Схема осциллятор своими руками: Как собрать сварочный осциллятор своими руками

Полезная схема индикатора заряда АКБ на 12 Вольт своими руками

Всех приветствую, сегодня я покажу вам полезную схему индикатора заряда аккумулятора на 12 В. Данная схема особенно понравится автолюбителям или тем людям которые хотят знать заряд аккумулятора.

На эту тему я заснял видеоролик, буду очень рад если вы его посмотрите этим вы мне очень сильно поможете в развитии канала.

Схема действительно очень простая она состоит из распространённых радиокомпонентов, а именно:

• светодиоды разных цветов в количестве шести штук ( но у меня было только 5 зелёных и один красный )
  
• стабилитроны на разное напряжение
  
• резисторы, мощность 0.125
  
• клеммная колодка (я взял на 3 контакта но вы берите лучше на 2 контакта)
  
• макетная плата (на ней будет удобно всё спаять) рекомендую брать именно зелёные макетки, коричневые воняют и контакты отстают. Зелёные дороже но все-таки лучше.
  

Когда у нас всё есть можно собирать саму схему. Предоставляю вам принципиальную схему. Данный образец заточен под аккумулятор на 12В. Каждый светодиод имеет токоограничивающий резистор мощностью 0.125 Вата.

Последовательно резисторам подключены стабилитроны они служат в качестве датчика напряжения. Желательно взять такие стабилитроны на напряжение 9.1, 10, 11, 12 В один светодиод подключён без стабилитрона он служит в качестве индикатора запитки схемы. Если напряжение источника выше срабатывания стабилитрона, то он откроется и пропустит через себя ток и в туже очередь засветиться светодиод. Если напряжение будет ниже срабатывания стабилитрона он попросту будет закрыт и не пропустит через себя ток. Данная схема не сияет точностью но как визуальный индикатор заряда он хорош.

Если вы не знаете на какое напряжение у вас стабилитроны то можете их очень легко проверить надо всего лишь один резистор на 2.2 кОм , источник питания и сам стабилитрон. Анод стабилитрона мы подключаем к плюсу БП, катод мы припаиваем к резистору а сам резистор подключаем на минус. Включаем схему на входе у нас 24В, а на стабилитроне 15.9 В.

Спаял я всё на макетной плате, но если хотите можете сделать печатную плату так схема будет более презентабельно выглядит. Для удобства подключения я использовал клемму.

Наладки никакой не требуется работает сразу и без никаких проблем.

Но можете видеть что светодиоды светятся при более высоком напряжении, дело в том что у меня не оказалось нужных стабилитронов и взял такие какие были.

На этом всё, ещё раз напомню вверху страницы есть видео на эту схему, не забудьте посмотреть.

Осциллятор для сварки

Практически у каждого мастерового хозяина имеется сварочный аппарат. Однако его возможности весьма ограничены. Сварка простых стальных деталей не требует каких-то определенных условий, в отличие, например, от алюминия или нержавейки. Для того, чтобы превратить свой простой сварочный аппарат в универсальный, многие приобретают или изготавливают осцилляторы.
Осциллятор для сварки — это устройство, которое включается параллельно самому сварочному аппарату. Главная задача осциллятора — преобразование частоты промышленного тока, которое составляет, как правило, 55 Герц в ток высокой частоты. При этом частота повышается значительно и может составлять 150 — 500 тысяч герц. Помимо этого осциллятор для сварки кратковременно повышает напряжение — до 2000 — 6000 В, что, в свою очередь, значительно повышает легкость поджига электрода.
В основном, осцилляторы применяются для сварки алюминия или же при использовании электродов, обладающих низкими ионизирующими свойствами покрытия.
Осциллятор для сварки, впрочем, как и осциллятор для сварки алюминия может быть изготовлен своими руками и подключен к любому аппарату своими силами. Конструкция осциллятора представляет собой генератор, колебания частоты тока в котором затухают. Состоит он из трансформатора, повышающего напряжение, причем для повседневного использования достаточно будет напряжения порядка 2000 — 3000 Вольт. Обязательным условием является наличие разрядника. Помимо этого, в конструкцию входит колебательный контур, обмотка связи и блокировочный конденсатор.
Работа осциллятора заключается в накоплении энергии, которая при достижении определенной величины вызывает пробой разрядника, при этом возникает электрическая дуга, в результате чего закорачивается колебательный контур и в нем возникают затухающие колебания. Именно эти колебания и прикладываются к возникшей дуге, причем длительность возникших импульсов составляет всего несколько миллисекунд.
В зависимости от изготовления,

осциллятор для сварки может быть непрерывного действия, либо импульсного.
Первые работают параллельно с источником питания дуги. То есть подключаются непосредственно к «массе» и держаку. Возникающая во время работы дуга с высоким напряжением и частотой позволяет поджечь электрод, даже не касаясь изделия. Именно возникающая высокая частота позволяет производить работы даже при пониженном напряжении, что немаловажно при использовании ненадежной сети электрического тока.
Вторые, считаются более эффективными, поскольку не используют в своей конструкции дополнительной защиты от высокого напряжения. Именно второй тип осцилляторов используется для установки на сварки с переменным напряжением, поскольку позволяют поджечь электрод при смене полярности тока в сети.

Схема осциллятора для сварки

Еще одна схема сварочного осциллятора

Изготовление своими руками осциллятора для сварки алюминия также не вызывает трудностей. Единственным и обязательным условием является точное изготовление разрядника, так как именно от него зависит качество поджига. Зачастую используются остатки вольфрамовых электродов. Все остальные детали должны быть новыми! И, конечно, не стоит забывать о технике безопасности.

Кроме статьи «Осциллятор для сварки» смотрите также:

Осциллятор для сварки

Практически у каждого мастерового хозяина имеется сварочный аппарат. Однако его возможности весьма ограничены. Сварка простых стальных деталей не требует каких-то определенных условий, в отличие, например, от алюминия или нержавейки. Для того, чтобы превратить свой простой сварочный аппарат в универсальный, многие приобретают или изготавливают осцилляторы.
Осциллятор для сварки — это устройство, которое включается параллельно самому сварочному аппарату. Главная задача осциллятора — преобразование частоты промышленного тока, которое составляет, как правило, 55 Герц в ток высокой частоты. При этом частота повышается значительно и может составлять 150 — 500 тысяч герц. Помимо этого осциллятор для сварки кратковременно повышает напряжение — до 2000 — 6000 В, что, в свою очередь, значительно повышает легкость поджига электрода.
В основном, осцилляторы применяются для сварки алюминия или же при использовании электродов, обладающих низкими ионизирующими свойствами покрытия.
Осциллятор для сварки, впрочем, как и осциллятор для сварки алюминия может быть изготовлен своими руками и подключен к любому аппарату своими силами. Конструкция осциллятора представляет собой генератор, колебания частоты тока в котором затухают. Состоит он из трансформатора, повышающего напряжение, причем для повседневного использования достаточно будет напряжения порядка 2000 — 3000 Вольт. Обязательным условием является наличие разрядника. Помимо этого, в конструкцию входит колебательный контур, обмотка связи и блокировочный конденсатор.
Работа осциллятора заключается в накоплении энергии, которая при достижении определенной величины вызывает пробой разрядника, при этом возникает электрическая дуга, в результате чего закорачивается колебательный контур и в нем возникают затухающие колебания. Именно эти колебания и прикладываются к возникшей дуге, причем длительность возникших импульсов составляет всего несколько миллисекунд.

В зависимости от изготовления, осциллятор для сварки может быть непрерывного действия, либо импульсного.
Первые работают параллельно с источником питания дуги. То есть подключаются непосредственно к «массе» и держаку. Возникающая во время работы дуга с высоким напряжением и частотой позволяет поджечь электрод, даже не касаясь изделия. Именно возникающая высокая частота позволяет производить работы даже при пониженном напряжении, что немаловажно при использовании ненадежной сети электрического тока.
Вторые, считаются более эффективными, поскольку не используют в своей конструкции дополнительной защиты от высокого напряжения. Именно второй тип осцилляторов используется для установки на сварки с переменным напряжением, поскольку позволяют поджечь электрод при смене полярности тока в сети.

Схема осциллятора для сварки

Еще одна схема сварочного осциллятора

Изготовление своими руками осциллятора для сварки алюминия также не вызывает трудностей. Единственным и обязательным условием является точное изготовление разрядника, так как именно от него зависит качество поджига. Зачастую используются остатки вольфрамовых электродов. Все остальные детали должны быть новыми! И, конечно, не стоит забывать о технике безопасности.

Кроме статьи «Осциллятор для сварки» смотрите также:

Схема осциллятора для сварки алюминия своими руками

Осциллятор, который используется при сварке, служит для стабилизации и возбуждения электрической дуги. Он может работать с заводскими источниками тока, которые работают на различных видах тока. Это могут быть осциллятор на переменном или на постоянном токе. Осциллятор для сварки алюминия является генератором затухающих колебаний. В его составе имеется повышающий трансформатор, который работает на низких частотах. Его вторичное напряжение может достигать, примерно, 2-3 кВ. Также в составе имеется колебательный контур, составленный из обмотки связи, индуктивности, емкости и конденсатора блокировки. Все обмотки осциллятора образуют трансформатор, который может действовать на высоких частотах.

