Nejjednodušší generátor zvukové frekvence. Generátor signálu: DIY generátor funkcí Jak vyrobit tónový krystalový oscilátor

Je lepší nevysvětlovat, ale vidět vše najednou:

Legrační hračka, že? Ale vidět je jedna věc a dělat to sama je druhá, takže začněme!

Schéma zařízení:

Když se změní odpor mezi body PENCIL1 a PENCIL2, syntezátor produkuje melodii různých tónů. Části označené * lze vynechat. Místo tranzistoru T1 je vhodný KT817; BC337, místo Q1 - KT816; BC327. Vezměte prosím na vědomí, že pinout tranzistorů originálu a analogů se liší. Hotový plošný spoj si můžete stáhnout na webu autora.

Obvod sestavím velmi kompaktně (což začátečníkům nedoporučuji) na prkénku, proto uvádím svou verzi rozložení obvodu:

Na druhou stranu vše vypadá méně úhledně:

Jako pouzdro použiji tlačítko z přepěťové ochrany:

V těle:

Upevnil jsem reproduktor a korunkový kontaktní blok na horké lepidlo:

Kompletní zařízení:

Také jsem narazil na zjednodušené schéma:

V principu je vše při starém, jen skřípání bude tišší.

Závěry:

1) Je lepší použít tužku 2M (dvojitá měkká), kresba bude vodivější.

2) Hračka je zajímavá, ale po 10 minutách unavená.

3) Jakmile je hračka unavená, můžete ji použít k jiným účelům - zazvonit obvod, zjistit přibližný odpor sluchem.

A na závěr ještě jedno zajímavé video:

Nízkofrekvenční generátory (LFG) se používají k získání netlumených periodických oscilací elektrického proudu ve frekvenčním rozsahu od zlomků Hz do desítek kHz. Takové generátory jsou zpravidla zesilovače pokryté kladnou zpětnou vazbou (obr. 11.7, 11.8) prostřednictvím řetězců fázového posunu. Pro realizaci tohoto zapojení a vybuzení generátoru jsou nutné následující podmínky: signál z výstupu zesilovače musí být přiveden na vstup s fázovým posunem 360 stupňů (nebo jeho násobkem, tj. 0, 720 , 1080 atd. stupňů) a samotný zesilovač musí mít určitou rezervu zisku, KycMIN. Protože podmínku optimálního fázového posunu pro vznik generování lze splnit pouze na jedné frekvenci, je právě na této frekvenci buzen zesilovač s kladnou zpětnou vazbou.

Pro fázový posun signálu se používají RC a LC obvody, navíc samotný zesilovač zavádí do signálu fázový posun. Pro získání kladné zpětné vazby v generátorech (obr. 11.1, 11.7, 11.9) byl použit dvojitý RC můstek ve tvaru T; v generátorech (obr. 11.2, 11.8, 11.10) - Wienův můstek; v generátorech (obr. 11.3 - 11.6, 11.11 - 11.15) - RC řetězy s fázovým posunem. U generátorů s RC řetězy může být počet článků poměrně velký. V praxi, pro zjednodušení schématu, počet nepřesahuje dva nebo tři.

Výpočtové vzorce a poměry pro stanovení hlavních charakteristik RC-generátorů sinusových signálů jsou uvedeny v tabulce 11.1. Pro usnadnění výpočtu a zjednodušení výběru dílů byly použity prvky se stejnými hodnoceními. Pro výpočet generační frekvence (v Hz) se hodnoty odporu vyjádřené v Ohmech dosadí do vzorců a kapacity - ve Faradech. Například určme generovací frekvenci RC oscilátoru pomocí tříčlánkového RC obvodu s kladnou zpětnou vazbou (obr. 11.5). Při R \u003d 8,2 kOhm; C \u003d 5100 pF (5,1x1SG9 F) bude pracovní frekvence generátoru rovna 9326 Hz.

Tabulka 11.1

Aby poměr odporově-kapacitních prvků generátorů odpovídal vypočteným hodnotám, je velmi žádoucí, aby vstupní a výstupní obvody zesilovače pokrytého kladnou zpětnovazební smyčkou tyto prvky neposunovaly a neovlivňovaly jejich hodnota. V tomto ohledu je pro stavbu generátorových obvodů vhodné použít zesilovací stupně s vysokým vstupním a nízkým výstupním odporem.

Na Obr. 11.7, 11.9 ukazuje "teoretická" a jednoduchá praktická schémata generátorů využívajících dvojitý T-můstek v obvodu kladné zpětné vazby.

