En el globo se crea un vacío profundo, necesario para el paso libre de electrones. El foco electrónico del tubo consta de un cátodo, un electrodo de control y dos ánodos y está ubicado en una parte estrecha y alargada del cilindro. Cátodo A Está fabricado en forma de un pequeño cilindro de níquel, en cuyo extremo se aplica una capa de óxido, que al calentarse emite electrones. El cátodo está encerrado en un electrodo de control (modulador). METRO también de forma cilíndrica. Al final del electrodo de control hay un pequeño orificio (diafragma) a través del cual pasa el haz de electrones. Se suministran al electrodo de control varias decenas de voltios de voltaje negativo con respecto al cátodo, con la ayuda del cual se ajusta el brillo del punto en la pantalla del tubo. El electrodo de control actúa de manera similar a la rejilla de control de un tubo de vacío. A un determinado valor de esta tensión, el tubo se bloquea y el punto luminoso desaparece. Este ajuste se muestra en el panel frontal del osciloscopio y está etiquetado como "Brillo".
El enfoque preliminar del haz de electrones se realiza en el espacio entre el modulador y el primer ánodo. El campo eléctrico entre estos electrodos presiona los electrones hacia el eje del tubo y convergen en un punto. ACERCA DE a cierta distancia del electrodo de control (Fig. 33.2). Un mayor enfoque del haz se realiza mediante un sistema de dos ánodos. un 1 Y un 2
El primer y segundo ánodo están hechos en forma de cilindros metálicos abiertos de varias longitudes y diámetros, dentro de los cuales se encuentran diafragmas con pequeños orificios a cierta distancia entre sí.
Se aplica un voltaje de aceleración positivo a los ánodos (al primer
300-1000 V, en el segundo 1000-5000 V o más). Dado que el potencial del segundo ánodo un 2 por encima del potencial del primer ánodo Un 1, entonces el campo eléctrico entre ellos se dirigirá desde el segundo ánodo al primero. Los electrones atrapados en dicho campo eléctrico serán desviados hacia el eje del tubo y recibirán aceleración en la dirección del movimiento hacia la pantalla. . Así, la acción del sistema anódico es equivalente a la acción de un sistema óptico de lentes colectoras y divergentes. Por lo tanto, el sistema de enfoque de los ánodos de los tubos de rayos catódicos a veces se denomina lente electroestática. El enfoque preciso del haz se logra cambiando el voltaje en el primer ánodo. Este ajuste está ubicado en el panel frontal del osciloscopio y está etiquetado como "Enfoque".
El haz de electrones formado después del segundo ánodo entra en el espacio entre dos pares de placas de desviación perpendiculares entre sí. X 1 X 2 Y U 1 U 2, llamado sistema de deflexión electrostática. Primer par de platos X 1 X 2, ubicado verticalmente, hace que el haz se desvíe en la dirección horizontal. Placas del segundo par. U 1 U 2, ubicado horizontalmente, hace que el haz se desvíe en la dirección vertical. Cuando se aplica una tensión constante a un par de placas, el haz de electrones se desvía hacia la placa con un potencial positivo, lo que provoca el correspondiente movimiento del punto luminoso en la pantalla.
Cuando se aplica voltaje alterno a las placas, el movimiento de un punto luminoso a través de la pantalla crea líneas luminosas.
Pantalla mi Un tubo de rayos catódicos es una superficie de vidrio recubierta por dentro con una fina capa de una sustancia especial (fósforo) que puede brillar cuando se bombardea con electrones.
Para obtener una imagen en la pantalla del tubo, el voltaje de la señal en estudio se aplica a placas de desviación verticales. U 1 U 2, un plato pa X 1 X 2- voltaje en diente de sierra llamado voltaje de barrido (Fig. 33.3).
en el sitio AB El voltaje de exploración depende linealmente del tiempo y, bajo la influencia de este voltaje, el punto de luz se mueve a lo largo de la pantalla del tubo a lo largo del eje horizontal en proporción al tiempo. en el sitio Sol El voltaje de escaneo cae bruscamente y el punto de luz vuelve a su posición original.
Si simultáneamente con el voltaje de barrido a las placas. U 1 U 2 suministre el voltaje sinusoidal en estudio, luego aparecerá un período de una sinusoide en la pantalla del tubo (Fig. 33.4).
Las posiciones 0, 1, 2, ... del punto de luz en la pantalla del tubo en los momentos de tiempo correspondientes están determinadas por los valores instantáneos de las tensiones de prueba y desarrollo.
Si el período de barrido tr se elige como un múltiplo del período del voltaje en estudio, luego los oscilogramas obtenidos en períodos posteriores se superponen entre sí y se observa en la pantalla una imagen estable y clara del proceso en estudio.
Generador de voltaje de diente de sierra para varicaps.
Cuando se trabajaba con un generador de alta frecuencia sintonizable mediante un varicap, fue necesario fabricarle un generador de control de voltaje en diente de sierra. Existe una gran variedad de circuitos generadores “sierra”, pero ninguno de los encontrados era adecuado, porque... Para controlar el varicap, se requería una oscilación del voltaje de salida en el rango de 0 a 40 V cuando se alimentaba desde 5 V. Como resultado de pensar, este es el diagrama que obtuvimos.
