Кварцевый генератор синусоидального напряжения

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: общие

Опубликовано: 13.01.2019 10:32

Просмотров: 2896

А. Дьяков, г. Таганрог Ростовской обл.
Для устройств, требующих наличия генерирующих узлов с большим выходным напряжением, но без "электромагнитного смога", предлагается простой в изготовлении и настройке высокостабильный генератор, принципиальная схема которого представлена на рис. 1.

Его задающий генератор представляет собой классическую ёмкостную трёхточку. Кварцевый резонатор ZQ1. имеющий на частоте генерации проводимость индуктивного характера, подключён между базой и коллектором транзистора VT1, эмиттер которого соединён с точкой соединения конденсаторов С1 и С2. Такая схема позволяет генерировать сигнал синусоидальной формы и стабильной частоты вплоть до нескольких мегагерц, обеспечивая при этом низкий уровень высших гармонических составляющих.
Буфер между задающим генератором и нагрузкой — повторитель напряжения на ОУ DA1,1. Как правило, сигнал с генератора снимают через разделительный конденсатор, не дающий его постоянной составляющей проникнуть на вход повторителя. Но в рассматриваемом случае разделительный конденсатор отсутствует, поскольку постоянная составляющая полезна. Она обеспечивает на входе ОУ с однополярным питанием смещение, нужное для получения на его выходе неискажённого синусоидального напряжения максимального размаха.
Следует стремиться, чтобы размах синусоиды не превышал 80 % допустимого интервала значений выходного напряжения ОУ. а постоянная составляющая находилась посередине этого интервала. Добиваются этого подборкой сопротивлений резисторов R2 и R3.

Осциллограмма выходного сигнала повторителя DA1.1 при слишком большой амплитуде напряжения на его входе показана на рис. 2. Синусоида здесь сильно искажена. Подборкой сопротивлений резисторов R2 и R3 нужно добиться, чтобы она выглядела, как показано на рис. 3. Допустимый интервал изменения напряжения на выходе ОУ ограничен на осциллограммах красными линиями.

Показанная на рис, 4 спектрограмма сигнала на выходе ОУ DA1.1 свидетельствует о том, что мощность его второй гармоники на 40 дБ меньше мощности основной (первой) гармоники, а остальные гармоники еще меньше. В рассматриваемом генераторе применён высокоскоростной сдвоенный ОУ AD8092, Это позволило ещё больше увеличить размах выходного сигнала. Для этого на втором ОУ микросхемы DA1 собран инвертирующий повторитель напряжения. Необходимое смещение на его неинвертирующем входе задано делителем напряжения R5—R7. Его устанавливают подстроечным резистором R6, добиваясь, чтобы сигнал на выходе ОУ DA1.2 был точной противофазной копией сигнала на выходе ОУ DА 1.1

При подаче исходного и инверсного сигналов (рис, 5) на обмотку I трансформатора Т1 на ней образуется колебание с двойным размахом и нулевой (в идеальном случае) постоянной составляющей. Конденсатор СЗ защищает от последствий возможного всё-таки нарушения равенства постоянных составляющих на выходах двух ОУ, не допуская протеканий постоянного тока через обмотку I трансформатора Т1. Генератор был испытан с трансформатором СЕЕН54 ЕЕ5.0, применяемым во многих выпускаемых промышленностью фотовспышках. Поскольку трансформатор повышающий, при питании всего устройства напряжением 5 В размах сигнала на обмотке II трансформатора достигает 55 В в режиме холостого хода. Спектрограмма этого сигнала изображена на рис. 6. Как и положено, в устройстве с двухтактным выходом чётные гармоники сигнала подавлены почти полностью. Наиболее мощная из оставшихся гармоник теперь третья, которая на 50 дБ меньше первой.
Радио №11 2018