Generátory Wienského můstku jsou znázorněny na Obr. 11,8, 11,10 [R 1/88-34]. Jako ULF byl použit dvoustupňový zesilovač. Amplitudu výstupního signálu lze nastavit potenciometrem R6. Pokud chcete vytvořit generátor s Wienovým můstkem, frekvenčně laditelným, v sérii s odpory R1, R2 (obr. 11.2, 11.8) zařaďte duální potenciometr. Frekvenci takového generátoru lze řídit také výměnou kondenzátorů C1 a C2 (obr. 11.2, 11.8) za dvojitý proměnný kondenzátor. Protože maximální kapacita takového kondenzátoru málokdy překročí 500 pF, je možné ladit generační frekvenci pouze v oblasti dostatečně vysokých frekvencí (desítky, stovky kHz). Stabilita frekvence generování v tomto rozsahu je nízká.

V praxi se pro změnu generační frekvence takových zařízení často používají spínané sady kondenzátorů nebo rezistorů a ve vstupních obvodech se používají tranzistory s efektem pole. Ve všech výše uvedených obvodech nejsou (pro zjednodušení) žádné stabilizační prvky výstupního napětí, i když u generátorů pracujících na stejném kmitočtu nebo v úzkém rozsahu jeho ladění není jejich použití nutné.

Obvody generátoru sinusových signálů pomocí tříčlánkových fázově posunutých RC řetězců (obr. 11.3)

znázorněno na Obr. 11.11, 11.12. Generátor (obr. 11.11) pracuje na frekvenci 400 Hz [R 4/80-43]. Každý z prvků tříčlánkového RC řetězu s fázovým posunem zavádí fázový posun o 60 stupňů, u čtyřčlánku o 45 stupňů. Jednostupňový zesilovač (obr. 11.12), vyrobený podle schématu se společným emitorem, zavádí fázový posun o 180 stupňů nutný pro vznik generace. Všimněte si, že generátor podle obvodu na Obr. 11.12 je funkční při použití tranzistoru s vysokým převodovým poměrem proudu (obvykle přes 45 ... 60). Při výrazném poklesu napájecího napětí a neoptimální volbě prvků pro nastavení režimu tranzistoru pro stejnosměrný proud dojde k výpadku generování.

Zvukové generátory (obr. 11.13 - 11.15) jsou podobné konstrukce jako generátory s fázově posunutými RC řetězy [Рl 10/96-27]. Díky použití indukčnosti (telefonní kapsle TK-67 nebo TM-2V) místo jednoho z odporových prvků řetězce fázového posunu však pracují s menším počtem prvků a ve větším rozsahu změn napájecího napětí .

Zvukový generátor (obr. 11.13) je tedy funkční při změně napájecího napětí v rozmezí 1 ... 15 V (spotřeba proudu 2 ... 60 mA). V tomto případě se generační frekvence změní z 1 kHz (upit = 1,5 V) na 1,3 kHz při 15 V.

Zvukový indikátor s externím ovládáním (obr. 11.14) funguje také při 1) napájení=1...15 V; generátor se zapíná / vypíná aplikací logických úrovní jedna / nula na jeho vstup, které by také měly být v rozmezí 1 ... 15 V.

Zvukový generátor lze vyrobit i podle jiného schématu (obr. 11.15). Frekvence jeho generace se pohybuje od 740 Hz (spotřeba proudu 1,2 mA, napájecí napětí 1,5 V) do 3,3 kHz (6,2 mA a 15 V). Generační frekvence je stabilnější, když se napájecí napětí mění v rozmezí 3 ... 11 V - je 1,7 kHz ± 1 %. Ve skutečnosti se tento generátor již nevyrábí na RC, ale na LC prvcích, navíc je jako indukčnost použito vinutí telefonní kapsle.

Nízkofrekvenční generátor sinusových kmitů (obr. 11.16) je sestaven podle "kapacitního tříbodového" schématu charakteristického pro LC generátory. Rozdíl spočívá v tom, že jako indukčnost je použita cívka telefonní kapsle a rezonanční frekvence je v rozsahu zvukových vibrací díky výběru kapacitních obvodových prvků.

Další nízkofrekvenční kaskádový LC oscilátor je na Obr. 11,17 [R 1/88-51]. Jako indukčnost lze použít univerzální nebo mazací hlavy z magnetofonu, vinutí tlumivek nebo transformátorů.

