Kretser til enkle lavfrekvente generatorer. Den enkleste lydfrekvensgeneratoren Hvordan lage en krystalltoneoscillator

Denne artikkelen beskriver en enkel lydfrekvensgenerator, med andre ord en diskanthøyttaler. Kretsen er enkel og består av kun 5 elementer, batteri og knapp er ikke medregnet.

Beskrivelse av kretsen:
R1 setter forskyvningen til bunnen av VT1. Og ved hjelp av C1 gis tilbakemelding. Høyttaleren er lasten til VT2.

Montering:
Så vi trenger:
1) Et komplementært par med 2 transistorer, det vil si en NPN og en PNP. Nesten alle med lav effekt vil gjøre det, for eksempel KT315 og KT361. Jeg brukte det jeg hadde for hånden - BC33740 og BC32740.
2) Kondensator 10-100nF, jeg brukte 47nF (merket 473).
3) Trimmermotstand ca 100-200 kOhm
4) Enhver høyttaler med lav effekt. Du kan bruke hodetelefoner.
5) Batteri. Nesten alle er mulig. Finger, eller krone, forskjellen vil bare være i generasjonsfrekvens og kraft.
6) Et lite stykke folieglass, hvis du planlegger å gjøre alt på brettet.
7) Knapp eller vippebryter. Jeg brukte en knapp fra en kinesisk laserpeker.

Så. Alle deler er samlet. La oss begynne å lage brettet. Jeg laget et enkelt overflatemonteringsbrett mekanisk (det vil si ved hjelp av en kutter).

Så alt er klart for montering.

Først installerer vi hovedkomponentene.

Så lodder vi inn strømledningene, et batteri med knapp og høyttaler.

Videoen viser driften av kretsen fra et 1,5V batteri. Innstillingsmotstanden endrer generasjonsfrekvensen

Liste over radioelementer

Betegnelse	Type	Valør	Mengde	Merk	Butikk	Notisblokken min
VT1	Bipolar transistor	KT315B	1			Til notisblokk
VT2	Bipolar transistor	KT361B	1			Til notisblokk
C1	Kondensator	10-100nF	1			Til notisblokk
R1	Motstand	1-200 kOhm	1

Intermitterende tonegeneratorkretser er laget på LM555-brikker, flere forskjellige alternativer for forskjellige applikasjoner.

Skjematisk diagram

Du kan lage en intermitterende tonesignalgenerator i henhold til diagrammet i fig. 1. Den lar deg kontrollere start av drift av kretsen ved å levere forsyningsspenning til inngang DA1/4.

Men i tilfeller der det er nødvendig å bruke to timere for at enheten skal fungere, er det mer praktisk å ta en mikrokrets som allerede har dem i ett tilfelle.

Ris. 1. En intermitterende signalgenerator laget på to timere.

Alternativer for generatorer på en dobbel timer

Varianter av generatorer laget på en dobbel timer er vist i fig. 2 og 3. Ved å slå på timeren i symmetrisk pulsgeneratormodus (fig. 5.4, b) kan du redusere antall nødvendige elementer. Disse kretsene er universelle - det er mulig å justere lydfrekvensen og repetisjonsintervallet over et bredt område.

I fig. Figur 3 viser et diagram av en generator som produserer et signal for å betjene en telefonsamtale med intervaller på 10 s. Til dette formålet ble det brukt en lavfrekvent spenningsøkende transformator 12 til 70...100 V.

Ris. 2. Kretser for intermitterende tonesignalgeneratorer: a - alternativ 1.6 - alternativ 2.

Ris. 3. Intermitterende signalgeneratorkrets for telefonsamtaledrift.

Intermitterende lydsignalgenerator

Den enkleste generatoren av et intermitterende lydsignal kan utføres på en enkelt timer, hvis du bruker en blinkende LED. For eksempel har lysdioder L-36B, L-56B, L-456B og noen andre allerede en bryter inni (de er tilgjengelige i forskjellige glødende farger).

LED-en må være slått på som vist i fig. 4. I dette tilfellet avhenger frekvensen av alternerende utbrudd helt av parametrene til LED-en som brukes.

Vanligvis er deres blinkeperiode i intervallet 0,5...1 s. Dette er ganske tilstrekkelig for alarmenheter. Hyppigheten av å fylle pakkene (med et lydsignal) avhenger av verdiene til elementene C1-R1.

Et av hovedkravene til enkeltsidebåndssignalforsterkere er lineariteten til deres amplitudekarakteristikk. En forsterker med dårlig linearitet er vanligvis en kilde til forstyrrelser for andre radioamatører og noen ganger for TV-seere. For å oppdage ikke-lineære forvrengninger i SSB-signalforsterkere, bruk to-tone testmetode.
Hvis to lavfrekvente signaler med forskjellige frekvenser, men like i amplitude tilføres inngangen til en enkeltsidebåndssender, vil signalet ved utgangen til effektforsterkeren variere sinusformet fra null til maksimalverdien ( Figur 1).