La formación de una tensión en diente de sierra se produce en el condensador C1, cuya corriente de carga está determinada por las resistencias R1-R2 y (en mucha menor medida) por los parámetros de los transistores espejo actuales VT1-VT2. La resistencia interna bastante grande de la fuente de corriente de carga permite una alta linealidad del voltaje de salida (foto a continuación; escala vertical 10V/div). El principal problema técnico en tales circuitos es el circuito de descarga del condensador C1. Normalmente, para este propósito se utilizan transistores unijuntura, diodos túnel, etc. En el circuito anterior, la descarga es producida... por un microcontrolador. Esto facilita la configuración del dispositivo y cambiar la lógica de su funcionamiento, porque la selección de elementos del circuito se sustituye por la adaptación del programa del microcontrolador.
El voltaje en C1 se observa mediante un comparador integrado en el microcontrolador DD1. La entrada inversora del comparador está conectada a C1 y la entrada no inversora está conectada a la fuente de voltaje de referencia en R6-VD1. Cuando el voltaje en C1 alcanza el valor de referencia (aproximadamente 3,8 V), el voltaje en la salida del comparador cambia abruptamente de 5 V a 0. Este momento es monitoreado por software y conduce a la reconfiguración del puerto GP1 del microcontrolador desde la entrada. a la salida y aplicándole un nivel lógico 0. Como resultado, el condensador C1 resulta estar en cortocircuito a tierra a través de un transistor de puerto abierto y se descarga con bastante rapidez. Al final de la descarga de C1 al comienzo del siguiente ciclo, el pin GP1 se configura nuevamente como entrada y se genera un pulso de sincronización rectangular corto en el pin GP2 con una amplitud de 5 V. La duración de los impulsos de descarga y sincronización se establece mediante software y puede variar dentro de amplios límites, ya que El microcontrolador es sincronizado por un oscilador interno a una frecuencia de 4 MHz. Cuando la resistencia R1 + R2 varía entre 1K - 1M, la frecuencia de los pulsos de salida en la capacitancia C1 especificada cambia de aproximadamente 1 kHz a 1 Hz.
El voltaje de diente de sierra en C1 es amplificado por el amplificador operacional DA1 hasta el nivel de su voltaje de suministro. La amplitud del voltaje de salida deseado se establece mediante la resistencia R5. La elección del tipo de amplificador operacional está determinada por la posibilidad de que funcione desde una fuente de 44 V. El voltaje de 40 V para alimentar el amplificador operacional se obtiene de 5 V utilizando un convertidor de pulso en el chip DA2 conectado de acuerdo con el circuito estándar de su hoja de datos. La frecuencia de funcionamiento del convertidor es de 1,3 MHz.
El generador se monta sobre un tablero de 32x36 mm. Todas las resistencias y la mayoría de los condensadores son de tamaño 0603. Las excepciones son C4 (0805), C3 (1206) y C5 (tantalio, tamaño A). Las resistencias R2, R5 y el conector J1 están instalados en el reverso de la placa. Al realizar el montaje, primero debe instalar el microcontrolador DD1. Luego, los cables del conector del programador se sueldan temporalmente a los conductores de la placa y se carga el programa adjunto. El programa fue depurado en el entorno MPLAB; para la carga se utilizó el programador ICD2.
Aunque el dispositivo descrito resolvió el problema y todavía funciona con éxito como parte de un generador de barrido, para ampliar sus capacidades, el circuito dado puede considerarse más como una idea. El límite de frecuencia superior en este circuito está limitado por el tiempo de descarga de C1, que a su vez está determinado por la resistencia interna de los transistores de salida del puerto. Para acelerar el proceso de descarga, es recomendable descargar C1 a través de un transistor MOS separado con baja resistencia de canal abierto. En este caso, es posible reducir significativamente el tiempo de retardo de descarga del software, que es necesario para garantizar la descarga completa del condensador y, en consecuencia, una caída en el voltaje de salida de la sierra a casi 0 V (que era uno de los requisitos del dispositivo). Para estabilizar térmicamente el funcionamiento del generador, es recomendable utilizar un conjunto de dos transistores PNP en una carcasa como VT1-VT2. A una baja frecuencia de los pulsos generados (menos de 1 Hz), la resistencia finita del generador de corriente comienza a afectar, lo que conduce a un deterioro en la linealidad del voltaje en diente de sierra. La situación se puede mejorar instalando resistencias en los emisores VT1 y VT2.
Sujeto: Generadores de tensión lineal yactual.
Información general sobre los generadores de impulsos de diente de sierra (RPG).
Generadores de tensión lineal.
Generadores de corriente linealmente variable.
Literatura:
Bramer Yu.A., Pashchuk I.N. Tecnología de pulso. - M.: Escuela Superior, 1985. (220-237).
Bystrov Yu.A., Mironenko I.G. Circuitos y dispositivos electrónicos. - M.: Escuela Superior, 1989. - P. 249-261,267-271.
Información general sobre los generadores de impulsos de diente de sierra (RPG).
voltaje de diente de sierra Este es un voltaje que cambia linealmente durante un período de tiempo (aumenta o disminuye) y luego regresa a su nivel original.
