com o diagrama, o resistor de ajuste R17 atinge a simetria do sinal triangular em relação a zero. Em seguida, a chave SA2 deve ser movida para a posição correspondente à forma senoidal do sinal de saída, e os resistores de corte R12 e R6, respectivamente, alcançam simetria e distorção mínima da senóide.
Aqui está o que aconteceu no final:
Onda quadrada 1 MHz: Onda quadrada 4 MHz: Triângulo 1 MHz:
Triângulo 1 MHz: Seno 8 MHz:
Deve-se notar que em frequências acima de 4 MHz, as distorções começam a ser observadas nos sinais triangulares e retangulares associadas à largura de banda insuficiente do amplificador de saída. Se desejado, essa desvantagem pode ser facilmente eliminada transferindo o amplificador de estágio de saída DA5 para o circuito da fonte VT2 para SA2, ou seja, use-o como um amplificador de sinal senoidal e, em vez do amplificador de saída, use um repetidor em outro amplificador operacional AD8038AR, recalculando a resistência dos divisores de sinal triangulares (R18, R36) e retangulares (R21, R35) para um fator de divisão menor, respectivamente.
Arquivos:
Literatura:
1) Gerador de função de ampla gama. A. Ishutinov. Rádio nº 1/1987
2) Medidor de frequência multifuncional econômico. A. Sharypov. Rádio nº 10-2002.
Bom dia queridos radioamadores! Congratulo-me com o site ""
Montamos um gerador de sinal - um gerador funcional. Parte 1.
nesta lição Escolas de rádio para iniciantes continuaremos a encher nosso laboratório de rádio com os instrumentos de medição necessários. Hoje vamos começar a coletar gerador de funções. Este dispositivo é necessário na prática de um rádio amador para configurar vários circuitos de rádio amador- amplificadores, dispositivos digitais, vários filtros e muitos outros dispositivos. Por exemplo, depois de montarmos este gerador, faremos uma pequena pausa durante a qual faremos um simples dispositivo de luz e música. Portanto, para ajustar adequadamente os filtros de frequência do circuito, este dispositivo é muito útil para nós.
Por que esse dispositivo é chamado de gerador funcional e não apenas de gerador (gerador de baixa frequência, gerador de alta frequência). O dispositivo que faremos gera três sinais diferentes em suas saídas ao mesmo tempo: senoidal, retangular e dente de serra. Como base para o projeto, tomaremos o esquema de S. Andreev, publicado no site na seção: Circuitos - Geradores.
Para começar, precisamos estudar cuidadosamente o circuito, entender o princípio de seu funcionamento e coletar os detalhes necessários. Graças ao uso de um microcircuito especializado no circuito ICL8038 que é projetado apenas para construir um gerador de funções, o design é bastante simples.
É claro que o preço de um produto depende do fabricante, das capacidades da loja e de muitos outros fatores, mas neste caso buscamos um objetivo: encontrar o componente de rádio necessário que seja de qualidade aceitável e, mais importante, acessível. Você provavelmente notou que o preço de um microcircuito depende muito de sua marcação (AC, BC e SS). Quanto mais barato o chip, piores suas características. Eu recomendaria optar pelo chip “BC”. Suas características não são muito diferentes do “AC”, mas muito melhores que as do “SS”. Mas, em princípio, é claro, esse microcircuito também funcionará.
Montamos um gerador de funções simples para o laboratório de um radioamador iniciante
Bom dia a vocês, queridos radioamadores! Hoje vamos continuar a recolher os nossos gerador de funções. Para que você não pule as páginas do site, posto novamente diagrama de circuito do gerador de função, cuja montagem estamos envolvidos:
E também posto o datasheet (descrição técnica) dos microcircuitos ICL8038 e KR140UD806:
(151,5 KiB, 6.062 acertos)
(130,7 KiB, 3.494 acessos)
Já juntei as peças necessárias para montar o gerador (algumas eu tinha - resistências constantes e capacitores polares, o restante foi comprado em loja de peças para rádio):
As peças mais caras eram o chip ICL8038 - 145 rublos e interruptores para 5 e 3 posições - 150 rublos. No total, este esquema terá que gastar cerca de 500 rublos. Como você pode ver na foto, a chave de cinco posições é de duas seções (não havia uma seção), mas isso não é assustador, mais é melhor do que menos, especialmente porque a segunda seção pode ser útil para nós. A propósito, essas chaves são exatamente as mesmas e o número de posições é determinado por um batente especial, que você mesmo pode definir para o número necessário de posições. Na foto tenho dois conectores de saída, embora em teoria devessem ser três: comum, 1:1 e 1:10. Mas você pode colocar um pequeno interruptor (uma saída, duas entradas) e mudar a saída desejada para um conector. Além disso, quero prestar atenção ao resistor constante R6. Não há classificação de 7,72 MΩ na linha de resistências megaohm, a classificação mais próxima é 7,5 MΩ. Para obter o valor desejado, você terá que usar um segundo resistor de 220 kOhm, conectando-os em série.
Também quero chamar a atenção para o fato de que não terminaremos a montagem e ajuste deste circuito para montar o gerador funcional. Para um trabalho confortável com o gerador, devemos saber qual frequência está sendo gerada no momento do trabalho, ou podemos precisar definir uma determinada frequência. Para não usar dispositivos adicionais para esses fins, equiparemos nosso gerador com um medidor de frequência simples.
Na segunda parte da aula, estudaremos outro método de fabricação de placas de circuito impresso - o método LUT (passagem a laser). Vamos criar a própria placa no popular rádio amador programa para criar placas de circuito impresso – LAYOUT DE SPRINT.
Como trabalhar com este programa, ainda não vou explicar para você. Na próxima aula, no arquivo do vídeo, mostrarei como criar nossa placa de circuito impresso neste programa, bem como todo o processo de fabricação da placa pelo método LUT.