Endringsperioden bestemmes av forskjellen i frekvenser ved senderinngangen. Basert på formen på utgangssignalkonvolutten og dens avvik fra den sinusformede loven, kan man bedømme lineariteten til amplitudekarakteristikken til enheten.
Formen og nivået på signalet overvåkes med et oscilloskop. Siden amplituden til utgangsspenningen til forsterkeren som studeres vanligvis er titalls volt, kan signalet tilføres direkte til avbøyningsplatene til et oscilloskop (inkludert lavfrekvente). Kilden til totonesignalet kan være en generator, hvis krets er vist i Fig.2.

Fig.2

Den består av to oscillatorer med tilbakemelding via doble T-broer og en emitterfølger. Generatoren, satt sammen på transistoren V1, produserer en frekvens på 1550 Hz. og på V2 - 2150 Hz. Gjennom avkoblingsmotstandene R1 og R5 tilføres generatorsignalene til emitterfølgeren (transistor V3). Når du bruker elementer med karakterene som er angitt i diagrammet, er den "totale" utgangsspenningen (begge generatorene til enheten er slått på) omtrent 0,1 V. Utgangsmotstanden er omtrent 300 Ohm.
Justeringen begynner med en nøyaktig innstilling av frekvensen til generatorene. For å gjøre dette, ved å levere strøm til hver av dem vekselvis, velges elementer av T-broer. Det bør huskes at for å opprettholde en god sinusformet form på utgangssignalet, må motstanden til motstandene R2 (R6) og R4 (R7) være omtrent 10 ganger større enn motstanden til motstanden R3 (R8), og kapasitansen til kondensatorene C1 (C6) og C4 ( C8) - halvparten av kapasiteten til kondensatoren SZ (C7). Etter innstilling av frekvensene til generatorene, utjevnes amplitudene til signalene ved hjelp av en justert motstand R5. Siden motstand R5 til en viss grad påvirker nivået til generatorsignalet på transistoren V1, utføres denne operasjonen ved metoden med suksessive tilnærminger.
Generatoren er satt sammen på et trykt kretskort laget av folieglassfiber 2 mm tykt og 55x65 mm i størrelse ( ris. 3).

Fig.3

Den bruker KM-5 kondensatorer, OMLT-0.125 motstander (R5 - SPZ-1A), KT315 transistorer med hvilken som helst bokstavindeks. Enheten kan bruke alle lavfrekvente eller høyfrekvente transistorer av n-p-n- eller p-n-p-strukturen. Naturligvis, i en enhet som bruker pnp-strukturtransistorer, må polariteten til strømkilden være forskjellig. Som det fremgår av fig. 2 har enheten separate terminaler for tilkobling av strøm til generatorer. Dette gjør det mulig å sende et enkelt-tone testsignal til senderen med en frekvens på henholdsvis 1550 og 2150 Hz. I dette tilfellet, for å bytte strømforsyningskretsene til enhetsgeneratoren, er det nødvendig å sette bryteren til to retninger og fire posisjoner ("Av", "1550 Hz", "2150 Hz", "To-tone signal") . Du kan også bruke en enveisbryter ved å "koble fra" koblingspunktene til generatorene med to dioder (av hvilken som helst type). For å stille inn utgangssignalnivået på enhetens utgang, må du slå på en variabel motstand med en motstand på 5...15 kOhm.
Når du setter opp senderen ved hjelp av en generator, kobles en tilsvarende antenne til effektforsterkeren, hvorfra signalet mates til oscilloskopet. Signalnivået fra to-tonegeneratoren er satt til det samme som det maksimale signalnivået utviklet av mikrofonen som senderen brukes med. Etter at du har slått på senderen, velg sveipefrekvensen til oscilloskopet slik at et stabilt bilde av oscillogrammet oppnås på skjermen. Etter dette justeres sendebanen, og oppnår minimal forvrengning av RF-signalomhyllingen.
Beskrevet to tone generator bra for oppsett av sender/mottaker

Toneoppringing (Dual-tone multi-frequency signaling, DTMF) ble utviklet av Bell Labs på 50-tallet av forrige århundre for den da revolusjonerende trykkknapptelefonen. For å representere og overføre digitale data i tonemodus, brukes et par frekvenser (toner) i talefrekvensområdet. Systemet definerer to grupper på fire frekvenser, og informasjon kodes ved å sende to frekvenser samtidig, en fra hver gruppe. Dette gir totalt seksten kombinasjoner for å representere seksten forskjellige tall, symboler og bokstaver. DTMF-koding brukes nå i et bredt spekter av kommunikasjons- og kontrollapplikasjoner, slik det for eksempel fremgår av International Telecommunication Union (ITU) Recommendation Q.23.