RC generátor (obr. 11.18) je realizován na tranzistorech s efektem pole [Рl 10/96-27]. Podobné schéma se obvykle používá při konstrukci vysoce stabilních LC oscilátorů. Ke generování dochází již při napájecím napětí přesahujícím 1 V. Při změně napětí z 2 na 10 6 se frekvence generování sníží z 1,1 kHz na 660 Hz, resp. odběr proudu se zvýší ze 4 na 11 mA. Impulzy s frekvencí od jednotek Hz do 70 kHz a vyšší lze získat změnou kapacity kondenzátoru C1 (z 150 pF na 10 μF) a odporu rezistoru R2.

Výše uvedené generátory zvuku lze použít jako ekonomické indikátory stavu (zapnuto/vypnuto) součástí a bloků radioelektronických zařízení, zejména světelných diod, pro výměnu nebo zdvojení světelné indikace, pro nouzovou a poplachovou indikaci atd.

Literatura: Shustov M.A. Praktický obvod (kniha 1), 2003

Tento článek popisuje jednoduchý generátor zvukové frekvence, jinými slovy, výškový reproduktor. Obvod je jednoduchý a skládá se pouze z 5 prvků, kromě baterie a tlačítka.

Popis okruhu:
R1 nastavuje offset na základní VT1. A pomocí C1 je poskytována zpětná vazba. Reproduktor je zátěžový VT2.

Shromáždění:
Takže potřebujeme:
1) Doplňkový pár 2 tranzistorů, tedy jeden NPN a jeden PNP. Vyhovují téměř všechny nízkopříkonové, například KT315 a KT361. Použil jsem to, co bylo po ruce - BC33740 a BC32740.
2) Kondenzátor 10-100nF, použil jsem 47nF (označení 473).
3) Trimrový odpor asi 100-200 kOhm
4) Jakýkoli reproduktor s nízkým výkonem. Můžete použít sluchátka.
5) Baterie. Možné je téměř cokoliv. Prst, nebo korunka, rozdíl bude pouze ve frekvenci výroby a výkonu.
6) Malý kousek fóliového laminátu, pokud plánujete dělat vše na desce.
7) Tlačítko nebo přepínač. Použil jsem tlačítko z čínského laserového ukazovátka.

Tak. Shromažďují se všechny podrobnosti. Začněme vyrábět desku. Jednoduchou desku pro povrchovou montáž jsem vyrobil mechanicky (tedy pomocí řezačky).

Vše je tedy připraveno k montáži.

Nejprve namontujeme hlavní komponenty.

Poté připájeme napájecí vodiče, baterii s tlačítkem a reproduktor.

Video ukazuje činnost obvodu z 1,5V baterie. Ladicí rezistor mění generační frekvenci

Seznam rádiových prvků

E. KUZNĚCOV, Moskva
Rozhlas, 2002, č. 5

Tónové impulsy lze použít ke kontrole dynamického výkonu měřičů a nivelátorů, stejně jako zařízení pro potlačení hluku. Při studiu zesilovacích a akustických zařízení se bude hodit i stojan s generátorem tónových pulzů.

Linearitu frekvenční odezvy a přesnost odečtů hladinoměrů lze snadno zkontrolovat pomocí běžného generátoru audio signálu, ale pro kontrolu jejich dynamických parametrů je zapotřebí generátor tónových impulzů (TPG). Takové generátory nabízené radioamatéry často nevyhovují normám, kde je frekvence sinusového signálu v impulsech brána jako 5 kHz pro kontrolu hladinoměrů (DUT) a začátek a konec impulsů se shoduje s přechody signálu. přes "nulu".

Podobné problémy vznikají při nastavování autoregulátorů úrovně audio signálu. Doba spouštění 0,3...2 s je dobře vidět na obrazovce osciloskopu, ale doba odezvy omezovače (limiteru) nebo kompresoru může být kratší než 1 ms. Pro měření a pozorování přechodových jevů v audio zařízení je vhodné použít GTI. V tomto případě je žádoucí změnit frekvenci plnění pulzů pomocí externího laditelného generátoru. Například při pracovním cyklu 10 kHz je trvání jedné periody 0,1 ms a při pozorování provozního procesu není určení provozní doby obtížné. Zvukové impulsy z výstupu GTI by měly mít rozdíl úrovní 10 dB.

V zahraniční literatuře se obvykle navrhuje měřit dobu odezvy při prudkém zvýšení úrovně signálu o 6 dB nad normalizovanou hodnotu, ale reálné signály mají výrazně větší rozdíl úrovní. Použití takové techniky často vysvětluje „klikání“ importovaných automatických ovládacích prvků úrovně. Navíc téměř v každém generátoru zvuku můžete poskočit úroveň o 10 dB, použití takového rozdílu úrovně je vhodné pro pozorování. Proto je v tuzemské praxi zvykem měřit dynamické parametry autoregulátorů při změně hladin o 10 dB.

