Calculul generatorului de semnal

Calculul generatorului de semnal

Avand in vedere faptul ca domeniul de frecventa este destul de larg(5Hz - 150Khz), vom recurge la impartirea acestuia in subdomenii astfel:

1.     5Hz - 500Hz;

2.     500Hz - 5KHz;

3.     5KHz - 50Khz;

4.     50Khz - 100Khz;

5.     100Khz - 150KHz.

Fiecare din cele cinci subdomenii vor corespunde unei pozitii a comutatorului dublu SW_1a si SW_1b. In fiecare domeniu, frecventa modificandu-se cu ajutorul potentiometrului P₁. Diodele D₁₁ si D₁₂ conectate antiparalel prin intermediul carora potentiometrul P₁ se conecteaza la masa, au rol de a pastra forma semnalului atunci cand cursorul potentiometrului P₁ se afla in pozitia minima.

Modificarea factorului de umplere se face din potentiometrul P2. Acesta are conectate la capetele lui doua diode D₉ si D₁₀ in antiparalel. Cand potentiometrul P2 se afla la mijlocul cursei, factorul de umplere a semnalului dreptunghiular este de 50%, iar semnalul triunghiular este simetric, cele doua rampe avand aceeasi inclinatie. Rotind cursorul potentiometrului P₂ spre extremitati, factorul de umplere creste sau scade in intervalul 25% - 75%, iar semnalul triunghiular devine asimetric, luand forma dintelui de fierastrau.

Amplitudinea semnalului de iesire se poate regla in trei trepte prin intermediul divizorului rezistiv format din rezistorii R₅, R₆ si R₇ corespunzand a trei trepte de tensiune 3V, 2V si respectiv 1V, trepte ce se comuta din comutatorul SW₃. Reglajul continuu al amplitudinii se face pe fiecare treapta de tensiune prin intermediul potentiometrului P₃.

Din comutatorul SW2 se va alege unul din semnalele triunghiular, dreptunghiular sau sinusoidal ce corespund pozitiilor 0-1, 0-2 si respectiv 0-3 ale comutatorului.

Amplificatorul U_2b are rolul de a amplifica semnalul triunghiular pana la valoarea de 3 volti necesari la iesire. Semnalul dreptunghiular este divizat suplimentar prin rezistorul R₈. Aceasta amplificare, si respectiv divizare au fost necesare datorita amplitudinii diferite a celor doua semnale (semnalul triunghiular are o amplitudine de cateva sute de milivolti, iar semnalul dreptunghiular are amplitudinea de ordinul voltilor).

Schema de principiu a generatorului de semnal triunghiular, dreptunghiular si sinusoidal este prezentata in figura 3.1.

Vom vizualiza forme de unda pentru o frecventa generata de 1KHz, pentru frecventele superioare si inferioare fiind aceleasi. Mai jos sunt prezentate forme de unda specifice in punctele mai importante de pe schema in care circuitul are o comportare aparte. Semnalele din punctele D, E si F sunt provenite din semnalele de la punctele A, B si C.

Realizarea practica a generatorului de functii va implica folosirea a doua circuite integrate de tipul TL082 (AO duale). Comutatorul SW₁ este unul dublu cu patru pozitii, celelalte doua comutatoare avand doar cate trei pozitii. Tensiunea diferentiala de ±12V se va obtine cu ajutorul unui redresor clasic, dar de o buna calitate, urmat de un bloc de filtraj bine dimensionat si de asemenea de un stabilizator de tensiune de precizie. Stabilizatorul de tensiune poate sa contina si amplificatoare operationale pentru o mai buna precizie.

Amplificatorul operational U_3A, conectat ca repetor inversor (semnalul de intrare se regaseste defazat cu 180° la iesire), are rolul de a adapta impedanta de iesire a generatorului la valoarea de 100 ohmi. Rezistenta de iesire, R_out data in catalog pentru amplificatorului operational folosit este de 12 ohmi. Atunci rezistenta de iesire R₀ are valoarea

Se pune cursorul comutatorului SW₁ pe pozitia 1 si din potentiometrul de reglaj al frecventei se regleaza frecventa de 1KHz. Semnalele cu aceasta frecventa se vizualizeaza pe rand, la iesire, cu ajutorul comutatorului SW₂ pe pozitia corespunzatoare. Comutatorul SW₃ se va afla pe pozitia 3 pentru a avea amplitudine maxima la iesire. Reglajul continuu al amplitudinii se va face din potentiometrul P₃.

Semnalul triunghiular este prezentat in figura 3.2.

Semnalul dreptunghiular este prezentat in figura 3.3.a.

Fig. 3.3.a - Semnal dreptunghiular cu frecventa de 1KHz si amplitudine de 3V

Semnalul sinusoidal este prezentat in figura 3.3.b.

Modificarea factorului de umplere spre 25% si spre 75% se poate vedea in figura 3.4 si respectiv in figura 3.5. Semnalul sinusoidal este afectat deasemeanea, deoarece semnalul triunghiular nu mai este simetric. Va rezulta un semnal puternic deformat, dar asemanator cu un sinus.

Fig. 3.4. - Factor de umplere mai mic de 50%

Fig.3.5. - Factor de umplere mai mare de 50%

Un generator de semnal este de o importanta majora pentru determinarea comportarii unui circuit la diferite forme de unda cu frecventa si amplitudine prevazute cu dispozitive de reglaj continuu cat si in trepte.