Осциллятор для сварки алюминия своими руками

Таким образом, осциллятор сварочный для сварки алюминия помогает преобразовать стандартный ток, частота которого составляет 55 Гц, в высокочастотный, частота которого может быть 1-1,5 тысяч Гц. Благодаря этому улучшается поджог электрода, а также другие важные факторы. Аппарат достаточно быстро реагирует на импульсы, так как они доходят до него за десятки микросекунд. Данное устройство подключается параллельно или последовательно в цепь трансформатора, что создает свои условия для работы оборудования.

Роль осциллятора при сварке алюминия

Сварка алюминия является очень сложным процессом, так как свойства сваривания данного металла находятся далеко не на самом высоком уровне. Благодаря воздействию этого устройства на сварочный аппарат, удается поддерживать параметры сварочной дуги в заданном положении, которое может отличаться от стандартного, в течении длительного периода времени. При работе с данным видом металла стабильность параметров имеет большое значение, так как любое отклонение может привести к браку. Для таких условий может подойти даже самодельный осциллятор для сварки алюминия, если его правильно подготовить.

Стоит отметить, что сварка электродами с покрытием существенно уступает тем же результатам, которые получаются благодаря аргонно-дуговой сварке, поэтому осциллятор является вполне востребованным дополнительным устройством. Ток устройства не представляет опасности для мастера, если соблюдать технику безопасности. Но при ошибках можно получить большой разряд тока.

Схема работы

Схема осциллятора для сварки алюминия, включенного параллельно

Схема осциллятора для сварки алюминия

Схема осциллятора, включенного последовательно

Схема осциллятора для сварки алюминия, включенного последовательно

Вторичное напряжение в повышающем трансформаторе во время полупериода конденсатор заряжался, до тех пор, пока не возникнет пробой разрядника. После этого колебательный контур получается в состоянии короткого замыкания, что и помогает создавать затухающие колебания, у которых имеется резонансная чистота такие колебания, через конденсатор и обмотку прикладываются к дуговому промежутку. Блокировочный конденсатор помогает предотвратить шунтирование другого  промежутка с источником напряжения при помощи своей обмотки. Дроссель, который включен в сварочную цепь, защищает от пробоя изоляцию обмотки. Мощность такого аппарата может составлять около 250-250 Вт. Длительность импульсов не превышает десятков микросекунд.

Осциллятор для сварки своими руками

Стоит отметить, что приборы последовательного включения на практике оказываются более действенными, так как для них не требуется установка специального источника защиты в общей цепи. Во время работы осциллятора разрядник слегка потрескивает. Искровой зазор устанавливается при помощи регулировочного винта, но данная процедура возможна только если устройство отключено от сети.

Виды

Существует два основных вида осциллятора, которые применяются в сварочном деле. Они серьезно отличаются, как по методу подключения, так и по типу работы, поэтому, нужно точно определиться с правильным выбором. Это может быть:

• Импульсный – данная разновидность используется для аппаратов, которые работают на переменном токе. Импульсный осциллятор подключается параллельно к основному сварочному аппарату.
• Непрерывный – данная разновидность используется для аппаратов, которые работают на постоянном токе. Непрерывный осциллятор подключается последователь к основному сварочному аппарату.

Также стоит выделить основные модели данного оборудования, которые производятся для сварки и являются часто используемыми в промышленности.

Параметр	ОСП3-2М	ОСЦВ-2	М-3	ОСПП3-300М
Напряжение падания, В (все работают на переменном токе)	220		65	200
Вторичное напряжение при холостом ходу, В	6000	2300	2600	6000
Ток дуги	Постоянный, переменный	Переменный		Постоянный, переменный
Вид подключения к сети	Параллельно	Последовательно
Мощность потребления устройства, кВт	0,045	0,08	0,14	–
Вес, кг	6,5	16	20	–

Осциллятор для сварки алюминия своими руками

Схема осциллятора для сварки алюминия своими руками должна максимально соответствовать заводской модели. Разработка разрядника считается одним из самых сложных моментов, так как именно в нем и проходит электрическая искра. Также требуется подобрать блокировочный конденсатор вместе с колебательным контуром. Существует множество схем создания и основа успеха состоит в том, чтобы правильно подобрать компоненты. Таким образом, в итоге можно получить все те же импульсные или непрерывные осцилляторы. При выборе второго варианта в схеме еще должна присутствовать защита от высокого напряжения. Импульсный легче в изготовлении и более эффективный в работе, благодаря своей простоте.

Естественно, что техника безопасности в данном вопросу должна стоят на первом месте, так как при неправильном подключении схемы или некорректном выборе элементов все может испортиться и стать опасным для жизни и здоровья человека. Изготовлением данных вещей должен заниматься только специалист с большим опытом.

Условия эксплуатации и меры предосторожности

• Перед тем как запустить устройство в эксплуатацию его необходимо зарегистрировать и пройти инспектирование электросвязи;
• Разрешается применять осциллограф, как в открытых, так и в закрытых помещениях;
• Нельзя использовать технику на открытой территории при осадках;
• Рабочая температура техники лежит в пределах от -10 до +40 градусов Цельсия;
• Влажность воздуха должна быт не более 98%;
• Запрещается применение в запыленных помещениях, а также в комнатах с едкими газами или парами;
• Также запрещается работа без заземления;
• Перед использованием всегда нужно контролировать правильность присоединения к аппарату;
• Работа должна проводиться только в специальном кожухе, который снимается только при отключенном от питания аппарате.

Осциллятор для сваривания алюминия

Осциллятор предназначен для процесса сваривания, он предназначен для стабильности и образованию электрической дуги. Он имеет схожесть в работе с промышленными устройствами, которые работают на разных разновидностях ампер. Осцилляторы в силах производить работу на постоянном токе, и на сменном. Так же это устройство называют генератор затухающих колебаний. В комплекте с ним есть увеличивающий трансформатор, работающий на низкой частоте. Его повторное напряжение повышается до 2-3 кв. В его составе присутствует колебательный контур, состоящий из обмотки связи, индуктивности, емкости и конденсатора блокирования. Такие обмотки осциллятора создают трансформатор, и в итоге, имеет возможность действовать на большой частоте. Вследствие этого, сварной осциллятор для работы с алюминием, дает преобразование стандартного тока, его частотность равна 55 Гц. В высокочастотном, его частота достигает от 1 до 1.5 тысяч Гц. В связи с этим происходит улучшение зажигания электрода, и еще некоторые остальные значимые факторы. Реагирование устройства на импульсы, происходит очень быстро, поскольку они достигают цели всего за несколько микросекунд. Такое оборудование имеет параллельные или последовательные возможности подсоединения в трансформаторную цепь, что помогает в создании собственных условий для работы оборудования.

Разновидности сварочных осцилляторов
 

Существует две разновидности осциллятора, они обе используются в сварочном деле. Имеют серьезные отличия по способу подсоединения, и самой работе, в связи с этим требуется точное определение в выборе. Это могут быть:
 

• Аппарат неотрывного применения;
 

• Устройство с импульсным питанием.
 

Благодаря осциллятору неотрывного применения, к свариваемому току прибавляется ток с повышенной частотой (150-250 кГц) и с великой значимостью в напряжении (3000-6000 В). Загорание подобной дуги может появляться даже без касания электрода к поверхности свариваемой детали, а действие горения самой дуги весьма крепкое даже с невеликим числом тока, который идет от сварного трансформатора. Это осуществляется благодаря большой частоте тока, она поступает от осциллятора. При работе с данным оборудованием, полностью отсутствует опасность сварщика при подобных значениях тока.
 

Сварной осциллятор с импульсным питанием в основном предназначен для сваривания, оно осуществляется на переменном токе. Не считая начального загорания сварной дуги, устройство, такого типа осуществляет помощь, когда сменяется полярность переменного тока на постоянный ток. Осцилляторы первого вида в условиях постоянной смены полярности сменного тока, они не хорошо способствуют еще одному загоранию дуги, это плохо влияет на работу сварного процесса.

Еще осциллятор имеет качество для бесконтактного загорания сварной дуги. В его электрической схеме находятся конденсаторы, они собирают заряд от особого зарядного устройства. В требуемых моментах еще раз зажечь дугу, эти конденсаторы теряют мощность, и электрический ток их разряда осуществляет подачу в дуговой промежуток.
 

Роль осциллятора при сваривании алюминия
 

Сваривание алюминия, это весьма трудный процесс, поскольку свойства металла имеют низкий уровень свариваемости. Благодаря тому, что устройство придает воздействие на сварочный аппарат, получается, удерживать необходимые параметры сварочной дуги в требуемом режиме, который иногда отличается от обычного, на протяжении соответственно долгого периода по времени. В данном виде работ необходимо верно соблюдать режимы параметров, что бы избежать различных колебаний, которые могут приводить к браку. Для подобных работ, разрешается применять даже самостоятельно собранный осциллятор для сваривания алюминия, если он будет правильно подготовлен.
 