Denne artikkelen beskriver kretsen til en DTMF-tonegenerator som reproduserer alle åtte frekvenser og genererer det resulterende to-tone utgangssignalet. Det aktuelle systemet ble bygget rundt Silego GreenPAK™ SLG46620V-brikken og Silego SLG88104V operasjonsforsterkere. Det resulterende signalet som produseres er summen av to frekvenser bestemt av raden og kolonnen på telefontastaturet.

Den foreslåtte kretsen bruker fire innganger for å velge frekvenskombinasjonen som skal genereres. Kretsen har også en aktiveringsinngang, som utløser generering og bestemmer hvor lenge signalet skal sendes. Generatorens utgangsfrekvens samsvarer med ITU-standarden for DTMF.

DTMF-toner

DTMF-standarden definerer kodingen av tallene 0-9, bokstavene A, B, C og D, og ​​tegnene * og # som en kombinasjon av to frekvenser. Disse frekvensene er delt inn i to grupper: en høyfrekvensgruppe og en lavfrekvensgruppe. Tabell 1 viser frekvensene, gruppene og tilsvarende symbolrepresentasjoner.

Tabell 1. DTMF-tonekoding

	Diskantgruppe
Lavpassgruppe

Frekvenser ble valgt for å unngå flere harmoniske. I tillegg resulterer ikke summen eller forskjellen i en annen DTMF-frekvens. På denne måten unngås harmoniske eller modulasjonsforvrengning.

Q.23-standarden spesifiserer at feilen for hver overført frekvens må være innenfor ±1,8 % av den nominelle verdien, og den totale forvrengningen (på grunn av harmoniske eller modulasjon) må være 20 dB under grunnfrekvensene.

Det resulterende signalet beskrevet ovenfor kan beskrives som:

s(t) = Acos(2πfhight)+ Acos(2πflowt),

hvor fhigh og flow er de tilsvarende frekvensene fra høy- og lavfrekvensgruppene.

Figur 1 viser det resulterende signalet for sifferet "1". Figur 2 viser frekvensspekteret som tilsvarer dette signalet.

Ris. 1. DTMF-tone

Ris. 2. DTMF tonespektrum

Varigheten av DTMF-toner kan variere avhengig av den spesifikke applikasjonen som bruker tonekoding. For de vanligste applikasjonene faller varighetsverdier vanligvis mellom manuell og automatisk oppringing. Tabell 2 viser en oppsummering av typisk tidsperiode for de to rekrutteringstypene.

Tabell 2. Varighet av toneoppringingssignaler

Skivetype	Diskantgruppe		Diskantgruppe
Manuell oppringing
Automatisk oppringing

For å gi større fleksibilitet er DTMF-generatoren som tilbys i denne håndboken utstyrt med en aktiveringsinngang, som brukes til å starte signalgenereringen og bestemme dens varighet. I dette tilfellet er varigheten av signalet lik varigheten av pulsen ved aktiveringsinngangen.

Analog del av DTMF-generatorkretsen

ITU-anbefaling Q.23 definerer DTMF-signaler som analoge signaler skapt av to sinusbølger. I den foreslåtte DTMF-generatorkretsen genererer Silego GreenPAK SLG46620V IC firkantbølgesignaler med de ønskede DTMF-frekvensene. For å oppnå sinusformede signaler med den nødvendige frekvensen og danne det resulterende signalet (summen av to sinusformede bølger), kreves det analoge filtre og en adderer. Av denne grunn ble det i dette prosjektet besluttet å bruke filtre og en kombinator basert på SLG88104V operasjonsforsterkere.

Figur 3 viser strukturen til den foreslåtte analoge delen av enheten.

Ris. 3. Analog prosesseringskrets for mottak av DTMF-signal

Analoge filtre brukes for å få sinusformede signaler fra rektangulære pulser. Etter at filtrering er utført, summeres de to signalene og det ønskede to-tone DTMF-signalet genereres.

Figur 4 viser resultatet av Fourier-transformasjonen brukt for å oppnå spekteret til firkantbølgesignalet.

Ris. 4. Spektrum av et firkantbølgesignal

Som du kan se, inneholder firkantbølgen bare odde harmoniske. Hvis vi representerer et slikt signal med amplitude A i form av en Fourier-serie, vil det ha følgende form:

Analyse av dette uttrykket lar oss konkludere med at hvis analoge filtre har tilstrekkelig dempning for harmoniske, så er det fullt mulig å oppnå sinusformede signaler med en frekvens lik frekvensen til det opprinnelige firkantbølgesignalet.

Med hensyn til interferensnivåtoleransen definert i Q.23-standarden, er det nødvendig å sikre at alle harmoniske dempes med 20 dB eller mer. I tillegg skal enhver frekvens fra lavpassgruppen kombineres med en hvilken som helst frekvens fra høypassgruppen. Med hensyn til disse kravene ble det utviklet to filtre, ett for hver gruppe.