Bohužel spínače úrovně signálu mnoha generátorů v okamžiku sepnutí dávají krátkodobý napěťový ráz a není možné je použít k měření doby odezvy, protože autoregulátor "zhasne". V tomto případě může být GTI velmi užitečné.

Většina radioamatérů musí taková měření provádět jen zřídka a je vhodné takové zařízení zařadit do měřícího stojanu s více funkcemi. Jeho přední panel obsahuje spínací prvky, které jsou velmi vhodné pro připojení měřicích přístrojů a přizpůsobitelného vybavení. Na Obr. 1 ukazuje přibližné umístění konektorů (svorek nebo zásuvek) a spínačů. Tyto spínací obvody znázorňuje pracovní schéma (obr. 2).

Schéma zařízení

Klikněte na obrázek pro zvětšení (otevře se v novém okně)

Vstupní zásuvky Х1 ("ВХ.1") a Х2 ("ВХ.2") jsou určeny pro připojení vstupů regulovatelného zařízení. Páčkové přepínače SA1 a SA2 umožňují při měření úrovně integrovaného šumu připojit vstupy ke konektorům X2 a X3 nebo je uzavřít na společný vodič. Ve srovnání s tlačítky poskytují přepínače vizuálnější představu o tom, jak jsou vstupy připojeny. K centrálním zásuvkám X2 a XZ je připojen generátor audio frekvence a voltmetr pro ovládání vstupního napětí. Konektory X5 a X8 jsou určeny pro připojení výstupů nastavitelných zařízení. Jeden z výstupů lze připojit pákovým přepínačem SA3 na konektory X6 a X7 pro měřicí přístroje. Při nastavování audio zařízení je vhodné použít nelineární měřič zkreslení a osciloskop.

Pro spínací obvody nejsou potřeba žádné napájecí zdroje, proto je při takovém spínání velmi vhodné kontrolovat různá zařízení.

Pokud je dvojitý páčkový přepínač SA4 (obr. 1) v poloze "POST", je signál s konstantní úrovní přiváděný na X2, X3, v závislosti na poloze páčkových přepínačů SA1 nebo SA2, přiveden na konektory X1. , X4 ke vstupům testovaného zařízení. Pokud přesunete SA4 do horní polohy, pak signál z generátoru půjde na vstupy 1 a 2 přes obvody GTI. V tomto případě musí být stojan připojen k síti 220 V AC.

Vypínač SA5 je umístěn na zadním panelu a na předním panelu jsou zobrazeny pouze LED diody HL1, HL2 (indikace "+" a "-") signalizující přítomnost bipolárního napájecího napětí ╠15 V.

Pro vytváření tónových impulsů se používá elektronický spínač DA4. Na pinech 16 a 4 se hodnota napětí signálu mění z normalizované hodnoty na nulu a na pinech 6, 9 se nastavuje rozdíl úrovní při nastavování proměnným rezistorem R15. Režim se volí pomocí přepínače SA9.

Signál pulzního plnicího tónu přichází z generátoru do elektronického spínače přes vyrovnávací operační zesilovač DA1.1. Druhý operační zesilovač DA1.2 se používá jako komparátor, který vysílá synchronizační signál pro začátek pulsu, když signál plnění prochází "nulou". Impulzy z komparátoru jsou přiváděny na hodinový vstup D-klopného obvodu DD2. Vstup D (pin 9) přijímá impuls z jediného vibrátoru namontovaného na druhém spouštěči DD2.

Délka pulsu se mění pomocí přepínače SA8.2, který mění odpor v nabíjecím obvodu C15 připojeném ke vstupu R (pin 4) jednorázovky. K nastavení délky pulzu postačí běžný osciloskop. Jednovibrátor se spouští signály přicházejícími z generátoru pravoúhlých impulsů na invertorech DD1.1 ≈ DD1.3, nebo v manuálním režimu tlačítkem SA6 "START". Pokud je přepínač SA7 nastaven do polohy "AUTO", nastavuje se pracovní cyklus (perioda) impulsů pomocí proměnného rezistoru R11 "SLE".

Je velmi obtížné pozorovat přechodové procesy na obrazovce osciloskopu s délkou tónového impulsu 3 ms a velkým pracovním cyklem. Úloha je zjednodušena pro osciloskopy, které mají externí spoušť v pohotovostním režimu. Pro jejich synchronizaci na zadním panelu stojanu je zobrazena zásuvka X9 "SYNCHR.". Spouštěcí impuls je aplikován na elektronický klíč s určitým zpožděním vzhledem k synchronizačnímu impulsu, určeném volbou parametrů R13, C13.