Следует помнить, что аргонодуговое сваривание преимущественно лучше в отличие от сварки электродами с покрытием, поэтому и применяется осциллятор как востребованное дополнительное устройство.
 

Осциллятор для сваривания алюминия собственными руками
 

Данное устройство, оно способствует выполнению сваривания цветных металлов и нержавеющей стали, приобретаться за наличные, а так же вполне реально произвести самостоятельную сборку собственными руками. Что бы собрать вручную осциллятор для сваривания алюминия, стоит позаботиться о том, что бы он был максимально схожий с заводскими моделями. Главным элементом схемы данного устройства считается трансформатор, обеспечивающий увеличение напряжения с 220 до 3000Вольт. Самым сложным в процессе работы считается разработка разрядника, в котором и происходит зажигание электрической искры.
 

Самым важным элементом схемы сварного осциллятора считается колебательный контур, в нем всегда есть встроенный конденсатор блокировки. Подобный контур, в который входит разрядник, и катушка индуктивности решающая главную работу осциллятора, тем самым и, осуществляя генерирование затухание высокочастотных импульсов, улучшающих попытки загорания сварной дуги, и поддерживание ее в стабильном состоянии.

Существует множество разновидностей схем по сбору данного устройства, но залог успеха является в верно выбранных компонентах. В связи с этим, можно приобрести подобные импульсные или не прерывистые осцилляторы. При выборе не прерывистого устройства, требуется защита от большого напряжения, а импульсный легок в изготовлении и считается эффективнее для работы, поскольку он прост.

Должное внимание следует уделить мерам осторожности, которые крайне важны в данном процессе, поскольку неверное подключение схемы или не точный выбор элементов могут испортить сталь, и оказаться весьма опасным для здоровья сварщика. Что бы производить подобные устройства, требуется быть очень хорошим мастером с надлежащими навыками.

Если коснуться правильного использования осцилляторов, требуется знать, что сваривание алюминия при их помощи осуществляется на сменном токе, а нержавейка на постоянном токе прямой полярности.
 

Условия эксплуатации и техника безопасности
 

• Перед запуском устройства в процесс, его требуется пройти регистрацию и инспектирование электросвязи;
 

• Использование осциллятором разрешено как в открытых, так и в закрытых помещениях;
 

• Не следует использовать сварочный осциллятор под открытым небом, при падении осадков или дождя;
 

• Устройство работает в рамках температуры от -10 до +40 градусов по Цельсию;
 

• Требуемая влага в воздухе при работе должна составлять не больше 98%;
 

• Не стоит применять в закрытых комнатах с большим наличием пыли, а еще с едким газом или парами;
 

• Категорически требуется работать с заземлением;
 

• В начале применения, требуется проверить правильность подключения к аппарату;
 

• Совершать проведение сваривания с наличием специальной защиты, которая имеет возможность снятия, только когда аппарат обесточен.

                                                                                               

Схема детектора или индикатора короткозамкнутых витков

Схема очень полезная, тем что очень быстро поможет диагностировать ротор или статор электродвигателя на предмет коротких замыканий.

Если с ротором всё нормально светится зеленый светодиод, если есть короткая, светится красный, всё очень просто.

Схема состоит из двух частей, простого передатчика на основе автогенератора и приёмника. Она реализована на пяти маломощных транзисторах npn структуры, также в схеме имеем две индуктивности аналогичных размеров,

далее подстроечный, желательно многооборотный резистор (P1) для регулировки чувствительности. Ну и всякая мелочь, все компоненты кроме светодиодов и подстроечного резистора можно найти на компьютерных блоках питания.

Маломощные транзисторы вообще не критичны, подойдут любые npn транзисторы малой мощности, схему я собрал на выводных компонентах, плату делал удлиненного типа для удобства работы.

Схема будет работать с большим разбросом номиналов используемых компонентов, дросселя не критичны, их можно мотать на ферритовых гантельках, либо стержнях и те, и другие можно найти на платах компьютерного БП.

Как наматывать дросселя?

Сперва нужно удалить старую обмотку и намотать новую. Первый дроссель имеет индуктивность 2,2 mHn, в моём случае индуктивность раза в два меньше, всего 1000 mHn, намотан проводом 0,05 миллиметров в навал, после намотки на сердечник одеваем термоусадку и дроссель готов.

Индуктивность второго дросселя 470 mHn, будет работать и с разбросом в 30-50% проверено. У меня индуктивность около 550 mHn, провод для намотки использован с диаметром 0,2 мм, но лучше использовать провод 0,1 мм и меньше, чтобы влезло нужное количество витков.

Схему удобно питать от 3 вольтовой литиевой таблетки, ток потребления мизерный.

Готовую плату для надежности можно засунуть в термоусадку.

Наладка делается следующим образом.

Берём исправный ротор от какого-то двигателя и приближаем к дросселям схемы так, чтобы между ними был зазор в пару миллиметров.

Подаем питание на схему, если светится красный светодиод вращаем подстроечник до того момента, когда красный полностью отключиться и начнёт светиться зеленый.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Далее берём любой оголенный провод и замыкаем между собой ламели двигателя, этим имитируя короткое замыкание.

Начинаем вращать ротор, в определенных положениях ротора схема будет фиксировать замыкание, моментально засветится красный диод.

Данная схема без проблем определит замыкание и в обмотке статора, в общем полезная штука.

Я думаю данная схема пригодится любому мастеру в гараже у которого имеется электроинструмент, ведь в каждом из них есть и ротор, и статор.

Можно скачать плату в формате .lay

Автор: АКА КАСЬЯН

Работа осциллятора

LC и детали принципиальной схемы

В этом посте мы собираемся понять, как работают схемы генератора LC, и построим один из популярных генераторов на основе LC — осциллятор Колпитца.

Что такое генераторы

Электронные генераторы используются в большинстве наших повседневных электронных устройств, от цифровых часов до высокопроизводительных процессоров Core i7. Осцилляторы являются сердцем всех цифровых схем, но не только генераторы цифровых схем, но и аналоговые схемы используют колебательные схемы.

Для мгновенного AM, FM радио, где высокочастотные колебания используются в качестве несущего сигнала для передачи сигнала сообщения.

Существует много различных типов генераторов, таких как RC, LC, кварцевые и т. Д. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Таким образом, нет ничего, что можно было бы назвать лучшим или идеальным генератором, мы должны проанализировать обстоятельства нашей схемы и выбрать лучший, который подходит, поэтому мы находим широкий спектр генераторов в повседневно используемых гаджетах.

Генераторы LC

Давайте углубимся в объяснение генератора LC.

Генератор LC состоит из катушки индуктивности и конденсатора, как показано на рисунке ниже.

Емкость конденсатора и резистора определяет колебания на выходе. Так как же они генерируют колебания?

Что ж, нам нужно приложить внешнюю энергию между L и C, то есть напряжение. Когда мы подаем напряжение, конденсатор заряжается. Когда питание отключено, накопленная энергия от конденсатора течет к катушке индуктивности, и катушка индуктивности начинает создавать вокруг нее магнитное поле, пока конденсатор полностью не разрядится.

Когда конденсатор полностью разряжен, магнитное поле вокруг катушки индуктивности разрушается и индуцирует напряжение и заряжает конденсатор с противоположной полярностью, и цикл повторяется.

Заряд и разряд между L и C вызывают колебания, которые называются резонансной частотой. Однако генерация частоты не будет длиться вечно из-за паразитного сопротивления, которое рассеивает энергию в колебательном контуре в виде тепла.

Чтобы поддерживать колебания и использовать колебания с разумной выходной мощностью, нам нужен усилитель с нулевым фазовым сдвигом и обратной связью.

Обратная связь передает небольшой выходной сигнал усилителя обратно в LC-сеть, чтобы компенсировать потери из-за паразитного сопротивления и поддерживать колебания. Таким образом, мы можем генерировать устойчивый синусоидальный сигнал.

Схема приложения:

Вот схема генератора Колпитца, которая может генерировать сигнал около 30 МГц.