Hay:
voltaje que aumenta linealmente;
Caída de tensión lineal.
Generador de impulsos de rampa - un dispositivo que genera una secuencia de pulsos en dientes de sierra.
Finalidad de los generadores de impulsos de diente de sierra.
Diseñado para obtener tensión y corriente que varían en el tiempo según una ley lineal.
Clasificación de generadores de impulsos de diente de sierra:
Por base de elementos:
en transistores;
en lámparas;
en circuitos integrados (en particular, en amplificadores operacionales);
Por finalidad:
generadores de voltaje de diente de sierra (RPG) (otro nombre es generadores de voltaje que varían linealmente - GLIN);
generadores de corriente de diente de sierra (RCT) (otro nombre es generadores de corriente que varían linealmente - GLIT);
Según el método de encendido del elemento de conmutación:
circuito secuencial;
circuito paralelo;
Según el método de aumento de la linealidad del voltaje generado:
con un elemento estabilizador de corriente;
tipo de compensación.
Diseño de generadores de impulsos en diente de sierra:
La construcción se basa en un interruptor electrónico que conmuta el condensador de carga a descarga.
Principio de funcionamiento de los generadores de impulsos en diente de sierra.
Así, el principio de obtener un voltaje creciente o decreciente se explica mediante el proceso de carga y descarga de un condensador (integrando el circuito). Pero, porque se debe conmutar la llegada de pulsos al circuito integrador, se utiliza interruptor de transistores.
Los circuitos más simples de generadores de impulsos en diente de sierra y su funcionamiento.
Esquemáticamente, el funcionamiento del GPI es el siguiente:
Circuito paralelo:
Cuando se abre la llave electrónica, el condensador se carga lentamente a través de la resistencia R hasta el valor E, formando así un pulso en forma de diente de sierra. Cuando se cierra la llave electrónica, el condensador se descarga rápidamente a través de ella.
El pulso de salida tiene la siguiente forma:
Al cambiar la polaridad de la fuente de alimentación E, la forma de la señal de salida será simétrica con respecto al eje del tiempo.
Circuito secuencial:
Cuando se cierra el interruptor electrónico, el condensador se carga rápidamente al valor de la fuente de alimentación E, y cuando se abre, se descarga a través de la resistencia R, formando así un voltaje en diente de sierra linealmente decreciente, que tiene la forma:
Al cambiar la polaridad de la fuente de alimentación, la forma del voltaje de salida U out (t) cambiará a un voltaje que aumenta linealmente.
Por tanto, está claro (puede señalarse como uno de los principales inconvenientes) que cuanto mayor es la amplitud del voltaje en el condensador, mayor es la no linealidad del pulso. Aquellos. es necesario generar un pulso de salida en la sección inicial de la curva exponencial de carga o descarga del condensador.
GENERADOR DE TENSIÓN DE RAMPA- generador (corriente) de variación lineal, un dispositivo electrónico que genera periodicidad. voltaje (corriente) en forma de diente de sierra. Básico El propósito de gpn es controlar el barrido temporal del haz en dispositivos que utilizan tubos de rayos catódicos. G.p.n. También se utilizan en dispositivos para comparar voltajes, retardos de tiempo y expansión de pulsos. Para obtener un voltaje en diente de sierra, se utiliza el proceso de (descargar) un capacitor en un circuito con una constante de tiempo grande. El G. p.n. más simple. (Fig.1, a) consta de circuito integrador RC y un transistor que realiza las funciones de un interruptor controlado periódicamente. impulsos. En ausencia de pulsos, el transistor está saturado (abierto) y tiene una baja resistencia del colector - emisor, sección del condensador. CON descargado (Fig. 1, b). Cuando se aplica un pulso de conmutación, el transistor se apaga y el capacitor se carga desde una fuente de energía con voltaje. mi k- carrera directa (de trabajo). Tensión de salida G.p.n., extraída del condensador CON, cambios por ley. CON Al final del pulso de conmutación, el transistor se desbloquea y el condensador
Se descarga rápidamente (inversa) a través del emisor - colector de baja resistencia. Básico características de G.p.n.: amplitud del voltaje en diente de sierra, coeficiente. no linealidad y coeficiente utilizando el voltaje de la fuente de alimentación. Cuando en este esquema Duración del golpe hacia adelante t
p y la frecuencia del voltaje en diente de sierra están determinadas por la duración y la frecuencia de los pulsos de conmutación. La desventaja del G. p.n. es pequeño k mi 
en bajo 
. En G.p.n. con positivo Mediante retroalimentación de voltaje, el voltaje de salida en diente de sierra se suministra al circuito de carga como una fem de compensación. En este caso, la corriente de carga es casi constante, lo que proporciona valores de 1 y = 0,0140,02. G.p.n. Se utiliza para escanear en tubos de rayos catódicos con imanes eléctricos. deflexión del haz. Para obtener una deflexión lineal, es necesario un cambio lineal en la corriente en las bobinas de desviación. Para un circuito de bobina equivalente simplificado (Fig. 2, a), la condición de linealidad actual se cumple cuando se aplica un voltaje trapezoidal a los terminales de la bobina. Esta tensión trapezoidal (Fig. 2, b) se puede obtener de la Universidad Estatal de Educación y Ciencia. cuando se conecta al circuito de carga, se complementará. resistencia R d (mostrado en la Fig.1,
A
línea de puntos). Las bobinas de desviación consumen grandes corrientes, por lo que el generador de tensión trapezoidal se complementa con un amplificador de potencia.