Begge filtrene var lavpass Butterworth-filtre. Dempningen av en ordre n Butterworth-filter kan beregnes som:

A(f)[dB] = 10 log(A(f) 2) = 10log(1+(f/fc) 2n),

hvor fc er filterets grensefrekvens, n er filterrekkefølgen.

Forskjellen i demping mellom den laveste frekvensen og den høyeste frekvensen for hver gruppe kan ikke være mer enn 3 dB, så:

A(fHØYERE)[dB] - A(FLOWER)[dB] > 3 dB.

Gitt absolutte verdier:

A(fHØYERE) 2 / A(FLOWER) 2 > 2.

Også, som vi sa tidligere, bør harmonisk demping være 20 dB eller mer. I dette tilfellet vil det verste tilfellet være den laveste frekvensen i gruppen, fordi dens 3. harmoniske er den laveste frekvensen og er nærmest filterets grensefrekvens. Tatt i betraktning at den tredje harmoniske er 3 ganger mindre enn den grunnleggende, må filteret oppfylle betingelsen (absoluttverdier):

A(3FLOWER) 2 / A(FLOWWER) 2 > 10/3.

Hvis disse ligningene brukes på begge gruppene, må filtrene som brukes være andreordens filtre. Dette betyr at de vil ha to motstander og to kondensatorer hver hvis de implementeres ved bruk av op-ampere. Hvis tredjeordens filtre ble brukt, ville følsomheten for komponenttoleranser være lavere. De valgte filtergrensefrekvensene er 977 Hz for lavpassgruppen og 1695 Hz for høypassgruppen. Ved disse verdiene er forskjeller i signalnivåer i frekvensgrupper i samsvar med kravene ovenfor, og følsomheten for endringer i grensefrekvensen på grunn av komponenttoleranser er minimal.

Skjematiske diagrammer av filtre implementert ved bruk av SLG88104V er presentert i figur 5. Rangeringene til det første RC-paret er valgt på en slik måte at de begrenser utgangsstrømmen til SLG46620V-brikken. Den andre filterlenken bestemmer forsterkningen, som er 0,2. Amplituden til firkantbølgesignalene setter operasjonsforsterkerens driftspunkt til 2,5 V. Uønskede spenninger blokkeres av utgangsfilterkondensatorer.

Ris. 5. Skjematiske diagrammer av utgangsfiltre

Ved utgangen summeres filtersignalene, og det resulterende signalet er summen av harmoniske valgt fra gruppen av lave og høye frekvenser. For å kompensere for filterdempning kan amplituden til utgangssignalet justeres ved hjelp av to motstander R9 og R10. Figur 6 viser addererkretsen. Figur 7 viser hele den analoge delen av kretsen.

Ris. 6. Skjematisk diagram av addereren

Ris. 7. Analog del av kretsen

Digital del av DTMF-tonegeneratorkretsen

Den digitale delen av DTMF-tonegeneratorkretsen inkluderer et helt sett med firkantbølgegeneratorer - en for hver DTMF-frekvens. Siden det kreves åtte tellere for å lage disse generatorene, ble GreenPAK SLG46620V-brikken valgt for implementeringen. Ved utgangene til den digitale kretsen genereres to rektangulære signaler, ett for hver frekvensgruppe.

Firkantbølgesignaler genereres ved hjelp av tellere og D-flip-flops og har en driftssyklus på 50 %. Av denne grunn er tellersvitsjefrekvensen to ganger den nødvendige DTMF-frekvensen, og DFF-flip-flop deler utgangssignalet i to.

Klokkekilden for tellerne er en innebygd 2 MHz RC-oscillator, hvis frekvens er videre delt med 4 eller 12. Divideren velges under hensyntagen til bitkapasiteten og den maksimale verdien av hver teller som kreves for å oppnå en spesifikk Frekvens.

For å generere høye frekvenser kreves det færre samples, så 8-bit tellere brukes til å generere dem, klokket fra en intern RC-oscillator hvis signal er delt med 4. Av samme grunn implementeres lavere frekvenser ved hjelp av 14-bit tellere.

SLG46620V har bare tre standard 14-bits tellere, så en av de lavere frekvensene ble implementert med en 8-bits CNT8-teller. For at antallet sampler skulle falle innenfor området 0...255, for å klokke denne CNT8 var det nødvendig å bruke et RC-oscillatorsignal delt på 12. For denne kretsen, frekvensen med det største antallet sampler, som is, den laveste frekvensen, ble valgt. Dette gjorde at vi kunne minimere feilen.

Tabell 3 viser parameterne for hver firkantbølge.