О Swagatam

Я инженер-электроник (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем сайта: https: // www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими новаторскими идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какой-либо вопрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Список схем звуковых сигналов и генераторов

Взаимодействие с другими людьми Минималистский осциллограф

Если вы являетесь счастливым обладателем старой трубки осциллографа, возможно, вам будет интересно снова использовать ее по назначению. Все, что вам нужно, — это правильные напряжения на правильных контактах: на практике вам может потребоваться внимательно вглядываться внутрь, чтобы узнать, какие контакты на основании соответствуют электродам ускорения и отклонения, в частности, если номер детали не указан на трубка.Трубка, которая у нас была для экспериментов, представляла собой 7-сантиметровую модель неизвестного происхождения … [подробнее]

Экологически чистый отпугиватель комаров

С возвращением хорошей погоды вы, несомненно, будете получать удовольствие от того, чтобы бездельничать вечером на своем патио или в саду, но даже если вы не окружены болотами или другим мелководьем, очень вероятно, что налетят комары. чтобы испортить эту идиллическую сцену. Хотя в наши дни от них легко избавиться в помещении, даже если они не попадут в дом, этого нельзя сказать о свежем воздухе.Можно упомянуть хорошо известные китайские катушки — единственное, что в них китайское, несомненно, их название — которые очень часто отталкивают людей не меньше, чем комаров, если не больше! Более того, с ними неприятно обращаться . .. [подробнее]

Принципиальная схема генератора импульсов и трассировщика сигналов

Эта простая схема генерирует узкие импульсы с частотой около 700-800 Гц. Импульсы, содержащие гармоники до диапазона МГц, можно вводить в звуковые или радиочастотные каскады усилителей, приемников и т.п. для целей тестирования.Когда все работает исправно, из динамика тестируемого устройства слышен высокий тон. Зажим должен быть соединен с землей тестируемого устройства, касаясь щупом различных ступеней цепи, начиная с последней ступени и поднимаясь вверх по направлению к первой. Когда тональный сигнал больше не слышен, обнаружена неисправная ступень …. [подробнее]

Принципиальная схема генератора мелодий

Вот простейшая схема генератора мелодий, которую вы можете сделать с помощью микросхемы.Серия UM66 — это КМОП ИС, предназначенные для использования в звонках, телефонах и игрушках. Он имеет встроенное ПЗУ, запрограммированное для воспроизведения музыки. Устройство имеет очень низкое энергопотребление. Благодаря технологии CMOS. Мелодия будет доступна на выводе 3 UM66, и здесь она усиливается за счет использования Q1 для управления динамиком. Резистор R1 ограничивает базовый ток Q1 в пределах безопасных значений. Конденсатор. C1 предназначен для подавления шума …. [подробнее]

Переключаемый выходной кварцевый генератор

Эта схема генератора позволяет электронным образом переключать кристаллы с помощью логических команд.Схема лучше всего понять, изначально игнорируя все кристаллы. Кроме того, предположим, что все диоды закорочены, а соответствующие резисторы 1 кОм разомкнуты. Два резистора 1 кОм на неинвертирующем входе IC1 (LT1016) устанавливают на выходе половину напряжения питания, т. Е. + 2,5 В. RC-цепь между выходом и контактом 3 устанавливает фазовую обратную связь, и схема выглядит как широкополосный повторитель с единичным усилением на постоянном токе. Когда кристалл X1 вставлен (помните, что D1 временно закорочен) возникает положительная обратная связь, и колебания начинаются на резонансной частоте кристалла. … [подробнее]

Принципиальная схема симулятора серфинга

Вы мечтаете о пляжном отдыхе на тропическом острове, но у вас нет необходимых средств? У нас есть ответ: соберите симулятор серфинга i-TRIXX, наденьте наушники и помечтайте о себе вдали от этого мрачного царства. Пусть ритмичный порыв волн перенесет вас на залитый солнцем пляж с мягко покачивающимися пальмами, и немного расслабьтесь, прежде чем вернуться к холодной конфронтации с реальностью.Это идеальный вариант для недорогих путешествий …. [подробнее]

Простой генератор белого шума

Этот двухтранзисторный генератор белого шума имеет удивительную особенность — шума на 30 дБ больше, чем у более традиционных конструкций. Q1 и Q2 могут быть любыми малосигнальными транзисторами с бета до 400. Обратно смещенный переход эмиттер-база Q1 обеспечивает источник шума, который подается на базу Q2. Q2 представляет собой простой усилитель с коэффициентом усиления 45 дБ.Улучшенный выходной уровень в основном обусловлен включением C1, который обеспечивает источник переменного тока с низким сопротивлением для источника шума, не нарушая при этом смещения постоянного тока Q1 …. [подробнее]

Схема музыкального генератора с использованием UM66

UM66 — это приятная микросхема музыкального генератора, работающая от напряжения питания 3 В. необходимое питание 3 В подается через стабилитрон. его выходной сигнал снимается с контакта №1 и подается на двухтактный усилитель для управления динамиком с низким сопротивлением.Усилитель класса A перед двухтактным усилителем может использоваться для уменьшения шума и улучшения выходной мощности. UM66 — это трехконтактный корпус ИС, который выглядит как транзистор BC 547 …. [подробнее]

Многотональная сирена

Эта многотональная сирена полезна для сигнализации о взломе, реверсивных сигналов и т. Д. Она издает пять различных звуковых сигналов и гораздо более улавливает слух, чем однотональная сирена. Схема построена на популярном КМОП-генераторе-делителе IC 4060 и небольшом звуковом усилителе LM386.IC 4060 используется в качестве генератора мультитонов. На входе IC 4060 используется индуктор 100 мкГн. Таким образом, он колеблется в диапазоне ВЧ около 5 МГц. Сама IC 4060 делит радиочастотные сигналы на AF и ультразвуковые диапазоны. Аудиосигналы разных частот доступны на выводах 1, 2, 3, 13 и 15 IC 4060 (IC1) …. [подробнее]

Когда звучит сирена

В греческой мифологии сирена была демоническим существом (наполовину птица, наполовину женщина). Позже эта идея воплотилась в искусстве в русалку: сочетание рыбы и женщины.Механические и электромеханические версии были изобретены еще позже, а электронные модели были разработаны в прошлом веке. Сирены характеризуются своей способностью издавать звуки, привлекающие внимание. Таким образом, за исключением моделей из плоти и крови, они используются для предупреждения людей в определенной области о надвигающейся опасности. Электронные версии наиболее подходят для самостоятельного строительства …. [подробнее]

Схема звукового генератора с кукушкой

Эта схема создает двухтональный эффект, очень похожий на песню кукушки.Его можно использовать для дверных звонков или других целей благодаря встроенному звуковому усилителю и громкоговорителю. Используемый в качестве генератора звуковых эффектов, он может быть подключен к внешним усилителям, магнитофонам и т. Д. В этом случае встроенный звуковой усилитель и громкоговоритель можно не устанавливать, а вывод выводить через C8 и землю. Есть два варианта: свободный ход, когда SW1 остается открытым, и однократный, когда SW1 закрыт. В этом случае при каждом нажатии P1 будет воспроизводиться двухтональная песня с кукушкой …. [подробнее]

Схема генератора колокольчиков

Эта схема генерирует двухтональный звонок, аналогичный большинству дверных звонков.Его можно использовать во многих приложениях, кроме дверного звонка. В примечаниях ниже будет дано несколько вариантов для удовлетворения различных потребностей. Схема, показанная на схеме, генерирует «динг-тон» при нажатии P1 и «донг-тон» при отпускании P1. IC1D является генератором частоты первого тона, а IC1F генерирует второй тон …. [подробнее]

Принципиальная схема генератора чириканья сверчка

Эта схема создает удивительно реальную имитацию щебетания сверчка.Подходящая форма звуковой волны генерируется IC2 и соответствующими компонентами, управляя громкоговорителем через Q1. Чтобы обеспечить более реальное поведение, щебетание псевдослучайным образом прерывается двумя таймерами, построенными на IC1C и IC1D, выходы которых смешиваются с IC1B и затем задерживаются по времени IC1A, управляя выводом сброса IC2. .. [подробнее]

Схема двухтональной сирены с использованием одной микросхемы

Эта схема предназначена для детских развлечений и может быть установлена ​​на велосипедах, автомобилях и мотоциклах с батарейным питанием, а также на моделях и различных играх и игрушках.Когда переключатель SW1 расположен, как показано на принципиальной схеме, типичный двухтональный звук автомобилей полиции или пожарной охраны генерируется колебаниями затворов IC1A и IC1B. Когда SW1 установлен в другое положение, старый звук сирены увеличивается по частоте, а затем медленно уменьшается, при нажатии на P1 начинается колебание в IC1C и IC1D …. [подробнее]

Ультразвуковой свисток для собак

Хорошо известно, что многие животные особенно чувствительны к высокочастотным звукам, которые люди не слышат.Доступно множество коммерческих отпугивателей вредителей, основанных на этом принципе, большинство из которых работают в диапазоне от 30 до 50 кГц. Однако моей целью было разработать немного другой и несколько более мощный генератор звуковых частот / ультразвукового звука, который можно было бы использовать для дрессировки собак. Только представьте себе возможности — вы можете заставить своего питомца дважды подумать, прежде чем снова лаять посреди ночи или даже подчинить враждебных собак (и я думаю, грабителям это понравится!) …. [подробнее]

Генератор треугольников / прямоугольных волн

Вот простой генератор треугольных / прямоугольных сигналов, использующий обычный сдвоенный операционный усилитель 1458, который можно использовать в диапазоне от очень низких частот до примерно 10 кГц.Интервал времени для одного полупериода составляет около R * C, и выходы будут обеспечивать ток около 10 миллиампер. Амплитуда треугольника может быть изменена регулировкой резистора 47 кОм, а смещение формы волны может быть удалено путем добавления конденсатора последовательно с выходом …. [подробнее]

