Tekst źródłowy strony WERSJA STARA Generatory w służbie Narodu

← WERSJA STARA Generatory w służbie Narodu
Skocz do: nawigacja, szukaj
Nie masz uprawnień do edytowania tej strony z następującego powodu:
Wykonywanie tej operacji zostało ograniczone do użytkowników w grupie Administratorzy.
Tekst źródłowy strony można podejrzeć i skopiować.
=Wzorcowy generator sinusoidalny 1 kHz o małych zniekształceniach=

'''Stara wersja'''


Podczas prac z urządzeniami audio,
podstawowe wyposażenie warsztatu w
warunkach amatorskich stanowi zazwyczaj
multimetr, oscyloskop i generator. Chociaż
obecnie dominują urządzenia fabrycznie
wyprodukowane na Dalekim Wschodzie,
podczas niektórych prac, dane przyrządy
potrafią mieć niewystarczające parametry.
O ile dziś zakup przyzwoitego multimetru
czy oscyloskopu za względnie rozsądne
pieniądze nie stanowi problemu, o tyle z
generatorem jest pewien problem.
Większość ludzi posiada na swoim
wyposażeniu generatory funkcyjne, które
mimo młodego wieku, nie nadają się do
pomiarów audio, ze względu na zbyt
wysokie zniekształcenia. O ile w przypadku
pomiarów charakterystyk czy ogólnych
napraw, zniekształcenia rzędu dziesiątych
części procenta, nie są dokuczliwe, o tyle w
przypadku pomiaru współczynnika
zniekształceń nieliniowych, jest to poziom
dyskwalifikujący pomiar.



Pewną alternatywą mogą być
generatory mostkowe z dawnych lat do
kupienia na rynku wtórnym, jednak ich
podaż jest ograniczona, a stan techniczny
zazwyczaj wymagający co najmniej
przeglądu, jeśli nie napraw i kalibracji.
Praktyka zresztą pokazuje, że rzadko kiedy
jest potrzeba sprawdzania zniekształceń w
całym paśmie, zazwyczaj pomiar tyczy się
kilku konkretnych częstotliwości, na
przykład 100 Hz, 1 kHz i 10 kHz.



Zaproponowany w artykule układ
spełnia powyższe założenia - jest to
generator nastrojony na jedną konkretną
częstotliwość 1 kHz, zoptymalizowany pod
kątem niskich zniekształceń nieliniowych
przebiegu wyjściowego. Zbudowany z
użyciem podzespołów łatwo dostępnych i o
prostej procedurze uruchomienia, może być
z powodzeniem wykonany przez średnio
zaawansowanego radioamatora.

[[File:schT1 1.jpg|600px]]


[[File:KONRAD tekst_final_v3-5.jpg|1200px]]

Schemat uproszczony generatora
przedstawiono na rysunku nr 1, z kolei
schemat ideowy przedstawiono na rysunku
nr 2. 


Układ składa się z trzech
zasadniczych bloków - wzmacniacza
generatora, układu automatycznej
stabilizacji amplitudy oraz obwodu
zasilania.



Dawniej dominującą topologią
generatorów sinusoidalnych był mostek
Wiena. Rozwiązanie powszechne
zwłaszcza w rozwiązaniach DIY. W
literaturze oraz urządzeniach fabrycznych
można jednak natknąć się na inne
rozwiązania, równie dobre lub lepsze.
Jednym z nich jest mostek typu T
(zastosowany na przykład w generatorze
HP 239A i Zopan KZ 1118). Główną
częścią generatora z artykułu jest układ IC
1A oraz elementy mu towarzyszące -
ujemne sprzężenie zwrotne - cześć
selektywna R1, R2, C1, C2 oraz dodatnie
sprzężenie zwrotne - R3, R4, R5 i US3
odpowiadające za wzmocnienie. Podobnie
jak w mostku Wiena, obwód selektywny
składa się z dwóch rezystorów i dwóch
kondensatorów, jednak połączonych w inny
sposób. Drugą odmienną cechą jest
zróżnicowanie wielkości obu pojemności.
Stosunek ten wpływa na zawartość drugiej
harmonicznej i w małym stopniu, także
trzeciej. Przestrajanie częstotliwości
odbywa się poprzez jednoczesną zmianę
obu pojemności lub obu rezystancji, co
stanowi rozwiązanie typowe dla tego typu
układów. W generatorze stosunek
pojemności C1/C2 określono na 1:100.