Tabell 3. Parametre for kvadratpulsgeneratorer

		Klokking		Frekvensfeil [%]
Lavpassgruppe
Diskantgruppe

Som det fremgår av tabellen har alle frekvenser en feil på mindre enn 1,8 %, så de overholder DTMF-standarden. Disse beregnede karakteristikkene, basert på den ideelle RC-oscillatorfrekvensen, kan justeres ved å måle RC-oscillatorens utgangsfrekvens.

Selv om alle generatorer i den foreslåtte kretsen opererer parallelt, vil signalet til bare én generator fra hver gruppe sendes til utgangen til mikrokretsen. Valget av spesifikke signaler bestemmes av brukeren. Dette gjøres ved å bruke fire GPIO-innganger (to bits for hver gruppe) med en sannhetstabell vist i tabell 4.

Tabell 4. Tabell for valg av frekvenser fra lavfrekvensgruppen

Lavpassgruppe

Tabell 5. Frekvensvalgtabell fra høyfrekvensgruppen

Diskantgruppe

Figur 8 viser den logiske kretsen til en 852 Hz firkantbølgegenerator. Dette mønsteret gjentas for hver frekvens med passende tellerinnstillinger og LUT-konfigurasjon.

Ris. 8. Rektangulær pulsgenerator

Telleren genererer en utgangsfrekvens som bestemmes av innstillingene. Denne frekvensen er lik to ganger frekvensen til den tilsvarende DTMF-tonen. Målerkonfigurasjonsparametrene er vist i figur 9.

Ris. 9. Eksempel på oppsett av rektangulær pulsgeneratorteller

Tellerutgangssignalet er koblet til klokkeinngangen til D-Flip Flop flip-flop. Siden DFF-utgangen er konfigurert som invertert, hvis du kobler DFF-utgangen til inngangen, blir D-flip-flop konvertert til en T-flip-flop. DFF-konfigurasjonsparametrene kan sees i figur 10.

Ris. 10. Eksempel på oppsett av en rektangulær pulsgeneratorutløser

Signalet fra DFF-utgangen mates til LUT-sannhetstabellinngangen. LUT-er brukes til å velge ett signal for hver spesifikke R1-R0-kombinasjon. Et eksempel på en LUT-konfigurasjon er vist i figur 11. I dette eksemplet, hvis R1 mottar en 1 og R0 mottar en 0, sendes inngangssignalet til utgangen. I andre tilfeller inneholder utgangen "0".

Ris. 11. Eksempel på å sette opp sannhetstabellen til en kvadratisk pulsgenerator

Som nevnt ovenfor har den foreslåtte kretsen en aktiveringsinngang. Hvis det er en logisk enhet "1" ved Enable-tillatelsesinngangen, blir de genererte rektangulære signalene levert til et par utganger på mikrokretsen. Overføringsvarigheten er lik pulsvarigheten ved aktiveringsinngangen. For å implementere denne funksjonen var det nødvendig med flere LUT-er.

Høypassgruppen bruker en 4-bits LUT og en 2-bits LUT, som vist i figur 12.

Ris. 12. Diskantgruppeutgangskrets

4-bits LUT1 er konfigurert som en ELLER-port, så den sender ut en logisk 1 hvis en 1 er tilstede på noen av inngangene. C1/C0-sannhetstabellene lar bare én av oscillatorene velges, så 4-bit LUT1 bestemmer hvilket signal som sendes ut. Utgangen til denne LUT er koblet til 2-bit LUT4, som bare sender et signal hvis aktiveringsinngangen er en logisk "1". Figurene 13 og 14 viser konfigurasjonene av 4-bit LUT1 og 2-bit LUT4.

Ris. 13. 4-bits LUT1-konfigurasjon

Ris. 14. 2-bits LUT4-konfigurasjon

Siden det ikke lenger var 4-bits sannhetstabell-LUT-er, ble to 3-bits LUT-er brukt for lavpassgruppen.

Ris. 15. Lavpass gruppe utgangskrets

Den komplette interne kretsen til GreenPAK SLG46620V er vist i figur 16. Figur 17 viser det endelige kretsskjemaet til DTMF-generatoren.

Ris. 16. Blokkskjema over DTMF-tonegenerator

Ris. 17. Skjematisk diagram av en DTMF-tonegenerator

Testing av DTMF-generatorkretsen

I den første fasen av testingen av den foreslåtte DTMF-generatoren ble det besluttet å sjekke frekvensene til alle genererte rektangulære signaler ved hjelp av et oscilloskop. Som et eksempel viser figur 18 og 19 firkantbølgeutgangene for 852 Hz og 1477 Hz.

Ris. 18. Firkantbølge 852 Hz

Ris. 19. Firkantbølge 1477 Hz

Når frekvensene til alle firkantbølgesignaler ble kontrollert, begynte testing av den analoge delen av kretsen. Utgangssignalene for alle kombinasjoner av de lave og høye frekvensene ble undersøkt. Som et eksempel viser figur 20 summen av 770 Hz og 1209 Hz signalene, og figur 21 viser summen av 941 Hz og 1633 Hz signalene.