Vysoká úroveň, při které elektronický spínač DA4 předává tónový signál, se objeví s kladným poklesem napětí z komparátoru po objevení se impulzu z jednorázového impulzu a končí po skončení tohoto impulzu (s dalším poklesem signálu z komparátoru ). Začátek tónového impulsu se tedy shoduje s přechodem plnícího signálu přes "nulu" a je splněn požadavek na generování celočíselného počtu period. Při poloze přepínače SA8 "U Out" je napětí na řídicím vstupu DA4 nulové a můžete nastavit výstupní napětí generátoru odpovídající nominální vstupní úrovni. V poloze přepínače SA8 "STROKE." čip DA4 je řízen napětím přicházejícím přímo z generátoru hodin. Jeho spínací frekvence je nastavena proměnným rezistorem R11.

Po elektronickém spínači jsou přes opakovač DA1.3 a pákové spínače SA1 a SA2 přiváděny tónové impulsy na vstupy laditelného zařízení. Zařízení dále disponuje invertorem DA1.4 a přepínačem SA10, kterým lze měnit fázi signálu na jednom ze vstupů vůči druhému. Takový invertor je potřeba například při kontrole společných signálů ve stereo systémech, v reproduktorech, ale může být užitečnější sestavit na tomto operačním zesilovači vestavěný tónový generátor podle obvodu znázorněného na Obr. . 3. V takovém generátoru je snadné získat Kg méně než 0,2 % a pro mnoho testů lze upustit od použití externího generátoru pro lavici.

Pro testování hladinoměrů je třeba připojit vstupy dvou kanálů (u stereometrů) k odpovídajícím vstupním konektorům. Poté v poloze "U Vyx" přepínače SA8 nastavte na výstupu generátoru normalizovanou hodnotu úrovně signálu s F = 5 kHz a zkontrolujte odečty obou kanálů elektroměru. Například v hladinoměru by se současně měly rozsvítit LED odpovídající hodnotě "0 dB" a chyba stupnice by zde neměla přesáhnout 0,3 dB. Přepínač SA9 je nastaven na "-80 dB". Poté se přepínač SA8 přepne střídavě do poloh "10 ms", "5 ms" a "3 ms" a zkontroluje se soulad s údaji zkoušeného zařízení. Nastavení "200 ms" SA8 slouží k testování průměrných hladinoměrů, které bohužel ve vybavení domácností převažují.

Aby bylo možné přesně řídit hodnotu doby návratu, nastavuje proměnný rezistor R11 ("RMS") frekvenci signálů generátoru obdélníkových impulzů, při které ihned po zhasnutí LED odpovídá hodnotě -20 dB na stupnici DUT , bude následovat další pulz. Pak není těžké určit periodu signálů pomocí osciloskopu. Zhasnutí LED v obou kanálech musí nastat synchronně.

Při kontrole dynamických parametrů autoregulátorů úrovně signálu se používá poloha "-10 dB" přepínače SA9. Vstupy a výstupy jsou připojeny k příslušným konektorům. Výstupy kanálů jsou sledovány postupně, ačkoli u dvoukanálového osciloskopu nic nebrání tomu, aby byly oba výstupy sledovány současně. Na výstupu generátoru audio frekvence, když je přepínač SA8 v poloze "U Out", je nastaven signál s úrovní o 10 dB vyšší, než je normalizovaná hodnota. Potom přepněte SA8 na pulzy libovolné délky a přepněte SA7 ≈ do polohy "MANUAL". Klíč zůstává vypnutý a umožňuje ovládat napětí na konektorech X1 a X2, které musí odpovídat normalizované hodnotě. Potom se pomocí spínače SA7 GTI přepne do automatického režimu provozu a po zvolení požadované doby trvání impulsu a pracovního cyklu jsou na výstupu autoregulátoru pozorovány přechodné procesy. Pokud osciloskop běží v režimu spánku spouštěném hodinami, je snadné určit dobu vypnutí a přítomnost šumu nebo překmitu.

GTI používá čtyři čipy a proudová spotřeba je velmi nízká. To umožňuje místo integrovaných stabilizátorů použít jednoduché parametrické regulátory napětí na zenerových diodách. Na druhou stranu, instalací výkonnějších integrovaných stabilizátorů DA2, DA3 řady DA7815 a DA7915 je lze použít k napájení práhových desek vlastních zařízení umístěním dalšího konektoru na zadní panel (nezobrazeno na obrázku). Mikroobvody poskytují ochranu proti zkratům, které nejsou při experimentech neobvyklé.

