Generatory RC z filtrem zaporowym przestrajanym zmianą jednej

advertisement
Generatory RC z filtrem zaporowym przestrajanym
rezystancjiRC z filtrem zaporowym przestrajanym
Generatory
Zastosowany w generatorze napi�� sinusoidalnych
rezystancji
�rodkowozaporowy
filtr RC napi��
umo�liwia
regulacj� c
Zastosowany
w generatorze
sinusoidalnych
Takie układy
nie tyl
zmian� jednej rezystancji.
�rodkowozaporowy
filtr RC umo�liwia
regulacj�
c
głównych
wad innych
generatorów
jednej
rezystancji.
Takie przestrajanych
układy nie tyl
zmian�
Generatory ale
RC zs�filtrem
zaporowym
przestrajany
lepsze
od popularnych
wykorzy
elementem,
głównych
wad innych
generatorów
przestrajanych
rezystancji
Generatory RC z filtrem elementem,
zaporowym
przestrajanym
jednej
mostek
Wiena.
od popularnych
wykorzy
ale s� lepsze zmian�
Zastosowany
w
generatorze
napi��
sinusoidalnyc
rezystancji
mostek Wiena.
�rodkowozaporowy
filtrgeneratora
RC umo�liwia
regulacj�
Zastosowany w generatorze
napi�� sinusoidalnych
równ
Konieczno��
strojenia
za pomoc�
jednej
rezystancji.
układy
nierówn
ty
zmian�
�rodkowozaporowy filtr RC
umo�liwia
regulacj�
cz�stotliwo�ci
dwóch
rezystancji,
jakgeneratora
to maTakie
miejsce
w konwencj
Konieczno��
strojenia
za
pomoc�
głównych
wad
innych
generatorów
przestrajanych
Takie
układy niejak
tylko
niemiejsce
zmian� jednej rezystancji.
układach
generatorów
RC,
z maj�
mostkiem
Wiena,
dwóch
rezystancji,
to np.
ma
w konwencj
lepsze
od
popularnych
wykorz
elementem,
ale
s�
głównych wad innych generatorów
jednym
utrudnia przestrajanych
wykonywanie RC,
i praktyczne
wykorzystanie
układach
generatorów
np. z mostkiem
Wiena,
mostek
Wiena.
od popularnych
elementem, ale s� lepszeutrudnia
układów.
Inaczej wykorzystuj�cych
jesti wpraktyczne
przypadku wykorzystanie
regulacji cz�
wykonywanie
mostek Wiena.
generatora
tylko jest
jednym
rezystorem.
Tworz� si�
układów.
Inaczej
w przypadku
regulacji
cz�
rów
Konieczno��tylko
strojenia
generatora
pomoc�
nowych
zastosowa�,
np. za
gdy
do zmiany
mo�liwo�ci
si�
generatora
jednym
rezystorem.
Tworz�
dwóch rezystancji,
jak to malub
miejsce
równoczesnej
zmiany
Konieczno�� strojenia generatora
zanowych
pomoc�
u�yte
fotorezystory
Mim
zostan�
zastosowa�,
np.termistory.
gdy wdokonwenc
zmiany
mo�liwo�ci
układach
generatorów
RC,
np.
z
mostkiem
Wiena,
dwóch
rezystancji,
jak to
ma miejsce
konwencjonalnych
tylko
zalet
generatory
RC przestrajane
stosunek częOznaczając lub
przez termistory.
fr zmian�
Zastosowany
w generatorze
napięć sinusoidalnych
środkowozaporowy
u�yte wfotorezystory
Mimj
zostan�
utrudnia
wykonywanie
i znacznie
praktyczne
wykorzystani
gdy
stotliwości
f0 do
generatorów
RC,zmianą
np.
z
mostkiem
Wiena,
s�
rzadko
stosowane.
Wynika
toczęstotliwości,
z zmian�
niedostateczne
filtr RC układach
umożliwia regulację
częstotliwości
jednej
rezystancji.
tylko
zalet
generatory
RC
przestrajane
Oznaczaj�c
przez
fr stosunek
f0 do czj
ab=1 wcz�stotliwo�ci
układów.
