Generatori di segnali: schema, principio di funzionamento, dispositivo e recensioni

I generatori di segnali sono utilizzati nella progettazione di dispositivi elettronici. Sono utilizzati per testare trasmettitori radio, ricevitori, amplificatori audio. Il generatore consente di creare un segnale con l'ampiezza, la frequenza e il periodo richiesti. Questo simula i segnali che verranno inviati al dispositivo durante il funzionamento. Il dispositivo è indispensabile, in quanto consente di testare il funzionamento di qualsiasi dispositivo in tutte le modalità.

Come sono i generatori?

I generatori di onda sinusoidale standard sono presentati sotto forma di una piccola scatola, e c'è una schermata sul pannello frontale. È usato per controllare le vibrazioni e le regolazioni. Nella parte superiore dello schermo c'è una casella di testo - questo è un tipo di menu, in cui ci sono diverse funzioni. I controlli possono essere eseguiti con pulsanti e resistori variabili. Sullo schermo indica tutte le informazioni necessarie quando si lavora.

L'ampiezza e l'offset del segnale vengono regolati tramite i pulsanti. Gli ultimi campioni di dispositivi sono dotati di uscite, attraverso le quali è possibile registrare tutti i risultati su un'unità flash. Per modificare la frequenza di campionamento nei generatori di un segnale sinusoidale, vengono utilizzati regolatori speciali. Grazie a loro, l'utente può sincronizzarsi molto rapidamente. Di solito nella parte inferiore, sotto lo schermo, c'è il pulsante di accensione, e accanto ad esso ci sono le uscite del generatore.

Dispositivi fatti in casa

Puoi creare un generatore di segnali con le tue mani da mezzi improvvisati. La parte principale di qualsiasi generatore è un selettore (la selezione inglese è una scelta). In qualsiasi design è progettato per più canali. Nei progetti standard non sono stati utilizzati più di due chip. Questo per l'implementazione dei dispositivi più semplici è sufficiente. Ideale per la produzione di generatori di chip della serie KH148. Per quanto riguarda i convertitori, sono usati solo analogici.

In alcuni casi è consentito utilizzare un personal computer come generatore di segnale. Puoi realizzare un piccolo adattatore con le tue mani - è installato all'uscita della scheda audio. Il segnale viene rimosso dall'uscita e utilizzato per testare l'apparecchiatura. Un programma è installato sul PC che controllerà la scheda audio. Lo svantaggio di questo design è una gamma di frequenze troppo ristretta, quindi non può essere utilizzato durante il test di alcuni dispositivi.

Generatori di onde sinusoidali

Sine è il generatore di forme d'onda più comune. È necessario per testare la maggior parte delle apparecchiature. Il design utilizza i chip più semplici. Producono un segnale che viene convertito amplificatore operazionale. Per regolare i segnali, è necessario includere resistori variabili o fissi nel circuito. Dipende dal tipo di resistenza utilizzato, la regolazione graduale o regolare verrà eseguita.

I generatori di segnale a onda sinusoidale sono ampiamente utilizzati per sintonizzare non solo apparecchiature radio, ma anche apparecchiature ad alta frequenza - inverter, alimentatori, convertitori di frequenza per motori asincroni, ecc. Questa tecnica consente di convertire il seno originale di una rete domestica (frequenza 50 Hz). Inoltre, la frequenza aumenta di dieci volte - fino a 100 MHz. Questo è necessario per il normale funzionamento del trasformatore di impulsi.

Generatori a bassa frequenza

Tali costruzioni sono utilizzate per la messa a punto e il collaudo di apparecchiature audio. Se si presta attenzione allo schema del più semplice generatore di segnale a bassa frequenza, è possibile vedere che sono installati resistori variabili, utilizzati per regolare la forma e le dimensioni del segnale. Per modificare la grandezza dell'impulso, è possibile utilizzare il modulatore della serie KK202. Il segnale in questo caso deve essere generato attraverso i condensatori.