Přední panel stojanu má rozměry 195x65 mm. Tělo stojanu je vyrobeno z oceli.

Pro připojení testovaného zařízení jsou vhodné zásuvkové svorky typu ZMP. Kromě nich, v závislosti na testovaném zařízení, je možné na panel zkušební stolice instalovat konektory příslušného designu, například tulipán, jack, ONTS-VG nebo jiné zásuvky.

Dvojitý pákový přepínač SA4 ≈ PT8-7, P2T-1-1 nebo podobný. Switch SA2 ≈ sušenka PG2-8-6P2NTK. Tlačítko SA6 "START" může být libovolného typu bez upevnění, například KM1-1.

Čip DA2 K590KN7 lze nahradit podobným funkčním účelem. Jako DA1 můžete použít čip se čtyřmi operačními zesilovači typu LF444, TL084, TL074 nebo K1401UD4.

Montáž desky zařízení ≈ potištěné nebo zavěšené na prkénku na krájení.

Stojan s GTI lze použít pro testování systémů redukce šumu kompanderu, dynamických filtrů a dalšího zvukového vybavení.

LITERATURA
1. E. Kuzněcov. Měřiče úrovně zvuku. - Rozhlas, 2001, č. 2, s. 16, 17.
2. Čipy pro domácí rádiová zařízení. Adresář. - M.: Rozhlas a komunikace, 1989.
3. Turuta J. Operační zesilovače. Adresář. - M.: Patriot, 1996.

Rádio 1987, č. 5

Vícehlasé EMP s generátorem jediného tónu se již osvědčily jako spolehlivá a praktická zařízení. Jejich schopnosti však často nejsou plně realizovány kvůli zvláštnostem generátorů, které se v nich používají. Tónový generátor je zpravidla postaven na bázi vysoce stabilního křemenného rezonátoru nebo RC obvodů. V tomto případě je elektronické řízení frekvence buď vyloučeno, nebo extrémně obtížné.

Níže popsané zařízení je napěťově řízený tónový generátor. Řídící signál je převzat z různých ovladačů a EMP ovladačů. Mohou to být generátory frekvenčního vibrata, generátory obálek (pro automatickou změnu ladění), regulátory glissando (ladící skluz) s ručním nebo nožním (pedálovým) ovládáním.

Mezi vlastnosti generátoru patří vysoká pracovní frekvence. Použití digitálního mikroobvodu umožnilo realizovat relativně jednoduchý a levný VCO s pracovní frekvencí až 7,5 ... 8 MHz (obr. 1). Pro většinu digitálních tónových generátorů se stejně temperovanou hudební stupnicí, která se obvykle skládá z 12 stejných čítačů s různými intervalovými převodními faktory, je vyžadována hodinová (vedoucí) frekvence v rozsahu 1 ... 4 MHz. Proto musí být charakteristiky generátoru takové, aby poskytovaly potřebnou linearitu v rámci těchto frekvenčních limitů.

Princip činnosti generátoru je založen na vytváření pulzů regulovaných v trvání dvěma identickými napěťově řízenými tvarovači uzavřenými v prstenci. Útlum pulsu na výstupu jednoho tvarovače tedy způsobí výskyt čela dalšího pulsu na výstupu dalšího atd. Činnost zařízení je znázorněna časovými diagramy znázorněnými na Obr. 2. Do okamžiku t 0 je řídicí napětí nulové. To znamená, že v bodech A a B byl vytvořen signál s úrovní logické 0, protože odcházející vstupní proud prvků DD1.1 a DD1.2 (nepřesahuje cca 1,6 mA) je uzavřen na společný vodič. odpory R1 a R2 a malý výstupní řídicí odpor zdroje napětí. Výstup měničů DD1.1 a DD1.2 je v tuto chvíli úroveň 1, takže RS-trigger na prvcích DD1.3 a DD1.4 bude nastaven libovolně do jednoho ze stabilních stavů. Pro definitivnost předpokládejme, že na přímém (podle schématu horním) výstupu je nastaven signál 1 a na inverzním 0.

Když se na řídicím vstupu objeví určité kladné napětí v čase t 0, bude přes odpory R1 a R2 protékat proud. V tomto případě v bodě A zůstane napětí blízké nule, protože proud přes rezistor R1 teče do společného vodiče přes nízký odpor diody VD1 a výstupní obvod prvku DD1.4. V bodě B se napětí zvýší, protože dioda VD2 je uzavřena vysokou úrovní z výstupu prvku DD1.3. Proud rezistorem R2 nabije kondenzátor C2 na 1,1 ... 1,4 V v čase závislém na jeho kapacitě, odporu rezistoru R2 a hodnotě řídicího napětí. S nárůstem U ynp se zvyšuje rychlost nabíjení kondenzátoru a nabíjí se na stejnou úroveň za kratší dobu.