Inaczej
jest
przypadku
regulacji
utrudnia
wykonywanie
i
praktyczne
wykorzystanie
takich
upowszechnienia
takich
układów
dost�pnej lite
Takie układy nie tylko nie mają głównychs�
wad
innych generatorów
rzadko
stosowane.
Wynika
to zw niedostateczne
si�
generatora
tylkotakich
rezystorem.
Tworz�
układów.
Inaczej
jestalew są
przypadku
regulacji
cz�stotliwo�ci
przede
wszystkim
zjednym
ich
niezbyt
własno�c
upowszechnienia
układów
wdobrych
dost�pnej
lite
przestrajanych
jednym
elementem,
lepsze od
popularnych,
nowych
zastosowa�,
np.
gdy
do
zmian
mo�liwo�ci
gdy
ab=1
(tzn.
cz�stotliwo�ci,
),
otrzymuje
si�
wówczas
generatora tylko jednym
rezystorem.
pogarszaj�cych
si�
znacznie
wraz
z f0poszerzaniem
przede
wszystkim
z ich
niezbyt
dobrych
wykorzystujących
mostekfTworz�
Oznaczaj�c
przez
stosunek
cz�stotliwo�ci
do własno�c
rWiena.
przedstawione
na
wykresie
z
2. Zbli�
zale�no�ci
u�yte
fotorezystory
lub
termistory.
Mi
zostan�
otrzymujemy
zależności
przedstawionp. gdy
do
cz�stotliwo�ci
mo�liwo�ci nowych zastosowa�,
zmienianych
cz�stotliwo�ci.
Istnieje
jednak
ukł
pogarszaj�cych
si�zmiany
znacznie
wraz
zrys.
poszerzaniem
ne
na
wykresie
z
rys.
2.
Zbliżone
tylko
zalet
generatory
RC
przestrajane
zmian�
odnosz�
si�
tak�e
do
tłumienia
harmonicznyc
warto�ci
lub termistory.
Mimo
oczywistych
zostan� u�yte fotorezystory
posiadaj�cy
głównych
wad czwórników
przestrajan
gdy
ab=1 (tzn.
cz�stotliwo�ci,
), otrzymujemy
zmienianych
cz�stotliwo�ci.
Istnieje
jednak
ukł
Konieczność strojenia generato- Napi�cie
Filtr środkowozaporowy
wartości
odnoszą
się
także
do tłus�
rzadko
stosowane.
Wynika
to
z
niedostateczn
U
na
rezystorze
R
jest
przesuni�te
fazowo
2
2
przedstawione
na
wykresie
z
rys.
2.
Zbli�one
zale�no�ci
tylko
jednego
elementu
zalet
generatory
RC
przestrajane
zmian�
rezystorem
igłównych
o nim b�dzie
mowa w artykule.
posiadaj�cy
wad harmonicznych.
czwórników
przestrajan
źródłem
prądu
ra za pomocą równoczesnej zmiany z pomocniczym
mienia
Napięcie
U2
upowszechnienia
wprzesunięte
dost�pnej
lit
oukładów harmonicznych.
odnosz�
tak�e
do
tłumienia
warto�ci
s� rzadko
Wynika
to
z niedostatecznego
przestrajany
zmianą
jednej
jest
fana
rezystorze
R
dwóch rezystancji,
jak tostosowane.
ma miej- napi�cia
wej�ciowego
Utakich
o
90
i
wynosi
|U
|=U
. J
rezystorem
isi�
o nim
b�dzie
mowa
w
artykule.
we
2
we
2
U
Napi�cie
na
rezystorze
R
jest
przesuni�te
fazowo
wzgl�d
przede
wszystkim
z
ich
niezbyt
dobrych
własno�
2
2
rezystancji
zowo
względem
napięcia
wejściowego
sce w konwencjonalnych
układachtakich
Filtr
�rodkowozaporowy
z
pomocniczym
�ródłem
pr
upowszechnienia
układów
w
dost�pnej
literaturze,
ale
to |U2|>Uwe, wi�c gdy zastosowane
rozwi�zanie układow
oo 90o i wynosi
Na
rys.