Ris. 20. DTMF-tone 770 Hz og 1209 Hz

Ris. 21. DTMF-tone 941 Hz og 1633 Hz

Konklusjon

I denne artikkelen ble det foreslått en krets for en DTMF-tonegenerator basert på Silego GreenPAK SLG46620V-brikken og Silego SLG88104V operasjonsforsterkere. Generatoren lar brukeren velge kombinasjoner av ønskede frekvenser ved hjelp av fire innganger og kontrollere aktiveringsinngangen, som bestemmer varigheten av utgangssignalene.

Egenskaper til SLG46620V-brikken:

• Type: Programmerbar blandet signal-IC;
• Analoge blokker: 8-bits ADC, to DAC, seks komparatorer, to filtre, ION, fire integrerte oscillatorer;
• Digitale blokker: Opptil 18 I/O-porter, sammenkoblingsmatrise og kombinatorisk logikk, programmerbare forsinkelseskretser, programmerbar funksjonsgenerator, seks 8-bit tellere, tre 14-bit tellere, tre PWM oscillatorer/komparatorer;
• Kommunikasjonsgrensesnitt: SPI;
• Forsyningsspenningsområde: 1,8…5 V;
• Driftstemperaturområde: -40…85 °C;
• Pakkeversjon: 2 x 3 x 0,55 mm 20-pin STQFN.

E. KUZNETSOV, Moskva
Radio, 2002, nr. 5

Tonepulser kan brukes til å teste de dynamiske parametrene til målere og autonivellere, samt støyreduksjonsenheter. Et stativ med tonepulsgenerator vil også være nyttig når man skal studere forsterkning og akustisk utstyr.

Lineariteten til frekvensresponsen og nøyaktigheten av avlesningene til nivåmålere kan enkelt kontrolleres ved hjelp av en konvensjonell lydsignalgenerator, men for å sjekke deres dynamiske parametere kreves en tonepulsgenerator (TPU). Slike generatorer som tilbys av radioamatører samsvarer ofte ikke med standardene, der for å teste nivåmålere (IU) antas frekvensen til det sinusformede signalet i pulser å være 5 kHz, og begynnelsen og slutten av pulsene faller sammen med signalets "null"-overganger.

Lignende problemer oppstår når du setter opp autokontrollere for lydsignalnivåer. Gjenopprettingstiden på 0,3...2 s er lett å se på oscilloskopskjermen, men responstiden til limiteren eller kompressoren kan være mindre enn 1 ms. For å måle og observere forbigående prosesser i lydutstyr er det praktisk å bruke GTI. I dette tilfellet er det tilrådelig å endre pulsfyllingsfrekvensen ved hjelp av en ekstern avstembar generator. For eksempel, med en fyllefrekvens på 10 kHz, er varigheten av en periode 0,1 ms, og når man observerer aktiveringsprosessen, er det ikke vanskelig å bestemme aktiveringstiden. Lydpulser fra utgangen til GTI må ha en nivåforskjell på 10 dB.

I utenlandsk litteratur er det vanligvis foreslått å måle responstiden med en brå økning i signalnivået med 6 dB over normalisert verdi, men reelle signaler har en betydelig større nivåforskjell. Bruken av denne teknikken forklarer ofte "klikkingen" av importerte autonivåregulatorer. I tillegg kan du i nesten hvilken som helst lydgenerator hoppe nivået med 10 dB; å bruke en slik nivåforskjell er praktisk for observasjon. Derfor, i innenlandsk praksis, er det vanlig å måle de dynamiske parametrene til autoregulatorer når nivåene endres med 10 dB.

Dessverre produserer signalnivåbryterne til mange generatorer en kortvarig spenningsstigning i svitsjingsøyeblikket, og de kan ikke brukes til å måle responstiden, siden autoregulatoren "stenger". I dette tilfellet kan GTI være veldig nyttig.

De fleste radioamatører må utføre slike målinger sjelden, og det er lurt å inkludere en slik enhet i et målestativ med bredere muligheter. Frontpanelet inneholder bryterelementer som er veldig praktiske for tilkobling av måleinstrumenter og tilpasset utstyr. I fig. Figur 1 viser omtrentlig plassering av kontakter (terminaler eller stikkontakter) og brytere. Benkdiagrammet (fig. 2) viser disse koblingskretsene.