Ночные животные Whisker

его схема оказалась очень полезной для защиты от летучих мышей и других ночных животных подальше от террасы или крыльца. Вы можете использовать его для аналогичных или разных целей.Лампа загорается с задержкой 4-5 секунд и гаснет около 1 минуты 15 секунд …. [подробнее]

Репеллент от насекомых

Этим летом отпугните этих отвратительных насекомых в своем саду с помощью этой схемы репеллентов. Схема, разработанная Грэмом Мейнардом, состоит из петли фазовой автоподстройки частоты (CMOS 4047), соединенной как генератор 22 кГц … [подробнее]

Электронная канарейка

Чувствуете себя веселым? Привлекайте новых друзей с помощью этого модифицированного осциллятора Хартли.Вы также можете использовать его как замену дверного звонка …. [подробнее]

Осциллятор обратного смещения

Есть несколько npn-транзисторов, которые будут колебаться в звуковом диапазоне при обратном смещении. Минимальное напряжение питания составляет 7 В для транзисторов малой мощности, таких как BC109, BC238 и 2N2222A, оно становится 12 В для транзисторов средней мощности, таких как BD139, и 16 В для силовых транзисторов, таких как BUX22 и 2N6543. Ток потребления составляет 4 мА при 9 В, а частота колебаний — 550 Гц.База обычно остается открытой …. [подробнее]

Генератор функций

Эта схема, построенная на одной ИС генератора сигналов 8038, генерирует синусоидальные, прямоугольные или треугольные волны от 20 Гц до 200 кГц в четырех диапазонах переключения … [подробнее]

Генератор звука кукушки

Эта схема генерирует двухтональный эффект, очень похожий на звук кукушки.Его можно использовать для дверных звонков или других целей благодаря встроенному звуковому усилителю и громкоговорителю …. [подробнее]

Двухтональная сирена One-IC

Эта схема предназначена для детских развлечений и подходит для установки на велосипедах, автомобилях и мотоциклах с батарейным питанием, а также в моделях и других играх …. [подробнее]

555 тон-генератор (динамик 8 Ом)

Это базовый генератор прямоугольных импульсов 555, используемый для генерации тона 1 кГц из динамика 8 Ом.В схеме слева динамик изолирован от генератора транзистором средней мощности NPN, который также обеспечивает больший ток, чем может быть получен непосредственно от 555 (предел = 200 мА). Небольшой конденсатор используется на базе транзистора для замедления времени переключения, что снижает индуктивное напряжение, создаваемое динамиком. [подробнее]

Основные сведения об осцилляторах LC

Производство

LC-генератор на самом деле является генератором обратной связи, в цепи обратной связи которого используются конденсаторы и катушки индуктивности.Он может быть построен из транзистора, операционного усилителя, лампы или другого активного (усилительного) устройства. Колебания вызываются подачей части выходного сигнала усилителя на его вход. Этот сигнал обратной связи должен применяться синхронно с исходным входным сигналом. Усилитель обычно представляет собой инвертор, который сам обеспечивает сдвиг фазы на 180 ^o , а дополнительный сдвиг фазы на 180 ^o должен быть обеспечен другими средствами.

В цепи LC-генератора цепь обратной связи представляет собой настроенную цепь (часто называемую контуром резервуара).Настроенный контур представляет собой резонатор, состоящий из соединенных вместе индуктора (L) и конденсатора (C). Заряд течет вперед и назад между пластинами конденсатора через катушку индуктивности, поэтому настроенная схема может накапливать электрическую энергию, колеблющуюся на своей резонансной частоте. В цепи резервуара есть небольшие потери, но усилитель компенсирует эти потери и подает мощность для выходного сигнала. LC-генераторы часто используются на радиочастотах, когда необходим настраиваемый источник частоты, например, в генераторах сигналов, настраиваемых радиопередатчиках и гетеродинах в радиоприемниках.Типичными схемами LC-генератора являются схемы Хартли, Колпитса и Клаппа.

Топология

В генераторе LC цепь обратной связи в основном состоит из трех импедансов (см. Рисунок 1). Все три импеданса Z1, Z2 и Z3 являются чистыми элементами реактивного сопротивления, что означает, что они могут быть емкостными или индуктивными, в зависимости от наших проектных требований. На рисунке 1 для удобства мы показали усилительный элемент как операционный усилитель, но можно использовать и другие устройства.

Рис. 1. Топология генератора LC

Посмотрев на рис. 1, вы увидите, что коэффициент обратной связи (коэффициент усиления по напряжению цепи обратной связи), B (f), можно выразить в форме, которая напоминает уравнение, описывающее резистивный делитель напряжения.

В (ж) = Z1 / (Z1 + Z3)

(1)

Обычно Z1 и Z2 имеют одинаковый тип реактивного сопротивления, а Z3 — «противоположного» типа. Например, если бы Z1 и Z2 были конденсаторами, то Z3 был бы индуктором; если бы Z1 и Z2 были индукторами, то Z3 был бы конденсатором.

Здесь стоит напомнить, что необходимые условия для колебания:

| A (f) · B (f) | ≥1

(2)

и

arg A (f) + arg B (f) = 2πn, n = 0,1,2,3… ..

(3)

Где A (f), B (f) — коэффициент усиления усилителя и коэффициент обратной связи соответственно. Как правило, как усилитель, так и цепь обратной связи изменяют величину и фазу сигнала. Итак, и A, и B являются комплексными значениями, и каждое значение имеет величину и аргумент (фазу).

Генератор Колпитца

Генератор обратной связи, в котором используются конденсаторы C1 и C2 для Z1 и Z2 и индуктор L1 для Z3, известен как генератор Колпитца (см. Рисунок 2). Генератор Колпитца был изобретен в 1918 году американским инженером Эдвином Х. Колпитцем. Схема Колпитца, как и другие генераторы LC, состоит из устройства усиления (такого как биполярный переходной транзистор, полевой транзистор, операционный усилитель или вакуумная лампа), выход которого соединен с входом в контуре обратной связи, содержащей параллельную LC-цепь ( настроенная схема), который функционирует как полосовой фильтр для установки частоты колебаний.

Рис. 2. Топология генератора Колпитца

Частота колебаний фактически является резонансной частотой. При резонансе полное емкостное и полное индуктивное реактивные сопротивления вычитаются:

Z1 + Z2 + Z3 = 0 => (-j / 2πfoC1) + (-j / 2πfoC2) + (j2πfoL1) = 0 => Fo = 1 / 2πSQR (LC)

(4)

(SQR — квадратный корень)

L — индуктивность L1 в Генри, а C — эквивалентная емкость элементов C1 и C2 в Фарадах. Термин C эквивалентен последовательной комбинации C1 и C2 стандартным образом:

C = (C1 · C2) / (C1 + C2)

(5)

Математическое выражение для B (f) может быть получено из (3): B (f) = Z1 / (Z1 + Z3)

При резонансе (см. Уравнение 4):

Z1 + Z3 = -Z2

(6)

Итак, B (f) = — Z1 / Z2 при резонансе.Таким образом, математическое выражение для B (fo) имеет вид:

В (fo) = — C2 / C1

(7)

Уравнение (7) утверждает, что при резонансе коэффициент обратной связи является чисто отрицательным числом, что означает, что цепь обратной связи сама обеспечивает 180 ^o (π рад) фазового сдвига. При использовании инвертирующего усилителя (который также обеспечивает фазовый сдвиг 180 ^o ) нет сомнений в том, что условие, сформулированное уравнением (3), хорошо выполняется.

Теперь давайте посмотрим, выполняется ли условие, сформулированное в (2):

В нашем примере усилитель представляет собой инвертирующий усилитель на базе операционного усилителя.Таким образом, его коэффициент усиления по напряжению определяется выражением:

А (розетка) = — R2 / R1

(8)

Комбинируя (2), (7) и (8), получаем:

— (R2 / R1) (- C2 / C1) ≥1 => R2 / R1≥C1 / C2

(9)

Уравнение (9) утверждает, что схема будет колебаться, если коэффициент усиления усилителя равен или превышает C1 / C2. Таким образом, C1 / C2 — это минимально необходимое усиление. На практике соотношение C1 / C2 — это компромисс между амплитудой и стабильностью. При выборе минимального коэффициента усиления общий коэффициент усиления контура будет равен 1, а амплитуда колебаний останется постоянной.Однако допуски неизбежны. Итак, на практике мы должны выбрать гораздо больший коэффициент усиления, чтобы гарантировать, что колебания будут всегда запускаться. При гораздо большем усилении амплитуда колебаний будет быстро расти со временем, пока усилитель не достигнет насыщения и не начнется отсечение.

Генератор Хартли

Генератор Хартли был изобретен в 1915 году американским инженером Ральфом Хартли. Отличительной особенностью генератора Хартли является то, что настроенная схема состоит из одного конденсатора, включенного параллельно с двумя последовательно включенными индукторами (или с одной ответвленной катушкой индуктивности), а сигнал обратной связи, необходимый для генерации колебаний, берется из центрального соединения двух индукторов.