1
pokazany
jest
czwórU
.
Jegeneratorów
RC,
np.
z
mostkiem
pogarszaj�cych
si�
znacznie
wraz
z
poszerzanie
wej�ciowego
U
o
90
i
wynosi
|U
|=U
.
Je�li
a
napi�cia
we
2
we
we
przestrajany
zmian�
jednej
przede wszystkim z pozwala
ich niezbyt
dobrych
własno�ci
napi�cie
U2,rezystancji
na �rodkowozaporowy
zbyt
du�e
to
obszar�ródłem
cz�stotli
Filtr
z pomocniczym
pr
|>Uwe, więc
gdy
za- nie
„zbocznikowane
T” z przyłączośli ab>1, to
|UIstnieje
Wiena, znacznie utrudnia wyko- nik to
|U
gdy
zastosowane
rozwi�zanie
układowe
zmienianych
cz�stotliwo�ci.
jednak
uk
2
2|>Uwe, wi�c
Na
1wewnętrznego
jest
czwórnik
„zbocznikowane
si� nie
znacznie
wrazwykorzystany.
zpokazany
poszerzaniem
zakresu
by�
Wykres
z rys.
2 wyja�nia,
mo�e
przestrajany
zmian�
jednej
rezystancji
stosowane
rozwiązanie
nie
nym
do
jegorys.
węzła
nywanie pogarszaj�cych
i praktyczne wykorzystanapi�cie
U2, czwórników
pozwala
na
zbyt
du�e
to
obszar układowe
cz�stotliwo�ci
posiadaj�cy
głównych
wad
przestraja
zmienianych
cz�stotliwo�ci.
Istnieje
jednak
układ
nie
przył�czonym
do
jego
w�zła
wewn�trznego
�ródłem
zakresie
przestrajania
filtr
z
rys.
Z
sterowanym
napię,
to 1�ema
pozwala
na
zbyt
duże
napięcie
U
źródłem
prądu
nie takich układów. Inaczej jest niewielkim
Na
rys.
1
pokazany
jest
czwórnik
„zbocznikowane
2
Wykres zmowa
rys. w2 artykule.
wyja�nia,
pr
nie rezystorem
mo�e by� wykorzystany.
i
o
nim
b�dzie
<1
nie1 może
ciem.
Jeśli
prąd źródła
wynosi:
częstotliwości
w przypadku
regulacji częstotliwości
posiadaj�cy
głównych
wad
czwórników
przestrajanych
jednym
sterowanego
napi�ciem.
Je�li
pr�d
�ródła
wynosi
lepsze
własno�ci
od
mostka
Wiena.
Gdy
jest
przył�czonym
doprzestrajania
jegoobszar
w�zła
wewn�trznego
�ródłem
rrys.
niewielkim
zakresie
filtr
z fgenerator
ma
ok.
3
być
wykorzystany.
Wykres z rys.
2
generatora
tylko jednym irezystorezystorem
o nim przestrajany
b�dzie
mowa
w
artykule.
lepsze
własno�ci
od
mostka
Wiena.
Gdy
generator
jest
te s�
nadal
w stosunku
1:10,
własno�ci
sterowanego
napi�ciem.
Je�li
pr�d �ródła
wynosi
wyjaśnia,
przy niewielkim �ródłem
zakrerem. Tworzą się wówczas możliFiltr
�rodkowozaporowy
z że
pomocniczym
p
te s�
nadal dobre,
przestrajany
w stosunku
1:10, własno�ci
uzyskiwane
w
innych
generatorach
znacznie
lepsze
ni�
sie przestrajania filtr z rys. 1 ma ok.
wości nowych zastosowań, np. gdy
przestrajany
zmian�
jednej
rezystancji
uzyskiwane
w
innych
generatorach
RC
znacznie
lepsze
ni�
przy cz�stotliwo�ci
napi�cia
Uwe
Filtr
�rodkowozaporowy
ztopomocniczym
�ródłem
pr�du
jednym
rezystorem,
np. wej�ciowego
wykorzystuj�cy
to przy
częstotliwości
napięcia
3 razy
lepsze własności
od mostka
do zmiany
częstotliwości
zostaną przestrajanych
odm
przestrajanych
jednym
rezystorem,
np.
wykorzystuj�cych
Na
rys.