Aquí tienes una selección de materiales:
El uso de análogos de transistores de un dinistor en generadores de relajación es típico, ya que para el cálculo y el funcionamiento preciso de este generador se requieren parámetros de dinistor estrictamente definidos. Algunos de estos parámetros para dinistores industriales tienen una gran difusión tecnológica o no están estandarizados en absoluto. Y hacer un análogo con parámetros estrictamente especificados no es difícil.
Se muestra la señal de diente de sierra que se muestra arriba. El tiempo de recuperación es siempre menor que el tiempo de barrido. Se produce una señal de diente de sierra cuando el tiempo de retorno llega a cero. La velocidad de barrido de las ondas en diente de sierra depende del condensador utilizado en el circuito. La velocidad de barrido está controlada por una resistencia colocada en el circuito.
La carga y descarga del condensador genera la señal que se muestra en la siguiente figura. El transistor proporciona una baja resistencia a través de la cual el condensador se descarga. El voltaje instantáneo y el voltaje de suministro se miden en voltios, el tiempo se mide en este último, la resistencia se mide en ohmios y un capacitor se mide en faradios.
Circuito generador de voltaje de rampa El generador de relajación se ve así: (A1)- generador de relajación basado en un tiristor de diodo (dinistor),
El término "diente de sierra" se refiere a la forma de onda y, por lo tanto, puede tener cualquier tiempo de subida o bajada siempre que la forma de onda mantenga la forma básica de la hoja de sierra. Generador piloto. es un circuito que genera una señal de hoja de sierra a partir de una entrada externa o de autooscilaciones, como en un oscilador de relajación. Un circuito diseñado para producir una función de diente de sierra tendrá una rampa lineal muy lenta que se eleva desde un estado estable hasta un pico. Cuando se alcanza el voltaje máximo de la rampa, el voltaje volverá al nivel inicial muy rápidamente.
Resistor R5 seleccionado pequeño (20 - 30 ohmios). Está diseñado para limitar la corriente a través del dinistor o transistores en el momento de su apertura. En los cálculos, descuidaremos la influencia de esta resistencia y asumiremos que el voltaje a través de ella prácticamente no cae y que el capacitor que la atraviesa se descarga instantáneamente.
Los parámetros del dinistor utilizados en los cálculos se describen en el artículo Características voltios-amperios del dinistor.
Funcionamiento de un circuito de transistores unipolares.
El tiempo de caída es mucho más corto que el tiempo de subida, pero no instantáneo, aunque parece igual en comparación con el tiempo de subida. El tiempo de caída también se conoce como flyback cuando la señal se utiliza como generador de barrido. El circuito funciona como un oscilador y desconecta la carga y descarga del condensador. Por supuesto, también puede hacer que la frecuencia sea variable agregando un recortador como configuración actual. La parte superior de la recortadora permanece conectada a la tensión de alimentación. Mientras que el otro extremo del recortador permanece desconectado como en la configuración.
[Tensión mínima de salida, V] =
[Tensión máxima de salida, V] =
Cálculo de la resistencia de la resistencia R4.
Para la resistencia R4, se deben cumplir dos relaciones:
[Resistencia R4, kOhmios] > 1.1 * ([Tensión de alimentación, V] - [Tensión de apagado del dinistor, V]) / [Corriente de mantenimiento, mA]
Esto es necesario para que el dinistor o su análogo quede bloqueado de forma segura cuando se descarga el condensador.
Este tiempo de carga es la rampa creciente del eje de diente de sierra, así como el tiempo de barrido en aplicaciones específicas. El tiempo de rampa depende de los valores de resistencia y condensador. El tiempo de caída es el tiempo necesario para que el condensador se descargue a través del transistor. El circuito de válvulas de vacío de la derecha es otro ejemplo de un circuito que genera una forma de onda en diente de sierra. Este circuito se utilizó como generador de barrido en un osciloscopio u otra pantalla. La parte de rampa o barrido de la salida se utiliza para mover el haz de electrones de izquierda a derecha a través de la pantalla, mientras que la parte de retroceso o retorno devuelve el haz a su punto inicial.
[Resistencia R4, kOhmios] Tensión de alimentación, V] - [ Tensión de desbloqueo del dinistor, V]) / (1.1 * [Corriente de desbloqueo, mA])
Esto es necesario para que el capacitor pueda cargarse al voltaje requerido para desbloquear el dinistor o su equivalente.
El coeficiente de 1,1 se eligió condicionalmente por el deseo de obtener una reserva del 10%.
Si estas dos condiciones entran en conflicto, significa que la tensión de alimentación del circuito para este tiristor se ha seleccionado demasiado baja.