Рис. 3. Топология осциллятора Хартли

Классический осциллятор Хартли показан на рис. 3. Принципиальное различие между осцилляторами Хартли и Колпитца заключается в типе элементов реактивного сопротивления, используемых для Z1, Z2 и Z3. В генераторе Колпитца Z1 и Z2 емкостные, но в версии Хартли они индуктивные. Генератор Хартли может использовать индуктивность с ответвлениями, но по-прежнему является генератором Хартли. Кроме того, Z3 является индуктивным у Колпиттов, но емкостным у Хартли.Схема на рисунке 3 будет колебаться (см. Уравнение 4) с частотой f _o , определяемой по формуле:

f _o = 1 / 2πSQR [(L1 + L2) C1]

(10)

Как и у осциллятора Колпитца, номинальное усиление осциллятора Хартли составляет R2 / R1, а минимальное усиление — L1 / L2.

Осциллятор Клаппа

Осциллятор Клаппа на самом деле является модифицированной версией осциллятора Колпитса. Генератор Клаппа — это генератор Колпитца, в котором есть дополнительный конденсатор, включенный последовательно с катушкой индуктивности.Он был опубликован Джеймсом Килтоном Клэппом в 1948 году.

Рис. 4. Топология генератора Клаппа

Что касается условной схемы на рис. 4, то сеть состоит из одной катушки индуктивности и трех конденсаторов. Конденсаторы C1 и C2 образуют делитель напряжения, который определяет величину напряжения обратной связи, подаваемого на вход усилителя. Частоту колебаний можно найти из (4), и она составляет:

(11)

Схема Клаппа часто предпочтительнее схемы Колпитса для построения генератора переменной частоты (VFO).В VFO Колпитца делитель напряжения содержит переменный конденсатор (C1 или C2). Это приводит к изменению напряжения обратной связи, что иногда снижает вероятность того, что схема Колпитса будет генерировать колебания в части желаемого диапазона частот. Этой проблемы можно избежать в схеме Клаппа за счет использования постоянных конденсаторов в делителе напряжения и переменного конденсатора (C ₀ ), включенных последовательно с катушкой индуктивности.

Как и у осциллятора Колпитса, номинальное усиление осциллятора Клаппа составляет R2 / R1.И минимальное усиление — C1 / C2.

Практические схемы

Реализация генератора Колпитца на дискретных транзисторах показана на рисунке 5a. Делитель напряжения на разделенных конденсаторах, обеспечивающий обратную связь, состоит из C2 и C3. Как правило, C3 имеет большее значение, чем C2. Резистор R3 смещает транзистор, а R1 обеспечивает стабильность. Выходной сигнал формируется через R1. Частота колебаний определяется резонансным контуром резервуара Z, который подключен к базе транзистора через C4, как показано.

Цепь резервуара состоит из катушки и конденсатора, которые могут быть подключены последовательно, как показано на рисунке 5b, или параллельно, как показано на рисунке 5c. Последовательная схема представляет собой генератор Клаппа.

Рис. 5. Практический генератор Колпитца использует параллельную цепь резервуара. Последовательная схема представляет собой генератор Клаппа

. Генератор Хартли может быть построен, как показано на рисунке 6. Опять же, биполярный транзистор является элементом, создающим усиление. Резисторы R1 и R2 смещают Q1 и не служат никакой другой цели.Частота колебаний определяется резонансным контуром резервуара, который состоит из L1 и C1, а выходной сигнал может приниматься либо с эмиттера транзитора через C5, либо с катушки L2, которая подключена к L1. Положение отвода L1 — это компромисс между стабильностью и амплитудой выходного сигнала.

Рис. 6. Типичный генератор Хартли

Генераторы Хартли и Колпиттса представляют собой схемы с общим коллектором, потому что коллектор транзистора находится на заземлении переменного тока благодаря наличию байпасного конденсатора — этот конденсатор C5 на рис. C4 в Fihure 6.

Генератор Армстронга

Есть много дополнительных типов генераторов LC, но два из них особенно интересны с исторической точки зрения. Генератор Армстронга назван в честь майора Эдвина Армстронга, который изобрел регенеративный детектор, супергетеродинное радио, частотную модуляцию и другие вещи. Практическая схема генератора Армстронга показана на рисунке 7. Эта схема использует полевой транзистор в качестве элемента усиления; в оригинальной схеме Армстронга использовалась лампа.Другое популярное название осциллятора Армстронга — «тиклерный осциллятор», мы скоро поймем, почему.

Рис. 7. Типичный генератор Армстронга

Частота колебаний контура Армстронга определяется значениями компонентов в параллельном резонансном контуре резервуара, состоящем из C1 и L1. Катушка обратной связи, или катушка «щекотки», L2, тесно связана с L1, и этот механизм служит для подачи части выходного сигнала обратно на вход. Необходимо следить за тем, чтобы взаимная индуктивность между L2 и L1 имела правильную «полярность».В противном случае обратная связь будет происходить с неверным шагом, и цепь не будет колебаться.

Величина обратной связи или регенерации регулируется переменным резистором R3; этот резистор контролирует количество тока, протекающего в катушке тиклера. В более старых схемах катушка тиклера была намотана на механизм, который позволял изменять положение катушки относительно L1, когда связь была максимальной, то же самое было и с обратной связью. Частоту колебаний генератора Армстронга можно вычислить, подставив значения L1 и C1 в резонансное уравнение (4), которое мы вводили ранее в этой статье.

Генератор TITO

Наш последний LC-генератор в прошлом назывался разными именами. В более старых текстах, которые иллюстрируют использование схем на электронных лампах, схема называется генератором с настроенной сеткой и пластиной (TGTP). Совсем недавно он был назван генератором с настроенным базовым коллектором (TBTC). Возможно, теперь, когда у нас есть так много типов усилительных устройств, схему следует называть генератором с настроенным входом-настроенным выходом (TITO).

Как бы мы это ни называли, это выглядит примерно как схема, показанная на рисунке 8. Частота колебаний схемы устанавливается контурами резервуара L1 / C1 и L2 / C2. В большинстве учебников рекомендуется, чтобы два контура резервуара резонировали почти на одинаковых, но немного разных частотах.

Рисунок 8. Генератор TITO

Обратная связь в генераторе TITO осуществляется через межэлементную емкость транзистора. Другими словами, Cbe (емкость между базой и эмиттером) и Ccb (емкость между коллектором и базой) не являются внешними конденсаторами; они являются частью структуры транзистора.Поэтому на иллюстрации они показаны штриховой линией.

Осциллятор TITO в наши дни используется редко. Может показаться, что в такой схеме нет конденсаторов и есть только катушки индуктивности, но не обманывайте себя. Разработчики схемы сделали упор на паразитное устройство и емкость цепи, достаточную для создания колебаний с желаемой частотой.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели довольно много основ. Мы рассмотрели теоретические основы ЖК-генераторов.Фактически, теоретические основы LC-осцилляторов основаны на общих концепциях осциллятора обратной связи. Затем мы обратились к осцилляторам Колпитца, Хартли и Клаппа. Изучив их теоретически, мы обсудили несколько практических реализаций схем. Наконец, мы обсудили несколько исторически интересных схем: генератор Армстронга и генератор настроенного входа-настройки-выхода (TITO). В следующей статье мы обсудим RC-генераторы, которые могут быть построены на основе операционных усилителей.

RC-схема генератора с фазовым сдвигом, использующая операционный усилитель

A Phase Shift Oscillator представляет собой схему электронного генератора , которая выдает синусоидальный выходной сигнал. Он может быть сконструирован с использованием транзистора или операционного усилителя в качестве инвертирующего усилителя. Как правило, эти генераторы сдвига фазы используются в качестве генераторов звукового сигнала. В RC-генераторе с фазовым сдвигом фазовый сдвиг на 180 градусов генерируется RC-цепью, а еще на 180 градусов генерируется операционным усилителем, поэтому результирующая волна инвертируется на 360 градусов.

Помимо генерации синусоидального сигнала, они также используются для обеспечения значительного контроля над процессом фазового сдвига. Другие применения генераторов фазового сдвига:

1. В аудиогенераторах
2. Инвертор синусоидальной волны
3. Синтез голоса
4. GPS-навигаторы
5. Музыкальные инструменты.

Прежде чем мы начнем проектировать RC-генератор с фазовым сдвигом, давайте узнаем больше о фазе и фазовом сдвиге.

Что такое фаза и фазовый сдвиг?

фазы является полным периодом цикла синусоидальной волны в качестве ссылки на 360 градусов.Полный цикл определяется как интервал, необходимый для того, чтобы сигнал вернул свое произвольное начальное значение. Фаза обозначается как отмеченная точка на этом цикле сигнала. Если мы видим синусоидальную волну, мы можем легко определить фазу.

На изображении выше показан полный волновой цикл. Начальная начальная точка синусоидальной волны — это 0 градусов по фазе, и если мы определим каждый положительный и отрицательный пик и 0 точек, мы получим фазу 90, 180, 270, 360 градусов.Таким образом, когда начинается синусоидальный сигнал, это путешествие, кроме 0 градусов ссылки, мы называем это сдвига фазы дифференцировать от 0 градусов ссылки.