Enhetsdiagram

For å forstørre, klikk på bildet (åpnes i nytt vindu)

Inngangskontaktene X1 ("ВХ.1") og Х2 ("ВХ.2") er beregnet for tilkobling av innganger til konfigurerbart utstyr. Vippebrytere SA1 og SA2 lar deg koble inngangene til kontaktene X2 og X3 eller kortslutte dem til en felles ledning når du måler nivået på integrert støy. Sammenlignet med knapper gir vippebrytere en mer visuell representasjon av inngangsforbindelser. En lydfrekvensgenerator og et voltmeter er koblet til de sentrale kontaktene X2 og XZ for å overvåke inngangsspenningen. Kontaktene X5 og X8 er beregnet for tilkobling av utgangene til konfigurerbart utstyr. En av utgangene kan kobles med vippebryter SA3 til kontaktene X6 og X7 for måleinstrumenter. Når du setter opp lydutstyr, er det praktisk å bruke en ikke-lineær forvrengningsmåler og et oscilloskop.

Byttekretser krever ingen strømkilder, så med slik veksling er det veldig praktisk å teste forskjellig utstyr.

Hvis den doble vippebryteren SA4 (fig. 1) er i "POST"-posisjon, sendes et konstant nivåsignal til X2, X3, avhengig av posisjonen til vippebryterne SA1 eller SA2, til kontaktene X1, X4 til innganger til utstyret som testes. Hvis du flytter SA4 til øvre posisjon, vil signalet fra generatoren gå til innganger 1 og 2 gjennom GTI-kretsene. I dette tilfellet må stativet kobles til et 220 V AC-nettverk.

Strømbryteren SA5 er plassert på bakpanelet, og bare LED-ene HL1, HL2 (indikasjon "+" og "-") er plassert på frontpanelet, og signaliserer tilstedeværelsen av en bipolar forsyningsspenning på ╠15 V.

For å generere tonepulser brukes en elektronisk bryter DA4. Ved pinnene 16 og 4 endres signalspenningsverdien fra den normaliserte verdien til null, og ved pinnene 6, 9 settes nivåforskjellen under oppsett av en variabel motstand R15. Modusen velges med SA9-vippebryteren.

Pulsfyllingstonesignalet kommer fra generatoren til den elektroniske bryteren gjennom buffer op-amp DA1.1. Den andre op-ampen DA1.2 brukes som en komparator, og produserer et synkroniseringssignal for starten av pulsen når fyllesignalet går gjennom "null". Pulser fra komparatoren mates til klokkeinngangen til D-flip-flop DD2. Ved inngang D (pinne 9) kommer en puls fra en one-shot enhet satt sammen på den andre triggeren DD2.

Pulsvarigheten endres ved hjelp av bryter SA8.2, som endrer motstanden i ladekretsen C15, koblet til R-inngangen (pin 4) til monostabilen. For å stille inn pulsvarigheten er et vanlig oscilloskop tilstrekkelig. One-shot-enheten utløses av signaler som kommer fra kvadratpulsgeneratoren på omformere DD1.1 ≈ DD1.3, eller i manuell modus med SA6 “START”-knappen. Hvis vippebryteren SA7 er satt til "AUTO"-posisjonen, stilles driftssyklusen (perioden) til pulsene ved hjelp av variabel motstand R11 "SCR".

Det er svært vanskelig å observere forbigående prosesser på oscilloskopskjermen med en tonepulsvarighet på 3 ms og høy driftssyklus. Oppgaven er forenklet for oscilloskop som har en ekstern trigger under et standby-sveip. For å synkronisere dem, er X9 "SYNC."-kontakten plassert på bakpanelet av stativet. Triggerpulsen tilføres den elektroniske nøkkelen med en viss forsinkelse i forhold til den synkroniserende, bestemt av valget av parametere R13, C13.

Det høye nivået som den elektroniske bryteren DA4 passerer tonesignalet på, vises med et positivt spenningsfall fra komparatoren etter opptreden av en puls fra monostabilen og slutter etter slutten av denne pulsen (ved neste signalfall fra komparatoren). Dette sikrer at begynnelsen av tonepulsen faller sammen med overgangen til fyllsignalet gjennom "null", og kravet om å generere et helt antall perioder er tilfredsstilt. Når bryteren SA8 er i "U Out"-posisjon, er spenningen på styreinngangen DA4 null og generatorens utgangsspenning kan stilles til å samsvare med det nominelle inngangsnivået. I bryterstilling SA8 "TACT." DA4-brikken styres av spenning som kommer direkte fra klokkegeneratoren. Byttefrekvensen er satt av variabel motstand R11.

Etter den elektroniske bryteren, gjennom repeater DA1.3 og vippebrytere SA1 og SA2, leveres tonepulser til inngangene til det konfigurerte utstyret. Enheten har også en inverter DA1.4 og en bryter SA10, som kan brukes til å endre fasen på signalet på en av inngangene i forhold til den andre. En slik inverter er for eksempel nødvendig når du sjekker den vanlige modusen for signaler i stereoanlegg, i høyttalere, men kanskje i stedet er det mer nyttig å sette sammen en innebygd tonesignalgenerator på denne op-ampen i henhold til kretsen vist i Fig. 3. Med en slik generator er det enkelt å oppnå Kg mindre enn 0,2 % og for mange tester er det mulig å klare seg uten bruk av en generator utenfor stativet.