Un generatore di segnale a bassa frequenza viene utilizzato per sintonizzare qualsiasi apparecchiatura audio come lettori, amplificatori audio, ecc. È possibile utilizzare un personal computer come tale (anche un vecchio laptop lo farà). Questa è un'opzione di budget che non richiede grandi spese se un vecchio computer è disponibile. È sufficiente installare l'ultima versione dei driver, il programma per lavorare con una scheda audio e creare un adattatore per il collegamento all'apparecchiatura.

Come funzionano i generatori sonori

Ma se stiamo parlando di disegni standard realizzati sui chip, allora la tensione applicata al selettore. Il segnale è generato da uno o più microcircuiti.

In genere, il circuito è costituito da un singolo chip, che imposta la frequenza:

1. Si collega a un input risuonatore al quarzo sintonizzato su una frequenza specifica.
2. Un resistore variabile è collegato all'altro ingresso del microcircuito (il valore nominale è scelto empiricamente). Con esso, è possibile regolare le fluttuazioni.
3. Il chip consente di aumentare o diminuire la frequenza prodotta dal quarzo, a qualsiasi valore.
4. Il microcircuito è lampeggiato (se necessario) in modo che la frequenza cambi quando si gira la manopola.

La frequenza massima che il dispositivo può generare dipende dal chip utilizzato e dal quarzo. Il valore di 3 GHz è il più alto per la maggior parte dei progetti. Per ridurre i limiti di errore sono impostati.

Generatori di segnali misti

Il design standard ha un selettore multicanale. Sul pannello frontale del generatore, generando un segnale con una frequenza minima di 70 Hz, ci sono almeno cinque uscite. Le valutazioni utilizzate nella progettazione della resistenza - 4 ohm, condensatori - 20 pF. Il generatore entra in funzione per 2,5 secondi.

La frequenza inversa del dispositivo può essere regolata in un intervallo più ampio - fino a 2000 kHz. In questo caso, la frequenza è controllata dal dispositivo di modulazione. L'errore dello strumento (assoluto) non supera i 2 dB. Per i generatori di segnali standard vengono utilizzati convertitori serie PP201.

Generatore di impulsi arbitrario

Questi dispositivi hanno una caratteristica: hanno un errore molto piccolo. Il design prevede anche la regolazione fine del segnale di uscita - per questo, viene utilizzato un selettore a sei canali. La frequenza minima prodotta dal generatore è 70 Hz. Tali generatori percepivano impulsi positivi. Lo schema si applica condensatori, capacità non meno di 20 pF. La resistenza di uscita del dispositivo non è superiore a 5 ohm.

Tutti i generatori di forme d'onda arbitrarie differiscono nei parametri di sincronizzazione. Questo succede a causa del tipo di connettore installato. Per questo motivo, l'aumento del segnale può verificarsi in un tempo di 15-40 ns. A seconda del modello del generatore, possono esserci due tipi di modalità: logaritmica e lineare. Con l'aiuto di interruttori appropriati, possono essere modificati, il che comporterà una correzione dell'ampiezza. L'errore totale di frequenza non è superiore al 3%.

Generatori di segnali complessi

Il generatore di segnale DDS può essere definito un design che consente di ricevere impulsi di forma complessa. In tali costruzioni vengono utilizzati solo tipi di selettori multicanale. Il segnale prodotto è necessariamente amplificato e i regolatori vengono utilizzati per cambiare la modalità operativa.

Il tempo di salita totale del segnale non supera i 40 ns. Ridurre i condensatori utilizzati nel tempo con una capacità non superiore a 15 pF. L'impedenza di uscita del dispositivo è di circa 50 ohm (valore standard). Quando si opera a 40 kHz, la distorsione non supera l'1%. Tali progetti di generatori sono ampiamente utilizzati per testare le radio.

Editori incorporati

Tutti i generatori di segnali di bassa e alta frequenza sono molto facili da configurare. Hanno diverse manopole a quattro posizioni che consentono di regolare il valore della frequenza massima. Il tempo di transizione allo stato stazionario nella maggior parte dei modelli non supera i 3 ms. Un tempo così breve può essere raggiunto attraverso l'uso di microcontrollori.