Este circuito se utiliza como ejemplo para mostrar el tubo de vacío utilizado como generador de dientes de sierra y el segundo método para cambiar el tiempo de barrido. Se usa un interruptor para cambiar el tiempo de barrido, al igual que se usa una resistencia variable en el circuito encima de él.
Esta es una medida de tiempo basada en la cantidad de cambio de voltaje. Otra consideración importante es el uso de la parte lineal del tiempo de subida de los condensadores. Sólo la primera vez la constante es una rampa lineal o alguna lineal. A medida que el condensador puede cargarse más, el tiempo de carga se ralentiza cada vez más. Por supuesto, la rampa de la sierra es lineal en su tiempo de subida. Lo mismo se aplica al tiempo de descarga del condensador. Cuanto mayor sea el tiempo de descarga, menor será la descarga lineal.
Cálculo de la frecuencia del oscilador de relajación.
La frecuencia del generador se puede estimar aproximadamente a partir de las siguientes consideraciones. El período de oscilación es igual a la suma del tiempo de carga del capacitor hasta el voltaje de desbloqueo del dinistor y el tiempo de descarga. Acordamos suponer que el condensador se descarga instantáneamente. Entonces necesitamos estimar el tiempo de carga.
¿Podrías mostrarme cómo hacer un oscilador de diente de sierra de frecuencia variable? Una onda en diente de sierra se caracteriza por una inversión de voltaje lineal positiva acompañada de una caída brusca a cero. Una forma de generar una superficie en forma de diente de sierra es cargar lentamente un capacitor a través de una fuente de CC y luego descargarlo rápidamente, poniéndolo en cortocircuito.
Al repetir este proceso, se crea una onda en diente de sierra. Pero los suministros de CC pueden ser complicados, especialmente si desea personalizarlos. En lugar de una fuente de corriente constante, a menudo se utiliza una resistencia fija para limitar la corriente de carga del límite. Sin embargo, el voltaje a través del capacitor de carga usando una resistencia fija no es lineal. Pero eligiendo una sección de la curva que sea más o menos lineal, como muestran las líneas de puntos rojas, podemos crear un pseudopilos. El temporizador 555 es un oscilador astable que utiliza la carga y descarga de un condensador.
Segunda opción: R1- 1 kOhmio, R2, R3- 200 ohmios, R4- trimmer 3 kOhm (ajustado a 2,5 kOhm), Tensión de alimentación- 12V. Transistores- KT502, KT503.
Requisitos de carga del generador
Los generadores de relajación anteriores pueden funcionar con una carga que tenga una alta resistencia de entrada para que la corriente de salida no afecte el proceso de carga y descarga del condensador.
No es perfecto, pero es lo suficientemente bueno para la mayoría de los dispositivos electrónicos. Luego, la forma de onda se almacena y acondiciona. El banco de frecuencia cambia la frecuencia y el control de forma de onda ajusta la onda para que la parte superior e inferior de la forma de onda no queden recortadas.
Se puede generar una onda de rampa más lineal utilizando un contador digital con salidas ponderadas. Mire el generador de dientes de sierra en la Figura 3. ¿Se parece al número 3? Estas corrientes se suman en el amplificador operacional no inversor y en el nodo de salida como un voltaje.
[Resistencia de carga, kOhmios] >> [Resistencia de la resistencia R4, kOhm]
Hacemos un generador de funciones simple con nuestras propias manos.
Todo radioaficionado que fabrica o replica dispositivos radioelectrónicos, tarde o temprano se enfrenta a la necesidad de configurar y ajustar los productos ensamblados.
A su vez, el proceso de instalación presupone la disponibilidad de instrumentos de medición adecuados. Hoy en día, por supuesto, es posible adquirir instrumentos de medición fabricados industrialmente, ya que estos dispositivos están ahora ampliamente disponibles.
Pero los dispositivos simples se pueden fabricar usted mismo.
Llamamos su atención sobre una descripción de un generador de funciones simple que hice hace muchos años y que todavía se encuentra en excelentes condiciones de funcionamiento.
Un generador funcional es un generador de oscilación que opera en el rango de baja frecuencia (1Hz-100 kHz) y genera señales de salida de formas sinusoidales, rectangulares y triangulares. Una descripción de este generador de funciones se publicó en la revista Radio No. 6 en 1992.
Este generador simplifica enormemente la reparación de componentes y dispositivos de equipos de baja frecuencia. La apariencia del generador de funciones que hice.
El panel frontal muestra:
Interruptor de rango del generador;
Interruptor de modo de funcionamiento del generador;
Perilla para configurar la frecuencia de las oscilaciones generadas;
Regulador de nivel de voltaje de salida;
interruptor de encendido;
Toma de salida;
El generador de funciones propuesto tiene las siguientes características técnicas:
— rango de frecuencia generado 1 Hz-100 kHz, dividido en cinco subrangos:
1) 1Hz-10Hz;
2) 10Hz-100Hz;
3) 100 Hz-1 kHz;
4) 1 kHz-10 kHz;
5) 10 kHz-100 kHz;
— rango máximo de señales rectangulares -10 V;
— oscilación máxima de señales triangulares -6 V;
— rango máximo de señales sinusoidales -3,3 V;
Breve descripción del circuito generador de funciones.