1
pokazany
jest
czwórnik
„zbocznikowan
równej
wejściowego
U
Wiena.
Gdy
generator
jest
przestraużyte fotorezystory
lub termistory.
przestrajany
zmian�mostka
jednej
rezystancji
toWiena.
przy
cz�stotliwo�ci
napi�cia
wej�ciowego
Uwe
�e
rezystor
regu
Korzystne
jest
tak�e,
we
�e
rezystor
reguluj�cy
mostka
Wiena.
Korzystne
jest
tak�e,
przył�czonym
do
jego
�ródłe
janyw�zła
w stosunku
1:10, własności te
Mimo oczywistych
generatory
Na rys.zalet
1 pokazany
jest
czwórnik
„zbocznikowane
T” zwewn�trznego
jest
poł�czony
bezpo�rednio
z przewode
cz�stotliwo��
jest
poł�czony
bezpo�rednio
z przewodem
cz�stotliwo��
są nadal
dobre, znacznie
lepsze niż wynos
RC przestrajane zmianą tylko jedsterowanego
napi�ciem.
Je�li
pr�d
�ródła
napi�cie
wyj�ciowe
filtru
Uwy=0.
Poniewa�
pr�d
przył�czonym
do jego
w�zła
wewn�trznego
�ródłem
pr�du
Z cz�sto
Jest
towłasno��
własno��
potrzebn
zasilania
lub
to
cz�sto
potrzebna,
np.�
zasilania
lub mas�.
mas�. Jest
uzyskiwane
w innych
generatorach
nego elementu
są rzadko stosowazale�y
od
rezystancji
R
=aR,
wi�c
zmieniaj�c
t��
napi�cie
wyj�ciowe
filtru
Uwy=0.
Poniewa�
2 umo�liwia
opisywanym
ni�ej
generatorze
umo�liwia
wł�czenie
tympr�d
samym
sterowanego
napi�ciem.
Je�li
pr�d
�ródła
opisywanym
ni�ej
generatorze
wł�czenie
tym
napięcie
wyjściowe
filtru
Uwy=0. wynosi:
RC przestrajanych
jednym
rezystorem,
ne. Wynika
to z niedostatecznego
o
stykiem
zarówno
zasilania,
jak
i rezystora
decyduj�cego
mo�na
regulowa�
cz�stotliwo��
f0.odmiany
Ponieważ
prąd
źródła
zależy od
np.
wykorzystujących
mostupowszechnienia takich układów stykiem
zale�y
odnierezystancji
R
wi�c
zmieniaj�c
t�
zarówno
zasilania,
jak
i rezystora
decyduj�c
2=aR,
toR2=aR,
przy
cz�stotliwo�ci
napi�cia
Uwe
generowanej
cz�stotliwo�ci.
Układ
z
rys.
1wej�ciowego
mo�e
by�
oczywi
więc
zmieniając
rezystancji
ka
Wiena.
Korzystne
jest
także,
że
w dostępnej literaturze, ale przede generowanej
�rodkowo
Układ
według
rys.
1
jest
zatem
filtrem
.
mo�na
regulowa�
cz�stotliwo��
f
cz�stotliwo�ci. Układ z 0rys. 1 mo�e by�
można tak�e
regulować
rezystor regulujący
częstotliwość
jest
wszystkim z ich niezbyt dobrych tę rezystancję
wykorzystywany
w filtrach
i wzmacniaczach
si�
do
m.in.
w selektywny
generato
nadaj�cym
to
przy
cz�stotliwo�ci
napi�cia
wej�ciowego
Uwe równej
�rodkowo
Układ
według
rys.
1
jest
zatem
filtrem
wykorzystywany
tak�e
w wykorzystania
filtrach
i wzmacniaczach
połączony
bezpośrednio
z przewodem sele
własności pogarszających się znacz- częstotliwość f0.
ukł
sinusoidalnych.