Если мы увидим следующее изображение, мы определим, как выглядит синусоидальная волна со сдвигом фазы …

На этом изображении представлены две синусоидальные сигнальные волны переменного тока, первая зеленая синусоидальная волна имеет 360 градусов в фазе , а красная — фаза, сдвинутая на 90 градусов относительно фазы зеленого сигнала.

Этот сдвиг фазы может быть выполнен с использованием простой RC-цепи.

RC-фазовый генератор

Простой RC-генератор с фазовым сдвигом обеспечивает минимальный фазовый сдвиг 60 градусов.

На изображении выше показана RC-цепь с однополюсным фазовым сдвигом или лестничная схема , которая сдвигает фазу входного сигнала на 60 градусов или меньше.

В идеале фазовый сдвиг выходной волны RC-цепи должен составлять 90 градусов, но на практике это прибл.60 градусов, так как конденсатор не идеален. Формула для расчета фазового угла RC-цепи приведена ниже:

  φ = загар -1  (Xc / R)  

Где, Xc — реактивное сопротивление конденсатора, а R — резистор, включенный в RC-цепочку.

Если мы каскадируем туда RC-сеть, мы получим фазовый сдвиг на 180 градусов и .

Теперь для создания выходных колебаний и синусоидальной волны нам нужен активный компонент, транзистор или операционный усилитель в инвертирующей конфигурации.

Если вы хотите узнать больше о RC Phase Shift Oscillator, то перейдите по ссылке

Зачем использовать операционный усилитель для RC-генератора с фазовым сдвигом вместо транзистора?

Существуют некоторые ограничения на использование транзисторов для построения RC-фазового генератора:

1. Стабильно только на низких частотах.
Для генератора с фазовым сдвигом
2. RC требуется дополнительная схема для стабилизации амплитуды сигнала.
3. Точность частоты не идеальна, и он не защищен от шумных помех.
4. Неблагоприятный эффект нагрузки. Из-за образования каскада входное сопротивление второго полюса изменяет свойства сопротивления резисторов фильтра первого полюса. Чем больше фильтров каскадно, тем хуже ситуация, так как это повлияет на точность вычисленной частоты генератора фазового сдвига.

Из-за затухания на резисторе и конденсаторе потери на каждом каскаде увеличиваются, и общие потери составляют примерно 1/29 входного сигнала.

Поскольку схема затухает на 1/29, нам необходимо восстановить потерю.Узнайте больше о них в нашем предыдущем руководстве.

RC-генератор с фазовым сдвигом на ОУ

Когда мы используем операционный усилитель для RC-генератора с фазовым сдвигом, он работает как инвертирующий усилитель. Изначально входная волна попала в RC-сеть, из-за чего мы получаем сдвиг фазы на 180 градусов. И этот выход RC подается на инвертирующий вывод операционного усилителя.

Теперь, когда мы знаем, что операционный усилитель будет производить сдвиг фазы на 180 градусов, когда он функционирует как инвертирующий усилитель.Таким образом, мы получаем фазовый сдвиг выходной синусоиды на 360 градусов. Этот RC-генератор с фазовым сдвигом, использующий операционный усилитель, обеспечивает постоянную частоту даже при изменяющихся условиях нагрузки.

Необходимые компоненты

• Микросхема операционного усилителя — LM741
• Резистор — (100k — 3nos, 10k — 2nos, 4.7k)
• Конденсатор — (100pF — 3nos)
• Осциллограф

Принципиальная схема

Моделирование RC-генератора с фазовым сдвигом с помощью операционного усилителя

Генератор

с фазовым сдвигом RC обеспечивает точный выход синусоидальной волны.Как вы можете видеть в видео моделирования в конце, мы установили щуп осциллографа на четыре ступени схемы.

Щуп осциллографа	Тип волны
Первый — A	Входная волна
Второй — B	Синусоидальная волна с фазовым сдвигом 90 градусов
Третий — C	Синусоидальная волна с фазовым сдвигом 180 градусов
Четвертый — D	Выходная волна (синусоида) с фазовым сдвигом на 360 градусов

Здесь сеть обратной связи предлагает сдвиг фазы на 180 градусов.Мы получаем 60 градусов от каждой сети RC. А оставшийся фазовый сдвиг на 180 градусов генерируется операционным усилителем в инвертирующей конфигурации.

Для расчета частоты колебаний используйте следующую формулу:

  F = 1 / 2πRC√2N  

Недостатком RC-генератора с фазовым сдвигом, использующего операционный усилитель, является то, что он не может использоваться для высокочастотных приложений. Потому что всякий раз, когда частота слишком высока, реактивное сопротивление конденсатора очень низкое, и это действует как короткое замыкание.

Основы, конструкция, принцип работы и типы

Большинство бытовых электронных устройств вокруг нас, таких как мобильные телефоны, телевидение, радио, MP3-плееры и т. Д., Представляют собой комбинацию цифровой и аналоговой электроники. Везде, где есть беспроводная передача / прием или звуковые сигналы задействованы в электронной конструкции, нам понадобятся периодические колебательные электронные сигналы, эти сигналы называются Осциллирующими сигналами и очень полезны при беспроводной передаче или для выполнения операций, связанных с синхронизацией.

Осциллятор в электронике обычно относится к схеме, которая способна генерировать сигналы. Форма волны может быть синусоидальной, треугольной или даже зубчатой. Некоторые из наиболее распространенных схем генератора — это LC-схема, Tank-схема и т. Д. Генератор с управляемым напряжением — это генератор, который выдает колебательные сигналы (формы волны) с переменной частотой. Частота этого сигнала изменяется путем изменения величины входного напряжения.А пока вы можете представить себе генератор, управляемый напряжением (ГУН), как черный ящик, который принимает напряжение переменной величины и выдает выходной сигнал переменной частоты, а частота выходного сигнала прямо пропорциональна величине входного напряжения. . В этом уроке мы узнаем больше об этом черном ящике и о том, как использовать его в наших проектах.

Принцип работы VCO

Существует множество типов схем ГУН ; очень простой может быть построен, просто используя конденсатор, катушку индуктивности и резистор для создания цепи резервуара.Также операционные усилители, мультивибраторы, транзисторы, таймеры 555 также могут быть использованы для построения колебательных контуров . Кроме того, существуют специальные пакеты IC, такие как LM566, LM567 и т. Д., Которые могут действовать как VCO. Чтобы понять основную идею VCO, давайте рассмотрим RC-генератор.

В RC-генераторе частота выходной волны зависит от емкости конденсатора, используемого в схеме, поскольку частота задается формулами

  Частота (f) = 1/  2   πRC  

Следовательно, в этом случае частота колебаний обратно пропорциональна значению емкости, используемой в цепи.Итак, теперь, чтобы управлять выходной частотой и заставить его работать как ГУН, мы должны изменять емкость конденсатора в зависимости от значения входного напряжения. Этого можно добиться с помощью варакторных диодов. Эти диоды изменяют значение емкости на них в зависимости от приложенного напряжения. Ниже показан пример выходного графика ГУН.

Предположим, что управляющее напряжение равно Vc, а выходная частота — fo. Затем в нормальных рабочих условиях на ГУН подается номинальное напряжение, для которого ГУН выдает номинальную частоту.По мере увеличения входного напряжения (управляющего напряжения) выходная частота увеличивается, и наоборот.

Типы генераторов, управляемых напряжением

Существует много типов схем ГУН, используемых в различных приложениях, но их можно в целом разделить на два типа в зависимости от их выходного напряжения.

Гармонические генераторы: Если форма выходного сигнала генератора синусоидальная, то она называется гармоническими осцилляторами.В эту категорию попадают RC, LC-цепи и резервуары. Эти типы осцилляторов сложнее реализовать, но они более стабильны, чем осциллятор релаксации. Генераторы гармонических колебаний также называются генераторами, управляемыми линейным напряжением.

Осциллятор релаксации: Если выходной сигнал осциллятора имеет пилообразную или треугольную форму, тогда осциллятор называется осциллятором релаксации. Их сравнительно легко реализовать и, следовательно, они наиболее широко используются.Осциллятор релаксации может быть дополнительно классифицирован как

.

• Генератор с эмиттерно-управляемым напряжением
• Заземленный конденсатор Генератор, управляемый напряжением
• Кольцевой генератор с управлением напряжением на основе задержки

Генератор, управляемый напряжением — Практическое применение

Как упоминалось ранее, VCO можно просто построить с использованием пары RC или LC, но в реальных приложениях этого никто не делает.Есть специальная ИС, которая может генерировать колебания в зависимости от входного напряжения. Одной из таких широко используемых ИС является LM566 от National Semiconductor.

Эта ИС способна генерировать как треугольную, так и прямоугольную волну , и номинальная частота этой волны может быть установлена ​​с помощью внешнего конденсатора и резистора. Позже эту частоту можно также изменять в реальном времени в зависимости от подаваемого на нее входного напряжения.