El diagrama de circuito del generador de funciones se muestra a continuación:
El oscilador maestro está ensamblado sobre los elementos DD1.1, DD1.2, DD1.3. Se forman pulsos triangulares en la salida del elemento DD1.1. Los pulsos rectangulares son generados por un nodo en los elementos DD1.2, DD1.3.
El convertidor de señal triangular a sinusoidal se ensambla mediante los elementos VD1-VD6 y R10-R12.
Este generador proporciona "ruido blanco", cuya fuente es el diodo zener VD9. El voltaje del "ruido blanco" se amplifica a un nivel de 5 V mediante un amplificador basado en el elemento DD1.4.
La frecuencia de las oscilaciones generadas se establece mediante la resistencia variable R3.
Para controlar la frecuencia de las oscilaciones generadas por el generador funcional, utilicé un frecuencímetro, cuya descripción fue publicada en el folleto "Para ayudar al radioaficionado" No. 99. El circuito del frecuencímetro se modificó ligeramente: se agregó un dígito de indicación más y los indicadores luminiscentes del tipo IV-3 se reemplazaron por indicadores LED del tipo ALS314A. El frecuencímetro se aloja en la misma carcasa que el generador de funciones.
A continuación se muestra el diagrama esquemático del frecuencímetro, teniendo en cuenta las modificaciones anteriores: 
Por supuesto, hoy en día no es necesario "cercar" dicho frecuencímetro. Todo es mucho más sencillo y compacto en los microcontroladores. El diagrama se proporciona con fines informativos.
Es hora de comprobar el funcionamiento del generador.
Comprobamos la forma y amplitud de las vibraciones mediante un osciloscopio.
onda sinusoidal. La onda sinusoidal es pura y su frecuencia es de unos 1000 Hz. Los parámetros de los canales de desviación vertical y horizontal se muestran en la foto. 
Oscilaciones triangulares también tiene la forma correcta: 
Oscilación cuadrada no parece menos decente. El meandro es suave y claro, sin valores atípicos, con frentes pronunciados. 
Las características técnicas reales del generador de funciones corresponden prácticamente a las expuestas en el artículo del autor.
Un breve vídeo que demuestra el funcionamiento de la balanza digital del generador de funciones:
Puede ver claramente cómo se cuenta el número de pulsos.
Oscilador analógico con integrador pasivo(voltaje de diente de sierra) es un generador de baja frecuencia de señales repetidas que aumentan linealmente en el tiempo con un reinicio periódico a cero o un nivel mínimo. Consiste en un condensador con carga lineal proveniente de una fuente de voltaje constante y un amplificador de señal de salida. En la Fig. 2,51, R, el diagrama de cambio de señal se muestra en la Fig. 2,52, A.
Arroz. 2.51. Circuitos analógicos de bombas de gas: R- con integrador pasivo; con positivo Mediante retroalimentación de voltaje, el voltaje de salida en diente de sierra se suministra al circuito de carga como una fem de compensación. En este caso, la corriente de carga es casi constante, lo que proporciona valores de 1 y = 0,0140,02.- con integrador activo
Arroz. 2.52. Diagramas de conversión de señal por bombas de gas analógicas: R- con integrador pasivo; con positivo Mediante retroalimentación de voltaje, el voltaje de salida en diente de sierra se suministra al circuito de carga como una fem de compensación. En este caso, la corriente de carga es casi constante, lo que proporciona valores de 1 y = 0,0140,02.- con integrador activo
El condensador C1 se carga desde una fuente de alimentación de +15 V a través de la resistencia R3 de acuerdo con la ley exponencial:
La tensión en diente de sierra se restablece mediante el transistor VT1, que se desbloquea mediante el impulso de sincronización msi. La constante de tiempo del circuito de carga del condensador C1 se selecciona para utilizar la parte lineal de la función de cambio de voltaje de carga (R3C1
El desplazamiento negativo de la característica del amplificador DA1 (circuito de resistencia R4) proporciona compensación de caída de voltaje. SCH en la unión emisor-colector del transistor VT1. Amplitud de voltaje de rampa requerida UNJL se establece mediante la ganancia del amplificador de salida DA1. Se utilizan generadores similares en las unidades de control de fase BFU-535 (BUVIP-133) y BRF-176 (BURT-16) de las locomotoras eléctricas de CA VL85, VL80S.
Oscilador analógico con integrador activo diseñado para el control automático de un convertidor de voltaje de pulso de tiristor con modulación de ancho de pulso. El circuito de un generador impulsado por pulsos de reloj se muestra en la figura. 2,51, b, y el diagrama de cambios en sus señales se encuentra en la Fig. 2,52, b. El amplificador de entrada DA1 es un comparador con característica de conmutación inversa y polarización positiva. Cuando el voltaje de salida del comparador DA1 es positivo, el amplificador DA2 integra este voltaje generando una señal en diente de sierra. Cuando se aplica un pulso de reloj a la entrada inversora del amplificador DA1, su voltaje de salida cambia de un nivel positivo a un nivel negativo, restableciendo la señal de diente de sierra a un nivel cercano a cero.