Dla
oceny
własno�ci
do
wykorzystania
w generato
nadaj�cym
Układ
według zasilanie
rys. 1si�
jest zatem
zasilania
masą.m.in.
Jestcz�stotliwo�ci
to takiego
własność
nie wraz z poszerzaniem zakresu
generatora
i lub
wybranej
Wł�czanie
napi�cie
wyj�ciowe
filtru
U
Poniewa�
pr�d
wy=0.
si�
warto�ciami
wzgl�dnymi
odni
jest
posługiwa�
filtrem
środkowozaporowym,
nadaczęsto
potrzebna,
np.
w
opisywanym
zmienianych częstotliwości. Istnieje Wł�czanie
ukł
sinusoidalnych.
Dla oceny własno�ci
zasilanie generatora
i wybranejtakiego
cz�stotliw
jednym
stykiem
zale�y
od
rezystancji
R
zmieniaj�c
t�
2=aR,
jącym
się
do
m.in.
niżej
generatorze
umożliwia
włączejednak układ
nie posiadający
głów- jednym
napi�cie
wyj�ciowe
filtru
Uwywykorzystania
=0.
Poniewa�
pr�d
�ródła
nie
otrzymywanych
z si�
innymi
popularnymi
generatorami
W generatorze
przedstawionym
na
rys. 3wi�c
czwórnik
jest wstaw
warto�ciami
wzgl�dnymi
odni
jest
posługiwa�
stykiem
w
generatorach
napięć
sinusoidalnie
tym
samym
stykiem
zarówno
zanych wad
czwórników
przestraja.
mo�na
regulowa�
cz�stotliwo��
f
0
w Rgał��
ujemnego
sprz��enia
zwrotnego
wzmacniacza
(podobni
zale�y od rezystancjigeneratorze
=aR,
wi�cprzedstawionym
zmieniaj�c
t�
rezystancj�
mostkiem
Wiena.
Obliczona
wrys.
ten
wzgl�dna
2otrzymywanych
z innymi
popularnymi
generatorami
na
3sposób
czwórnik
jest
nych.
DlaUkład
oceny
własności
takiego
silania,
jakzatem
i rezystora
decydującego
nych jednym rezystorem i o nim W
�rodkow
według
rys.
1
jest
filtrem
jak
i
w
innych
generatorach
z
filtrami
zaporowymi),
.
mo�na
regulowa�
cz�stotliwo��
f
w
stosunku
do
uzyskiwanej
wale
podo
cz�stotliwo�ci
0 posługiwać
mostkiem
Wiena.
Obliczona
w ten
sposób
wzgl�dna
w
gał��
ujemnego
sprz��enia
zwrotnego
wzmacniacza
(p
układu
najlepiej
jest
się
o
generowanej
częstotliwości.
Układ
będzie mowa w artykule.
dodatnie
sprz��enie
potrzebne
do
wzbudzenia
układu
uzyskuj
si�
do
wykorzystania
m.in.
w
generat
nadaj�cym
�rodkowozaporowym,
Układ według rys. 1jak
jest
filtrem
zwzatem
mostkiem
Wiena
wynosi
wartościami
względnymi
odniesioz rys. 1
może
być
oczywiście
wykow
stosunku
do
uzyskiwanej
w
podo
cz�stotliwo�ci
i
innych
generatorach
z
filtrami
zaporowymi),
si� dzi�ki wspomagaj�cemu
działaniu
�ródła pr�du,
które uk
Dla
oceny także
własno�ci
nymi dozsinusoidalnych.
otrzymywanych
z innymi
rzystywany
w filtrach itakiego
wzmacm.in.
w potrzebne
generatorach
napi��
nadaj�cym si� do wykorzystania
mostkiem
Wiena
wynosi
dodatnie
sprz��enie
do
wzbudzenia
układu u
�e
napi�cia
wyj�ciowego
czwórnika
(tj.
napi�cie
sprawia,
warto�ciami
wzgl�dnymi
odn
jest
posługiwa�
popularnymi
generatorami
RC,
np.si�niaczach
selektywnych.
takiego
najlepiej
sinusoidalnych. Dlasi�
oceny
własno�ci
wej�ciowe
jestukładu
przesuni�te
fazowo opr�du,
180o wzgl�
dzi�ki
wspomagaj�cemu
działaniu
�ródła
kt
z mostkiem
Wiena.wzmacniacza)
Obliczona wzteninnymi
otrzymywanych
popularnymi
generatoram
warto�ciami
wzgl�dnymi
odniesionymi
do
jest posługiwa� si�sprawia,
jego
napi�cia
wej�ciowego.