Jakmile napětí v bodě B dosáhne prahu sepnutí prvku DD1.2, nastaví se jeho výstup na úroveň 0, čímž dojde k přepnutí klopného obvodu RS. Nyní bude mít přímý výstup úroveň 0 a inverzní bude mít úroveň 1. To povede k rychlému vybití kondenzátoru C2 a poklesu napětí a kondenzátor C1 se začne nabíjet. V důsledku toho se spoušť znovu přepne a celý cyklus se bude opakovat.

Zvýšení řídicího napětí (časová perioda t 1 ... t 2, obr. 2) vede ke zvýšení nabíjecího proudu kondenzátorů a snížení doby kmitání. Takto je řízena frekvence kmitání generátoru. Výsledný vstupní proud prvků TTL se přičítá k proudu zdroje řídicího napětí, což umožňuje rozšířit limity řídicího signálu, protože s vysokým odporem rezistorů R1 a R2 lze udržet generování i při U ynp =0. Tento proud se však vyznačuje teplotní nestabilitou, která ovlivňuje stabilitu generační frekvence. Do určité míry je možné zvýšit teplotní stabilitu generátoru použitím kondenzátorů C1 a C2 s kladným TKE, které budou kompenzovat nárůst nekontrolovaného výstupního vstupního proudu prvků DD1.1 a DD1.2 při změny teploty.

Doba kmitání závisí nejen na odporu rezistorů R1 a R2 a kapacitě kondenzátorů C1 a C2, ale také na mnoha dalších faktorech, takže přesné posouzení periody je obtížné. Pokud zanedbáme časová zpoždění signálů v prvcích DD1.1-DD1.4 a vezmeme hodnotu jejich logického napětí 0, stejně jako prahové napětí diod VD1 a VD2 rovné nule, pak činnost generátor lze popsat výrazem: T 0 \u003d 2t 0 \u003d 2RC * ln ( (I e R + U řízení) / (I e R + U řízení -U sp)), získané na základě řešení diferenciálu rovnice:

dUc / dt \u003d I e / C + (ovládání U -Uc) / (RC),

kde R a C jsou jmenovité hodnoty časovacích obvodů; Uc - napětí na kondenzátoru C; Usp - maximální (prahová) hodnota napětí Uc; U ynp - řídicí napětí; I e - průměrná hodnota vstupního výstupního proudu prvku TTL; t 0 - trvání impulsu; T 0 - perioda oscilace. Výpočty ukazují, že první z těchto vzorců velmi přesně souhlasí s experimentálními daty při Uynp>=Usp, přičemž byly zvoleny průměrné hodnoty: I e =1,4 mA; Usp = 1,2 V. Navíc na základě analýzy stejné diferenciální rovnice můžeme dojít k závěru, že

(kontrola I e R + U) / (kontrola I e R + U -Usp)> 0,

tj. pokud I e R/(I e R-Usp)>0, pak je zařízení funkční, když Uynp≥0; Tento závěr je potvrzen experimentálním ověřením zařízení. Nicméně největší stability a přesnosti provozu VCO lze dosáhnout s Ucontrol ≥ Usp = 1,2...1,4 V, tj. ve frekvenčním rozsahu 0,7...4 MHz.

Praktické zapojení tónového generátoru pro polyfonní EMR nebo EMC je znázorněno na Obr. 3. Limity provozní frekvence (při řízení U ≥ 0,55...8 V) - 0,3...4,8 MHz. Nelinearita regulační charakteristiky (při frekvenci v rozmezí 0,3 ... 4 MHz) nepřesahuje 5 %.

Na vstup 1 je přiváděn signál z generátoru obálek pro automatické řízení skluzu zvukové frekvence. Mírnou modulační hloubkou (5 ... 30 % tónu) je dosaženo imitace odstínů zvuku baskytary, ale i jiných drnkacích a bicích nástrojů, u kterých je výška intonace zvuky v okamžiku, kdy jsou extrahovány, se mírně odchyluje od normy (obvykle se prudce zvyšuje během ataku zvuku a poté rychle klesá na svou normální hodnotu).

Vstup 2 je napájen konstantním řídicím napětím z ručního nebo pedálového ovladače glissando. Tento vstup slouží pouze k úpravě nebo změně (transpozici) tóniny v rámci dvou oktává, stejně jako k posouvání po výšce akordů nebo tónových zvuků, které imitují například témbr klarinetu, pozounu nebo hlasu.