El voltaje en la salida del amplificador DA2 aumenta linealmente en un nivel negativo, ya que el amplificador DA2 invierte la señal de entrada. La amplitud requerida del voltaje en diente de sierra se establece mediante el valor de la resistencia de entrada R5:
Cuando el pulso de voltaje de entrada del amplificador DA2 es negativo, el diodo VD1 cambia la resistencia de la resistencia de entrada a un pequeño valor R4-R5, en el cual la constante de tiempo del integrador disminuye significativamente, proporcionando un reinicio rápido del voltaje de salida. El diodo VD2 en la retroalimentación del amplificador DA2 limita el voltaje de salida al nivel de voltaje umbral del diodo. SCH.
Cuando la señal de entrada DA2 se cambia a un nivel positivo, la constante de tiempo del integrador cambia en una cantidad mayor cuando el voltaje de entrada excede el voltaje umbral de ambos diodos. En este caso, el voltaje de salida del generador salta en una cantidad de 2 t/ Q.
Generador de rampa digital Consiste en un contador de reloj de activación DD1, un convertidor digital a analógico en forma de divisor de voltaje de cadena de resistencia y un amplificador analógico de salida DA1. El circuito de un generador de voltaje de rampa digital de cuatro bits se muestra en la figura. 2.53.
Arroz. 2.53.
El diagrama de cambios en las señales del generador de voltaje en diente de sierra se muestra en la Fig. 2.54. Para cada ciclo del generador de impulsos de reloj -П-С, el voltaje de salida del amplificador DA1 aumenta discretamente en Vj6 del voltaje de salida máximo del amplificador DA1. Amplitud de voltaje de rampa requerida UNJL fijado por la ganancia del amplificador de salida DA1. El voltaje del diente de sierra se reinicia instantáneamente en el ciclo de reloj 16 cuando se reinicia el contador de activación DD1. Después de la puesta a cero, el proceso de aumento discreto.
Se repite la tensión de funcionamiento. Cambiar la frecuencia de las señales de voltaje en diente de sierra solo se puede hacer cambiando la frecuencia de las señales de reloj C suministradas a la entrada del generador.
Escaneo de cuadros. El generador maestro de voltaje en diente de sierra (Fig. 11.4) se ensambla mediante transistores. VT1 Y VT2. Cuando se activa la tensión de alimentación, los condensadores C1 Y C2 están cargando. Las corrientes fluyen a través de los circuitos básicos de los transistores, lo que lleva a los transistores al modo de saturación. Después de un tiempo, la corriente de carga de los condensadores disminuirá y alcanzará un valor en el que uno de los transistores saldrá de la saturación. Cambio de voltaje en el circuito colector del transistor. VT1 cerrará el transistor VT2. Como resultado, el condensador C1, incluido en el circuito OOS, se descargará lentamente a través del circuito colector del transistor VT1. Dado que la placa del condensador cargada negativamente C1 conectado a la base del transistor VT1, cuando se descarga el condensador, la corriente de base disminuye y, como resultado, se establece automáticamente una relación entre las corrientes del colector y de la base que es exactamente igual al coeficiente de transferencia de corriente del transistor. Durante todo el tiempo de descarga del condensador, la corriente y el voltaje de la base cambian ligeramente. Corriente a través de resistencias. R1 Y R2 permanece constante y no depende de los procesos que ocurren en el dispositivo. Por lo tanto, durante el funcionamiento hacia adelante, el generador tiene una OOS profunda, que mantiene una corriente de descarga del capacitor constante. C1, y, en consecuencia, alta linealidad del voltaje en diente de sierra. Dado que el coeficiente de transferencia de corriente del transistor cambia según el voltaje aplicado (en el momento inicial entre un 1 y un 2%), la no linealidad de la señal se caracterizará por el mismo valor. El proceso de descarga del capacitor se detiene ante voltajes en el colector que requieren un aumento significativo en la corriente de base para controlar la corriente del colector. El coeficiente de transferencia de corriente del transistor cae bruscamente. En este caso, basado en un transistor. VT2 La señal de cierre se reduce significativamente. Transistor VT2 se abre. Aparece un voltaje positivo en su colector, abriendo el transistor. Se produce un proceso similar a una avalancha. Ambos transistores están abiertos. El ciclo de trabajo se repite.
Arroz. 11.4
Los valores de los elementos que se muestran en el diagrama forman una señal de salida con una amplitud superior a 10 V y una frecuencia de 50 Hz. Las resistencias se utilizan para regular la amplitud de la señal de salida y su linealidad. R7 Y R8 respectivamente. Resistor R1 cambia la frecuencia del oscilador maestro.
Generador de señal bipolar en diente de sierra. El generador de rampa con pendiente ajustable (Fig. 11.5) consta de dos cadenas integradoras R5,C1 Y R2,C2 y un elemento de umbral construido sobre transistores VT1 Y VT2. Encendido basado en transistores VT2 Aparece una señal de 10 V a medida que se carga el condensador. C1 la tensión disminuye. En este momento, el voltaje en la base del transistor VT1 aumenta. Hay señales con diferentes flancos en diferentes extremos del potenciómetro. Cuando el voltaje en las bases del transistor VT1 Y VT2 se iguala, se abren y los condensadores se descargan. Después de esto, comenzará un nuevo ciclo de funcionamiento del generador. La pendiente de la señal de rampa de salida se puede ajustar en un amplio rango mediante un potenciómetro.