Dzi�ki
du�emu
wzmocnieniu
�e stabilność
napi�cia
wyj�ciowego
czwórnika
(tj. napi
Włączaniewzasilanie
generatora
sposób względna
S częmostkiem
Wiena.
Obliczona
ten tak
wzmacniacza
jego
napi�cie
jest
małe,wzgl�dn
�eo 180
otrzymywanych z innymi
popularnymi
RC,częstotliwości
np.
zsposób
iwej�ciowe
wybranej
stotliwości
w stosunku
do generatorami
uzyskiwawej�ciowe
wzmacniacza)
jest
przesuni�te
fazowo
w
stosunku
do
uzyskiwanej
w pod
cz�stotliwo�ci
s�
podane
wy�ej
wzory,
m.in.
na
pr�d
I i
praktycznie
wa�ne
jednym
stykiem
nej
w
podobnych
warunkach
z
mostmostkiem Wiena. Obliczona
w ten sposób
wzgl�dna
stabilno��
Swzmocnieniu
jego
napi�cia
wej�ciowego.
Dzi�ki
du�emu
cz�stotliwo��
fo. Wiena
�ródło wynosi
pr�du
zestawione
z tranzystora
z
mostkiem
Rys. 1. Czwórnik
zbocznikowany
T
W
generatorze
przedstawionym
kiem
Wiena
wynosi
do uzyskiwanej
w podobnych
warunkach
cz�stotliwo�ci w stosunku
wzmacniacza
napi�cie
jest
tak małe,
�
zł�czowego ijego
wzmacniacza
operacyjnego
jest
napi�
ze źródłem prądu I=Uwe(b+1)/R jest
na wej�ciowe
rys. 3 czwórnik
jeststerowane
wstawiony
z
mostkiem
Wiena
wynosi
praktycznie
wa�ne
s�
podane
wy�ej
wzory,
m.in.
na
pr
wyj�ciowym generatora ograniczanym
działaniem
filtrem środkowozaporowym dla częw gałąź ujemnego
sprzężeniadiod.
zwrot- Taki
stotliwości f0=1/2pRC
wzmacniacza
(podobnie
jak
w ztym
przypad
sposób regulacji
zapewnia
wymagan�
cz�stotliwo��
fo. amplitudy
�ródło nego
pr�du
zestawione
tranzyst
stabilizacj�
generowanego
napi�cia,
ale
powoduje
je
szybk�
zł�czowego i wzmacniacza operacyjnego jest sterowane
�e
ogranicznik
napi�cia
zniekształcenia..
Korzystne
jest,
wyj�ciowym generatora ograniczanym działaniem diod.
Elektronika Praktyczna
6/2008
a tylko
na
działa bezpo�rednio na napi�cie wyj�ciowe,
102
tym p
sposób
regulacji
wymagan� wrezysta
�ródła amplitudy
pr�du, ale zapewnia
wraz ze zmniejszaniem
sterowanie
szybk� stabilizacj� generowanego napi�cia, ale powod
KURS
Generatory RC
z filtrem zaporowym
przestrajanym zmianą
jednej rezystancji
Filtr �rodkowozaporowy z pomocniczym �ródłem pr�du
przestrajany zmian� jednej rezystancji
Na rys. 1 pokazany jest czwórnik „zbocznikowane T” z
przył�czonym do jego w�zła wewn�trznego �ródłem pr�du Z
KURS
sterowanego napi�ciem. Je�li pr�d �ródła wynosi:
rze), aby zapewnić całkowity brak
diod.
działa bezpośrednio na Wspomniana wada sprawia, że opinapięcie wyjściowe, sywany generator nadaje się do wykorzystania
raczej�ródła
w sygnalizatorze
tylko na Usterowanie
napi�cie wyj�ciowe afiltru
pr�d
nie
wy=0. Poniewa�
źródła prądu, ale wraz akustycznym niż w prostym instruzale�y od rezystancji
R
=aR,
wi�c
zmieniaj�c
t�
rezystancj�
2
ze zmniejszaniem
rezy- mencie muzycznym.