I microcontrollori sono montati sulla scheda principale, in alcuni modelli sono rimovibili - in un solo movimento è possibile installare un nuovo elemento. Nei progetti con un editor integrato non sono installati limitatori. Dopo i selettori per lo schema sono convertitori. A volte negli schemi possono essere trovati sintetizzatori. La frequenza massima del segnale generato può essere 2000 kHz, l'errore totale non è superiore al 2%.

Generatori di segnali digitali

Hai visto come funziona il generatore di suoni per testare gli amplificatori dei bassi. Ma al giorno d'oggi, l'ampia popolarità della tecnologia digitale - vari controller, indicatori che necessitano di una messa a punto più precisa. Connettori utilizzati in tali generatori - КР300. Le resistenze di progetto hanno una resistenza non inferiore a 4 ohm. A causa di ciò, è possibile mantenere una grande resistenza interna dell'intera struttura.

Nei generatori di segnali digitali vengono utilizzati tipi di selettori a tre e quattro canali, costruiti su un chip KA345. Nei progetti si verifica la modulazione dell'impulso, poiché il coefficiente di trasmissione è molto alto. Il rumore a banda larga è estremamente basso - non più di 10 dB. Questi disegni ti consentono di generare segnali rettangolari. Sono necessari per mettere a punto il funzionamento dei circuiti digitali.

Disegni ad alta frequenza

La resistenza interna del generatore di segnale ad alta frequenza è di circa 50 ohm. In questo caso, il dispositivo è in grado di fornire più energia. Nei progetti ad alta frequenza, la larghezza di banda è di circa 2 GHz. Il circuito utilizza condensatori fissi con una capacità di oltre 7 pF. Ciò consente di mantenere la corrente massima nel circuito fino a 3 A. Distorsione al livello dell'1%.

Nei generatori ad alta frequenza vengono utilizzati solo amplificatori operazionali. I limitatori di segnale sono montati all'inizio e alla fine del circuito. Per lavoro, vengono utilizzati microcontrollori della serie PPK211 e un selettore a sei canali. Usando le manopole, è possibile impostare la frequenza di uscita - il valore minimo di 90 Hz.

Segnali logici

Il progetto utilizza resistori fissi, il cui valore nominale non supera i 4 ohm. A causa di ciò, viene mantenuta una resistenza interna molto elevata. Per ridurre la velocità con cui viene trasmesso il segnale, viene utilizzato un amplificatore operazionale. Sul pannello frontale in disegni standard ci sono tre uscite che sono collegate al limitatore della larghezza di banda tramite ponticelli.

Il circuito del generatore di segnale utilizza interruttori. Il più comunemente usato è un tipo girevole, che consente di scegliere una delle due modalità. Questi tipi di oscillatori possono essere utilizzati per la modulazione di fase. Il livello massimo di rumore nella maggior parte delle strutture non supera i 5 dB. Deviazione (cura) della frequenza non superiore a 16 kHz. Tra gli svantaggi delle strutture di questo tipo, possiamo distinguere un grande tempo di salita del segnale, poiché la velocità del microcontrollore è molto bassa.

Recensioni dei generatori

Recensioni di disegni semplici che vengono venduti nei negozi, una varietà. Alcuni acquirenti notano che i passaggi sono troppo evidenti nei generatori (anche se la curva dovrebbe essere liscia). Per questo motivo, non è possibile configurare correttamente l'apparecchiatura audio. Altri clienti notano che i generatori non funzionano in uno o più intervalli. Se hai bisogno di qualità e affidabilità, allora ottieni un generatore multifunzione. Vi permetterà di configurare qualsiasi apparecchiatura, dagli amplificatori audio ai trasmettitori radio dei telefoni cellulari. I progettisti economici, che sono abbastanza nei negozi, consentono solo una regolazione approssimativa dell'attrezzatura. Un tale generatore di segnale supporta bene la frequenza, ma la forma della curva lascia molto a desiderare.