Dla zapewnienia właściwego
wzmocnienia układu, jeden z rezystorów
sprzężenia zwrotnego musi być elementem
o płynnie zmienianej rezystancji. Dawniej w
konstrukcjach fabrycznych najczęściej
spotykanym elementem w tej roli był
termistor, czasem termistor ogrzewany
dodatkowo grzałką. Spotykano także
rozwiązanie z żarówką małej mocy, w
rozwiązaniach DIY bardzo często
spotykane z powodu łatwej dostępności i
prostej aplikacji. Zmiana rezystancji włókna
termistora/żarówki pod wpływem przepływu
prądu, zapewniała utrzymanie właściwego
poziomu wzmocnienia. W konstrukcjach
lepszej jakości, także generatorach
fabrycznych, w roli zmiennej rezystancji
wykorzystywano tranzystor polowy JFET.
Sposób ten zapewnia dużo lepsze
parametry niż termistor czy żarówka,
jednak wymaga zastosowania
rozbudowanego układu ARW.



Rozwiązaniem dużo mniej
popularnym, aczkolwiek równie skutecznym
jak JFET jest zastosowanie fotorezystora
oświetlonego diodą LED, po które sięgnięto
tutaj. Napięcie wyjściowe po wyprostowaniu
w prostowniku pełno-okresowym na
układach IC 2A i IC 2B oraz przejściu przed
filtr dolnoprzepustowy na układzie IC 2C,
steruje diodą LED oświetlającą fotorezystor,
zapewniając odpowiednie sterowanie
rezystancją w obwodzie sprzężenia
zwrotnego generatora. Po włączeniu,
rezystancja ciemna, dając duże
wzmocnienie, zapewnia wzbudzenie drgań,
wraz z czasem powodując ograniczenie
wzmocnienia, zwiększając natężenie diody,
powoduje zwiększenie jasności,
zmniejszenie rezystancji i stabilizację drgań
na ustalonym poziomie. Rozwiązanie choć
wygląda na skomplikowane, jest proste i
skuteczne w działaniu. Można spróbować
uprościć koncepcję, zmieniając układ
prostownika i filtra (literatura jest bardzo
obszerna pod tym względem), aczkolwiek
należy pamiętać, że kluczem do uzyskania
niskiego poziomu zniekształceń jest
odpowiedni obwód sterowania
automatyczną regulacją wzmocnienia jak i
zniekształcenia własne wprowadzane przez
nasz „zmienny rezystor”.



Dobór wzmacniacza operacyjnego w
obwodzie generatora nie jest krytyczny. Jak
wykazały testy, nie ma potrzeby
inwestowania w drogie kości o super
wyszukanych parametrach. Zniekształcenia
wnoszone przez układ ARW i zmienną
rezystancję i tak są o rząd lub kilka rzędów
większe niż zniekształcenia nawet średniej
klasy układu scalonego. Popularny NE
5532 sprawdzi się tu wystarczająco dobrze.
OPA 2134 czy LM 4562, choć na papierze
sprawiają dużo lepsze wrażenie, nie
przyniosły znacznego zysku jakości. W
obwodzie prostownika i filtru zastosowano
popularny TL 074. Zarówno jego
oszczędniejsza wersja TL 064 jak i
klasyczny LM 324 powodowały, że układ
nie wzbudzał się poprawnie.



Aby uniezależnić generator od zmian
obciążenia podłączonego do jego wyjścia,
na wyjściu zastosowano bufor w postaci
jednej polówki wzmacniacza operacyjnego
IC 1B. Płynną regulację napięcia
wyjściowego zapewnia wielo obrotowy
potencjometr, w tym przypadku użyto
drutowego Telpodu DM102, można
zastosować inny wedle uznania. Lepiej
jednak unikać potencjometrów niskiej
jakości, zwłaszcza tanich jedno obrotowych
węglowych.


Cały układ wymaga zasilania
symetrycznego. Zastosowano prosty
symetryzator zasilania, oparty na
wzmacniaczu operacyjnym IC 2D, dzielący
wejściowe napięcie asymetryczne na dwa
równe napięcia symetryczne względem
masy. Wykorzystano w tym celu czwarty
wzmacniacz z kości TL 074 - IC 2D. Dzięki
temu do zasilania układu wystarczy zwykły
zasilacz wtyczkowy lub bateria. UWAGA -
masą układu jest masa z wyjścia
symetryzatora, a nie biegun zasilania z
zasilacza lub baterii!


Pewnego omówienia wymaga dobór
kluczowych elementów. W gałęzi
selektywnej mostka zarówno kondensatory
jak i rezystory, powinny być precyzyjnie
dobrane z zachowaniem jak najmniejszej
tolerancji. Elementy powinny być wysokiej
jakości. O ile zakup rezystorów
metalizowanych o tolerancji 0,5%, a nawet
0,1% nie stanowi problemu, o tyle
kondensatory najpowszechniej występują z
tolerancją 5%. Należy zatem dobrać je
ręcznie z użyciem dobrej klasy miernika
pojemności lub mostka RLC z
zachowaniem stosunku 100:1.
Częstotliwość obliczona według podanego
wyżej wzoru może różnić się od tej
rzeczywistej z uwagi na niedoskonałość
elementów, jednak nie ma to większego
znaczenia. Wszak co za różnica, czy
generator będzie generował na wyjściu
1000 czy 1010 Hz?