.
mo�na regulowa� cz�stotliwo��
stancji R2 (rys. 1)f0ma�rodkowozaporowym,
Układ według rys. 1leje
jest
filtrem
Generator
częstotliwości od ok.
takżezatem
skuteczność
20
Hz
do
ok.
20 kHz
działania
takiej
stabinapi��
nadaj�cym si� do wykorzystania m.in. w generatorach
W generatorze pokazanym na
lizacji amplitudy. Dlasinusoidalnych. Dla oceny własno�ci takiego układu najlepiej
tego trudno całkowicie rys. 4 rezystory R1 i R2 oraz R3
warto�ciami
wzgl�dnymi
odniesionymi
do
jest posługiwa� si�uniezależnić
napięcie
i tranzystor polowy
T1 wraz z rezyotrzymywanych z innymi
popularnymi
RC, np.
z
storem R4 tworzą mostek,
a układ
wyjściowe
od częstotli- generatorami
wości. Jednak
rezystostabilizacji
amplitudy
jest podob- S
mostkiem Wiena. Obliczona
w ten
sposób
wzgl�dna
stabilno��
Rys. 2. Stabilność częstotliwości generatora z ukłarem P1 można
ny jak wwinnych
generatorach
RC.
do ustawić
uzyskiwanej
podobnych
warunkach
cz�stotliwo�ci w stosunku
dem wg rys. 1 w stosunku do stabilności uzyskiwaprąd źródła, przy któ- Tranzystory T2 i T3 pracują wraz
z mostkiem
Wiena wynosi
nej z generatorem z mostkiem
Wiena w zależności
rym stabilność napięcia ze wzmacniaczem operacyjnym jako
od względnej częstotliwości fr=1/
generatora jest zadawa- sterowane źródło prądu, którego wylająca, a zniekształcenia dajność praktycznie nie zależy od
i w innych generatorach z filtrami
wynoszą ok. 0,2%.
zmian małego prądu bazy tranzyzaporowymi), ale dodatnie sprzężeW przykładowym wykonaniu ge- storów dzięki układowi Darlingtona.
nie potrzebne do wzbudzenia ukła- neratora stykami łączone są z za- Składowa stała prądu sterowanego
du uzyskuje się dzięki wspomagają- silaczem rezystory o rezystancjach źródła jest kompensowana prądem
cemu działaniu źródła prądu, które obliczonych dla otrzymywania czę- drugiego źródła zestawionego z transprawia, że napięcia wyjściowego stotliwości 7 tonów gamy C–dur. zystorów T4 i T5, co sprawia, że
czwórnika (tj. napięcie wejściowe Równocześnie poprzez diody przyłą- napięcie na rezystorach regulacji
częstotliwości może być relatywnie
wzmacniacza) jest przesunięte fa- czany jest do zasilacza także układ
zowo o 180o względem jego napię- ze wzmacniaczami operacyjnymi. duże. Przyjęto zgodnie z wykresem
cia wejściowego. Dzięki dużemu
Spadek napięcia na załączonym
przedstawionym na rys. 2, że częstotliwości mogą być zmieniane
wzmocnieniu wzmacniacza jego na- rezystorze sprawia, że przewodzi
pięcie wejściowe jest tak małe, że tylko jedna dioda, a pozostałe są w stosunku 1:10 przy zachowaniu
praktycznie ważne są podane wyżej
spolaryzowane w kierunku zaporo- dobrej jakości generatora. Stąd podany wyżej przedział częstotliwości
wzory, m.in. na prąd I i częstotli- wym. Niestety równoczesne zwarcie
wość f o. Źródło prądu zestawione dwóch lub więcej styków powodu- wystarczyło podzielić na 3 zakresy.