Vstup 3 je napájen z vibrátového generátoru se sinusovým, trojúhelníkovým nebo pilovým signálem. Proměnný rezistor R4 reguluje úroveň vibrata v rozmezí 0 ... + -0,5 tónů, stejně jako úroveň frekvenční odchylky až + -1 oktáva nebo více při sepnutém spínači SA1. Při vysoké modulační frekvenci (5 ... 11) Hz) a hloubce + -0,5 ... 1,5 oktávy ztrácejí tónové zvuky své hudební kvality a získávají charakter šumového signálu připomínajícího tupý řev nebo šustění lopatek ventilátoru. . S nízkou frekvencí (0,1...1 Hz) a stejnou hloubkou je dosaženo velmi barevného a výrazného efektu, podobného „plovoucímu“ zvuku ukulele.

Signál z výstupu tónového generátoru musí být přiveden na vstup digitálního tvarovače signálů stejnoměrných hudebních stupnic.

Na operačním zesilovači DA1 je sestaven aktivní sčítač řídicích signálů. Signál z výstupu sčítačky je přiveden na vstup VCO, který je proveden na logických prvcích DD1.1-DD1.4. Kromě VCO obsahuje zařízení příkladný křemenný oscilátor namontovaný na prvcích DD2.1, DD2.2 a také obvod dvou oktávových děličů kmitočtu na spouštěcích mikroobvodu DD3. taktovaný tímto generátorem. Generátor a spouštěče tvoří tři vzorové signály s frekvencí 500 kHz, 1 a 2 MHz. Tyto tři signály a signál z výstupu VCO jsou přiváděny na vstup elektronických spínačů namontovaných na prvcích s otevřeným kolektorem DD4.1-DD4.4.

Tyto spínače, ovládané spínači SA2-SA5, mají společnou zátěž - rezistor R13. Výstupní obvody prvků tvoří zařízení s logickou funkcí OR. Když jeden ze spínačů předá svůj hodinový signál na výstup, ostatní se sepnou nízko od spínačů. Z výstupu prvku DD2.4 je odstraněna vysoká úroveň pro použití na R-vstupy D-klopných obvodů DD3.1 a DD3.2 a na kontakty spínačů SA2-SA5.

Křemenný oscilátor s frekvenčními děliči hraje pomocnou roli a slouží především k provoznímu nastavení VCO nebo "vedení" nástroje v režimu "Organ", přičemž přepínače SA3, SA4, SA5 ("4", "8", "16" " ) umožňují posunout systém EMP od nejnižšího registru o jednu a dvě oktávy výše.

Mezi nevýhody generátoru patří relativně nízká teplotní stabilita, která v tomto případě nemá velký význam, a výrazná nelinearita regulační charakteristiky VCO na okrajích rozsahu, zejména v nižších frekvencích provozního dosah generátoru.

Na Obr. 4 ukazuje experimentálně měřenou závislost generačního kmitočtu na řídicím napětí: 1 - pro generátor podle zapojení na Obr. 1, 2 - Obr. 3.

Zařízení je sestaveno na desce plošných spojů z fóliového sklolaminátu o tloušťce 1,5 mm.

Čipy řady K155 lze nahradit podobnými z řady K130 a K133; K553UD1A - na K553UD1V, K553UD2, K153UD1A, K153UD1V, K153UD2. Místo D9B můžete použít diody této řady s libovolným písmenným indexem, stejně jako D2V, D18, D311, GD511A. Kondenzátory C4 a C5 je lepší zvolit například s kladným TKE. KT-P210. KPM-P120, KPM-P33, KS-P33, KM-P33, K10-17-P33, K21U-2-P210, K21U-3-P33. Kondenzátory C7, C10, C11 - K50-6.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat pečlivému stínění zařízení. Výstupní vodiče musí být stočeny do šňůry o rozteči 10..30 mm.

Správně namontovaný tónový generátor nepotřebuje seřízení a začne pracovat ihned po připojení napájení. Řídicí napětí na vstupu VCO by nemělo překročit 8 ... 8,2 V. Frekvenční stabilitu generátoru negativně ovlivňují změny napájecího napětí 5 V, proto musí být napájen ze zdroje s vysokým stabilizačním faktorem.

I. BASKOV, obec Poloska, Kalininská oblast

LITERATURA

1. V. Bespalov. Frekvenční dělič pro polyfonní EMR. - Rozhlas, 1980, č. 9.
2. L. A. Kuzněcov. Základy teorie, konstrukce, výroby a oprav elektromagnetického záření. - M.: Lehký a potravinářský průmysl. 1981.