For å teste nivåmålere må du koble inngangene til to kanaler (for stereomålere) til de tilsvarende inngangskontaktene. Deretter, i "U Ex"-posisjonen til bryteren SA8, still inn den normaliserte verdien av signalnivået ved generatorutgangen med F = 5 kHz og kontroller avlesningene til begge kanalene til måleren. For eksempel, i en nivåmåler, skal lysdiodene som tilsvarer "O dB"-verdien lyse samtidig, og skalafeilen her bør ikke overstige 0,3 dB. Vippebryter SA9 er satt til "-80 dB" posisjon. Deretter byttes bryter SA8 vekselvis til posisjonene "10 ms", "5 ms" og "3 ms" og kontroller at avlesningene til DUT samsvarer med standardene. "200 ms"-posisjonen til SA8 brukes ved testing av gjennomsnittsnivåmålere, som dessverre råder i husholdningsutstyr.

For å nøyaktig kontrollere verdien av returtiden, setter den variable motstanden R11 (“SCR.”) frekvensen til firkantbølgegeneratorsignalene, som umiddelbart etter at LED-en er slått av, tilsvarende en verdi på -20 dB på DUT-skalaen, ville neste puls følge. Da er det ikke vanskelig å bestemme perioden for signalene ved hjelp av et oscilloskop. Lysdiodene i begge kanaler skal slukke synkront.

Når du sjekker de dynamiske parametrene til automatiske signalnivåregulatorer, bruk "-10 dB"-posisjonen til bryteren SA9. Inn- og utganger kobles til de aktuelle kontaktene. Kanalutgangene overvåkes én om gangen, men med et to-kanals oscilloskop er det ingenting som hindrer deg i å overvåke begge utgangene samtidig. Ved utgangen til lydfrekvensgeneratoren, i "U Out"-posisjonen til bryteren SA8, settes et signal med et nivå 10 dB høyere enn den normaliserte verdien. Bytt deretter SA8 til pulser av hvilken som helst varighet, og bytt SA7 til "MANUELL" posisjon. Nøkkelen forblir slått av og lar deg kontrollere spenningen på kontaktene X1 og X2, som må samsvare med den normaliserte verdien. Deretter, ved å bruke bryteren SA7, byttes GTI til automatisk driftsmodus, og etter å ha valgt ønsket pulsvarighet og driftssyklus, observeres forbigående prosesser ved utgangen til autoregulatoren. Hvis oscilloskopet kjører i klokkeutløst standby-modus, er det enkelt å bestemme triggertiden og tilstedeværelsen av triggerstøy eller oversving.

GTI bruker fire mikrokretser, og strømforbruket er svært lavt. Dette lar deg bruke enkle parametriske spenningsstabilisatorer ved hjelp av zenerdioder i stedet for integrerte stabilisatorer. På den annen side, ved å installere kraftigere integrerte stabilisatorer DA2, DA3 i dA7815- og dA7915-serien, kan de brukes til å drive prototyper av tilpassede enheter ved å plassere en ekstra kontakt på bakpanelet (ikke vist i diagrammet). Mikrokretsene gir beskyttelse mot kortslutninger, som er vanlig under forsøk.

Frontpanelet på stativet har dimensjoner på 195x65 mm. Stativkroppen er laget av stål.

For å koble til utstyret som testes, er ZMP-type socket-terminaler praktiske. I tillegg til dem, avhengig av utstyret som testes, kan kontakter med passende design installeres på stativpanelet, for eksempel tulipan, jack, ONTs-VG-stikkontakter eller andre.

Dobbel vippebryter SA4 ≈ PT8-7, P2T-1-1 eller lignende. Bryter SA2 ≈ kjeks PG2-8-6P2NTK. Knapp SA6 "START" kan være av hvilken som helst type uten låsing, for eksempel KM1-1.

DA2 K590KN7 mikrokretsen kan erstattes med en lignende i funksjonalitet. Som DA1 kan du bruke en mikrokrets med fire op-forsterkere av typene LF444, TL084, TL074 eller K1401UD4.

Montering av enhetstavlen er trykt eller montert på brødbrett.

GTI-stativet kan brukes til å teste compander støyreduksjonssystemer, dynamiske filtre og annet lydutstyr.

LITTERATUR
1. Kuznetsov E. Lydsignalnivåmålere. - Radio, 2001, nr. 2, s. 16, 17.
2. Mikrokretser for husholdningsradioutstyr. Katalog. - M.: Radio og kommunikasjon, 1989.
3. Turuta J. Operasjonsforsterkere. Katalog. - M.: Patriot, 1996.