Na schemacie uwzględniono jako
fotorezystor i diodę LED, fabryczny
transoptor NSL32SR3 firmy Advanced
Photonix. Element ten wybrano,
przeprowadzając wcześniej testy z
transoptorem LCR 03 oraz samodzielnie
wykonanym, na bazie dostępnego w
handlu, fotorezystora firmy TOKEN PGM
1200 oraz diody LED 5 mm o dużej
jasności w kolorze czerwonym. Kluczem
było uzyskanie niskiego poziomu
zniekształceń przebiegu na wyjściu. Jeśli
ktoś lubi eksperymentować lub uzna, że nie
chce z różnych powodów
(cena/dostępność) montować NSL32SR3,
może spróbować zaimplementować
własnoręcznie wykonany transoptor
zrobiony z tego co akurat ma pod ręką.
Warto wtedy wypróbować kilka kombinacji
różnych fotorezystorów i diod. Zarówno
kolor diody jak i jej jasność mają tu
znaczenie, pamiętając że fotorezystor
osiąga dane parametry nie tylko przy
danym natężeniu świetlnym, ale także
długości fali emitowanego światła.

[[File:Gener - 1 r .jpg|512px]]

[[File:Gener - 2 r .jpg|512px]]

Układ zbudowano na kawałku
jednostronnej płytki uniwersalnej o
wymianach 100x53mm. Cała procedura
uruchomienia sprowadza się do ustawienia
jednego potencjometru, uzyskując
maksimum amplitudy na wyjściu przy
zachowaniu minimum zniekształceń. Warto
poświęcić na to trochę czasu, bo układ jest
precyzyjny, a do zauważalnej zmiany
wystarczy minimalny obrót suwaka.
Rezystor R5 oznaczono gwiazdką, gdyż
może okazać się, że nie jest on konieczny
do prawidłowej pracy układu. Amplituda
przebiegu wyjściowego w granicach napięć
zasilania wskazanych na schemacie jest w
zasadzie niezmienna. Zakres napięcia
zasilającego 9 - 24V pozwala zasilić
generator zarówno z wtyczkowego
zasilacza, jak i dwóch baterii 9V (6F22).
 


'''Parametry końcowe generatora'''
 (rzeczywiste wartości zmierzone):
 - częstotliwość - 1003 Hz
 - napięcie wyjściowe - 0,9 Vrms
 - THD - 0,001%
 - napięcia zasilania - od 9 do 24 V
 - pobór prądu - 20 mA
 sprzęt pomiarowy:
 - Fluke 8060,
 - Creative Sound Blaster X-Fi HD USB 2.0,
 - Visual Analyser 2010

'''Literatura'''

*- Instrukcja serwisowa generatora HP 239A
*- Instrukcja serwisowa generatora Zopan KZ 1118
*- Wireless World 5/1981
*- http://www.tronola.com/moorepage/RC.html
*- https://sound-au.com/appnotes/an001.htm
*- https://sound-au.com/articles/sinewave.htm


'''Konrad Klekot, listopad 2024 r.'''


'''Załącznik nr 1'''
 '''Wykaz elementów:'''
 IC 1 NE 5532
 IC 2 TL 074
 IC 3 NSL32SR3
 R1 15,4 kΩ 0,2%
 R2 15,4 kΩ 0,2%
 R3 potencjometr helitrim 10 kΩ
 R4 18 kΩ
 R5 430 Ω (opcjonalnie)
 R6 potencjometr 10 kΩ Telpod DM102
 R7 3,3 kΩ
 R8 3,3 kΩ
 R9 3,3 kΩ
 R10 3,3 kΩ
 R11 3,3 kΩ
 R12 56 kΩ
 R13 68 kΩ
 R14 150 Ω
 R15 1 kΩ
 R16 10 kΩ
 R17 10 kΩ
 C1 1 nF foliowy
 C2 100 nF foliowy
 C3 10 uF/50V elektrolityczny
 C4 47 uF/50V elektrolityczny

wszystkie rezystory o tolerancji 1%, metalizowane, chyba że wskazano inaczej
Wróć do WERSJA STARA Generatory w służbie Narodu.
Źródło: „http://www.technique.pl/mediawiki/index.php/WERSJA_STARA_Generatory_w_służbie_Narodu”
Tekst źródłowy strony WERSJA STARA Generatory w służbie Narodu

Menu nawigacyjne

Narzędzia osobiste

Przestrzenie nazw

Warianty

Widok

Więcej

Szukaj

Nawigacja

Opcje systemowe

Narzędzia

ISSN 2353-5059

Statystyka