z tranzystora złączowego i wzmac- je generację niepożądanych często- Te dla częstotliwości mniejszych są
niacza operacyjnego jest sterowane tliwości. Takiej wady nie posiada
tworzone przez dołączanie równonapięciem wyjściowym generatora układ, w którym rezystory ustalają- legle do kondensatorów filtru poce częstotliwość są połączone sze- jemności większych, jak pokazano
ograniczanym działaniem diod. Taki
sposób regulacji amplitudy zapewnia regowo, ale wówczas niewielkie na rys. 4. Ponieważ prąd źródła
wymaganą w tym przypadku szybką spadki napięcia na poszczególnych nie powinien się zmieniać wraz ze
zmianą zakresu częstotliwości, przystabilizację generowanego napięcia, rezystorach mogą być za małe (jak
to byłoby w opisywanym generato- jęto C1=C2, (tzn. b=1), jest boale powoduje jego zniekształcenia.
wiem łatwo wybrać pary kondensatorów o jednakowej pojemności. Do
tego wystarczający będzie przyrząd
o dobrej rozdzielczości, a niekoniecznie dobrej dokładności. Od zachowania stałego stosunku pojemności
b przy zmianie zakresu częstotliwości oraz od właściwego ustawienia
wydajności źródła prądu potencjometrem P3 zależy zminimalizowanie
napięcia na elemencie nieliniowym,
jakim jest tranzystor T1, i związana
z tym zawartość harmonicznych.
W tym generatorze przyjęto, że napięcie to wynosi ok. 1% napięcia
wyjściowego generatora. Jest to wartość dostatecznie mała, aby wraz
z dobrym tłumieniem harmonicznych (rys. 2) zapewnić bardzo małe
Rys. 3. Generator, w którym ten sam styk włącza zarówno zasilanie układu,
zniekształcenia generowanego przejak i rezystor decydujący o generowanej częstotliwości
biegu sinusoidalnego. W przypadku
Korzystne jest, że ogra-
to przy cz�stotliwo�ci
napi�cia wej�ciowego Uwe załączonych
równej
nicznik napięcia nie przewodzenia nie
Elektronika Praktyczna 6/2008
103
KURS
zmiany częstotliwości w stosunku
1:10 rezystancja rezystora musi się
zmieniać w stosunku 1:100, więc
dla uzyskania lepszej rozdzielczości
takiej regulacji częstotliwość jest
zmieniana niezależnie dwoma szeregowo połączonymi rezystorami P1
i P2. Rezystor o mniejszej rezystancji P2 ułatwia ustawienie większej
częstotliwości wybranego zakresu.
Zastosowany typowy układ stabilizacji amplitudy zapewnia dobrą
niezależność napięcia wyjściowego
generatora od częstotliwości, jednak
szczególnie dla częstotliwości najmniejszych (podobnie, jak w innych
generatorach RC), ustalanie generowanego przebiegu nie jest natychmiastowe. Aby je zmniejszyć przyjęto relatywnie niezbyt duże stałe
czasowe w układzie stabilizacji amplitudy, ale na zakresie najmniejszych częstotliwości trzeba stykiem
S włączyć dodatkowy człon RC
celem wygładzenia napięcia sterującego tranzystor polowy i uniknięcia
w ten sposób zniekształceń generowanego przebiegu. Na pozostałych
zakresach częstotliwości styk ten
powinien być otwarty, gdyż włączaR
104
E
Rys. 4. Generator częstotliwości od ok. 20 Hz do ok. 20 kHz
ny nim człon RC wprowadza tendencje do niestabilności w obwodzie
regulacji amplitudy (szczególnie,
gdy rezystancje P1 i P2 są małe).
Zastąpienie w generatorze RC
mostka Wiena opisywanym filtrem
może przynieść istotne korzyści. PrzeK
L
de wszystkim przestrajanie generatora
staje się nieporównywalnie łatwiejsze,
ale także można spodziewać się polepszenia innych własności wpływających na jakość generatora, np. mniejszych zniekształceń nieliniowych.
mgr inż. Jan Srzednicki
A
M
A
Elektronika Praktyczna 6/2008
Download