Arroz. 11.5
Arroz. 11.6
Generador controlable. El generador de señales en diente de sierra (Fig. 11.6, a) está construido según un circuito integrador con una constante de tiempo grande, que está determinada por la expresión t =h 21 mi do 1 b 4 donde h 21e es el coeficiente de transferencia de corriente del transistor VT1. Transistor VT1 se abre lentamente: condensador C1 incluido en el circuito OOS. El voltaje en el circuito colector disminuye. En algún momento el diodo se abre VD2 y desvía la entrada del transistor VT2. Transistor VT2 cierra. Para acelerar el proceso de cierre, se incluye una carga dinámica en su colector: un transistor. VT3. A través del emisor del transistor. VT3 condensador C1 Se carga rápidamente. Como resultado, se minimiza el movimiento inverso de la señal en diente de sierra. Su duración es inferior a 5 x. La duración de la señal de rampa se puede ajustar utilizando la corriente de base del transistor. VT1(Figuras 11.6,6).
Generador de señal de rampa en el integrador. El generador (Fig. 11.7) se basa en un integrador de transistores. El circuito integrado K122UD1 se utiliza como elemento de umbral y amplificación. El umbral de respuesta del microcircuito, igual a 3 V, se establece mediante un divisor. Rl, R2. Cuando se enciende la alimentación, el voltaje en el colector del transistor no puede cambiar abruptamente. La retroalimentación negativa a través de un capacitor genera una señal que aumenta linealmente en la salida. La constante de tiempo es igual a t=h 21E R 3 C 2, donde h 21E es el coeficiente de transferencia de corriente del transistor. Cuando el voltaje del colector alcance 3 V, el IC cambiará. El voltaje positivo en el pin 5 pasará a través del diodo y encenderá el transistor. El condensador se descargará C2. El colector volverá a potencial cero.
Arroz. 11.7
El circuito comenzará un nuevo ciclo de funcionamiento. Un circuito con los valores de los elementos indicados genera una señal de salida con una amplitud de 3 V, una tasa de repetición de 100 Hz y una duración del borde de salida de 0,1 ms.
Generador de señal bipolar disparado. Para obtener una señal de diente de sierra de alto voltaje en el generador (Fig. 11.8), se utilizan dos cascadas, en cuyas salidas se forman señales descendentes y ascendentes. Cada etapa consta de dos transistores. Transistores VT2 Y VT4 están descartando, un VT1 Y VT3- elementos activos en cuyos colectores se generan las señales de salida. Después de encender la alimentación, el voltaje en el colector del transistor VT3 no puede cambiar abruptamente. Esto lo evita OOS a través de un condensador. C2. El voltaje en el colector aumentará lentamente. La tasa de aumento de voltaje está determinada por la constante de tiempo t=L 2 1E Cz(Ru-(-+Rt), donde hzimi- coeficiente de transferencia de corriente del transistor. Resistor R7 es limitante. En otra cascada, en el primer momento aparece un voltaje de 100 V, luego el voltaje disminuye y tiende a cero. Restablecimiento del voltaje del colector de transistores VT1 ocurre en el momento en que llega el pulso de entrada. En este momento se abre el transistor. VT4. Señal de pulso del condensador C4 va a la base del transistor VT2 y lo abre. Se produce un reinicio simultáneo del condensador. C1 Y C2.
Arroz. 11.8
Generador de rampa con linealidad ajustable. El generador (Fig. 11.9) se basa en el principio de cargar un condensador. C2 corriente estabilizada. El estabilizador de corriente está construido sobre un transistor. VT2. Señal del condensador C2 va a la entrada del seguidor del emisor. Cuando se forma una señal en diente de sierra, el voltaje a través del capacitor aumenta. Simultáneamente con el aumento de voltaje a través del capacitor, aumenta la corriente de base del transistor. VT3. Como resultado, el condensador no se carga con una corriente constante, como lo requiere un aumento lineal de voltaje, sino con una corriente que disminuye con el tiempo. La carga del condensador se ve afectada por la impedancia de entrada del seguidor del emisor. Para obtener un voltaje en diente de sierra, es necesario compensar la corriente base del transistor. Esto se puede lograr mediante un circuito OS que conecta los emisores de los transistores. VT2 Y VT3. A medida que aumenta la señal de salida del seguidor de emisor, aumenta la corriente de emisor del transistor. VT2. Cambiar la resistencia de la resistencia. R9 En el circuito del sistema operativo, podemos lograr una forma de onda de salida creciente o decreciente.
Arroz. 11.9
Para descargar el condensador, el circuito utiliza un generador de bloqueo. Mientras el condensador se carga, el diodo está cerrado por la tensión de alimentación. Cuando el transistor VT1 abierto, condensador C2 se descarga a través de un diodo VD1. La amplitud de la señal de salida está controlada por una resistencia. R5, y la frecuencia es una resistencia R1. La amplitud máxima es de 15 V.