Схема контактов LM566 IC показана ниже

ИС может работать как от одного источника питания, так и от двух шин питания с рабочим напряжением до 24 В.Контакты 3 и 4 — это выходные контакты, которые дают нам прямоугольную и треугольную волну соответственно. Номинальная частота может быть установлена ​​путем подключения конденсатора и резистора правильного значения к контактам 7 и 6.

Формулы для расчета значений R и C на основе выходной частоты (Fo) задаются формулами

  Fo = 2,4 (Vss - Vc) / Ro + Co + Vss  

Где,

Vss — это напряжение питания (здесь 12 В), а Vc — управляющее напряжение, приложенное к контакту 5, в зависимости от величины которой регулируется выходная частота.(Здесь мы сформировали делитель потенциала, используя резистор 1,5 кОм и резистор 10 кОм для подачи постоянного напряжения на вывод 5). Примерная принципиальная схема LM566 показана ниже

.

В практических приложениях резисторы 1,5 кОм и 10 кОм можно игнорировать, а управляющее напряжение можно напрямую подавать на вывод 5. Вы также можете изменить значение Ro и Co в зависимости от требуемого диапазона выходной частоты. Также обратитесь к таблице данных, чтобы проверить, насколько линейно изменяется выходная частота относительно входного управляющего напряжения.Значение выходной частоты регулируется с помощью управляющего напряжения (на выводе 5) в соотношении 10: 1, что помогает нам в обеспечении широкого диапазона управления.

Приложения VCO

• Частотная манипуляция
• Частотные идентификаторы
• Распознаватели тональных сигналов клавиатуры
• Генераторы часов / сигналов / функций
• Используется для построения контуров фазовой синхронизации.

Генератор, управляемый напряжением, является основным функциональным блоком в системе фазовой автоподстройки частоты.Итак, давайте также разберемся с контуром с фазовой синхронизацией , почему он важен и что делает ГУН внутри контура с фазовой синхронизацией.

Что такое контур фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ)?

Phase Lock Loop, также называемый PPL, представляет собой систему управления, которая в основном состоит из трех важных блоков. Это фазовый детектор, фильтр нижних частот и генератор, управляемый напряжением. Вместе эти три образуют систему управления, которая постоянно регулирует частоту выходного сигнала в зависимости от частоты входного сигнала.Блок-схема ФАПЧ показана ниже

.

Система ФАПЧ используется в приложениях, где высокая стабильная частота (f _OUT ) должна быть получена из сигнала нестабильной частоты (f _IN ). Основная функция схемы ФАПЧ — производить выходной сигнал с той же частотой, что и входной. Это очень важно для беспроводных приложений, таких как маршрутизаторы, системы передачи радиочастот, мобильные сети и т. Д.

Фазовый детектор сравнивает входную частоту (f _IN ) с выходной частотой (f _OUT ), используя предоставленный тракт обратной связи.Разница в этих двух сигналах сравнивается и выражается в виде значения напряжения и называется сигналом напряжения ошибки. С этим сигналом напряжения также будет связан некоторый высокочастотный шум, который можно отфильтровать с помощью фильтра нижних частот. Затем этот сигнал напряжения подается на ГУН, который, как мы уже знаем, изменяет выходную частоту на основе предоставленного сигнала напряжения (управляющего напряжения).

PLL — Практическое применение

Одна из часто используемых интегральных схем ФАПЧ — это LM567 .Это ИС декодера тона, то есть она прослушивает определенный пользователем тип тона на контакте 3, если этот тон получен, он подключает выход (контакт 8) к земле. То есть, в основном, чтобы прослушивать весь звук, доступный на частоте, и постоянно сравнивать частоту этих звуковых сигналов с заданной частотой с помощью техники PLL. Когда частоты совпадают, выходной контакт становится низким. Вывод микросхемы LM567 показан ниже, схема очень чувствительна к шуму, поэтому не удивляйтесь, если вам не удастся заставить эту микросхему работать на макетной плате.

Как показано на выводе, ИС состоит из схемы детектора фазы I и Q внутри нее. Эти фазовые детекторы проверяют разницу между заданной частотой и входным частотным сигналом. Внешние компоненты используются для установки значения этой заданной частоты. Микросхема также состоит из схемы фильтра, которая фильтрует неустойчивый шум переключения, но для этого требуется внешний конденсатор, подключенный к выводу 1. Вывод 2 ^nd используется для установки полосы пропускания ИС, чем выше емкость, тем ниже будет емкость. пропускная способность.Контакты 5 и 6 используются для установки значения заданной частоты. Это значение частоты может быть рассчитано с использованием следующих формул

Базовая схема микросхемы LM567 показана ниже.

Входной сигнал, частота которого должна сравниваться, подается на вывод 3 через фильтрующий конденсатор номиналом 0,01 мкФ. Эта частота сравнивается с заданной частотой. Частота устанавливается с помощью резистора 2,4 кОм (R1) и конденсатора 0,0033 (C1), эти значения могут быть рассчитаны в соответствии с вашей установленной частотой, используя приведенные выше формулы.

Когда входная частота совпадает с заданной частотой, выходной контакт (контакт 8) будет заземлен. В противном случае этот штифт останется высоким. Здесь мы использовали резистор (R _L ) в качестве нагрузки, но обычно это будет светодиод или зуммер, как того требует конструкция. Таким образом, LM567 использует возможность VCO для сравнения частот , что очень полезно в приложениях, связанных с аудио / беспроводной связью.

Надеюсь, теперь вы получили хорошее представление о VCO. Если у вас есть сомнения, разместите их в разделе комментариев или воспользуйтесь форумом.

Также проверьте:

Цепи общего пользования с меткой «осциллятор» — CircuitLab

Теперь показаны схемы 1-20 из 61. Сортировать по недавно измененное имя

	Осциллятор Equiv. Схема ОБЩЕСТВЕННЫЙ Автор: Starblazar | обновлено 15 сентября 2020 г. кристалл осциллятор
	555 Таймер как нестабильный мультивибратор (осциллятор) ОБЩЕСТВЕННЫЙ Таймер 555 можно использовать с несколькими резисторами и конденсатором, чтобы создать генератор, переключая состояния при зарядке и разрядке конденсатора. от CircuitLab | обновлено 7 июня 2017 г. 555 осциллятор постоянная времени
	Осциллятор Вайна-Бриджа ОБЩЕСТВЕННЫЙ автор: Jtribble | обновлено 10 апреля 2016 г. осциллятор Wein-Bridge
	Осциллятор операционного усилителя ОБЩЕСТВЕННЫЙ Простая схема операционного усилителя для генерации прямоугольных волн по Drhawley | обновлено: 8 апреля 2016 г. нестабильный мультивибратор операционный усилитель осциллятор релаксационный осциллятор
	прямоугольный генератор, перерисованный ОБЩЕСТВЕННЫЙ По сути, та же схема генератора / нестабильного мультивибратора, что и раньше, только построена немного иначе по Drhawley | обновлено: 7 апреля 2016 г. осциллятор
	7555-Astable-VCO ОБЩЕСТВЕННЫЙ Астабильный генератор 7555, управляемый arduino. по langsound | обновлено 19 марта 2015 г. 7555 осциллятор vco
	переменная-hz-7555 ОБЩЕСТВЕННЫЙ 7555 нестабильный генератор.делайте тоны, а не войну. по langsound | обновлено 11 марта 2015 г. 7555 осциллятор переменная-Гц
	Реле ОБЩЕСТВЕННЫЙ Простая схема реле, подключенная к генератору. по rdaviselec | обновлено 23 февраля 2015 г. осциллятор реле
	Осциллятор Ondes Triangulaires ОБЩЕСТВЕННЫЙ пользователя patrick.лаурин.3 | обновлено: 8 августа 2014 г. осциллятор треугольник треугольный волна
	Oscillateur Ondes Carrées ОБЩЕСТВЕННЫЙ пользователя patrick.лаурин.3 | обновлено: 8 августа 2014 г. осциллятор площадь волна
	Прототип CW передатчика ОБЩЕСТВЕННЫЙ по nathanpc | обновлено 25 мая 2014 г. cw нпн осциллятор рф передатчик xtal
	Успешный осциллятор.ОБЩЕСТВЕННЫЙ по Lanbergld | обновлено 26 декабря 2013 г. цепь конвертер частота ветчина местный осциллятор радио
	MAX038 Генератор функций ОБЩЕСТВЕННЫЙ Автор FalloutBe | обновлено 16 декабря 2013 г. усилитель мощности функция генератор max038 осциллятор
	Простой линейно-импульсный ГУН ОБЩЕСТВЕННЫЙ автор legoboy468 | обновлено 26 июля 2013 г. Похожие записи Художественная ковка это: Кованые изделия как воплощение искусства 27.11.202127.11.2020 Как самому сделать солнечную батарею: Как сделать солнечную батарею своими руками 26.11.202127.11.2020 Генератор бензиновый самый маленький: 10 самых маленьких генераторов — рейтинг 2020 25.11.202127.11.2020 Автор alexxlab Просмотр всех записей alexxlab → Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт