Совет для радиолюбителя

Нередко в практике радиолюбителя возникает потребность постройки синусоидального генератора низкочастотных колебаний. Обычно для этой цели применяют операционный усилитель (ОУ). Следует заметить, что это неплохое, вполне современное решение. Но... не всегда.

Во-первых, для этого, как правило, требуются два симметричных по величине и разнополярных питающих напряжения. Во- вторых, в случае применения широко распространенных и недорогих ОУ актуальны досадные ограничения, касающиеся как рабочей частоты, так и неискаженной амплитуды выходного сигнала.

При этом любое увеличение амплитуды выходного напряжения, получаемого непосредственно с выхода ОУ, выдвигает требование к возрастанию широкополосности применяемого ОУ. А это значит, что "простыми и дешевыми" ОУ обойтись не удастся!

Следовательно, использование в схемах НЧ генераторов ОУ типа К140УД6 (К140УД7) нежелательно ввиду их явной "медлительности". В тех случаях, когда к стабильности амплитуды и форме выходного сигнала низкочастотных генераторов предъявляются повышенные требования, а сама частота лежит в пределах от 8 до 25 кГц и выше, вполне удачной может считаться схема, представленная на рис.10.

Собственно задающим генератором является цепь, собранная на транзисторе УТ1. При этом делитель напряжения, собранный на R2 и R3, подбирается таким образом, чтобы ик1 было на уровне 0,7 В. Этим определяется исходный режим согласующего транзистора УТ2. Его коллекторное напряжение должно быть равно -4,0 В.

В этом случае иэ5 = икб = -4,6 В.

А поскольку потенциал точки "А" и определяет правильность установки режима (его линейность) четверки выходных транзисторов, то для предварительной проверки электрических режимов вполне достаточно обычного тестера (конденсатор С1 при этом должен быть закорочен на землю).

Падение напряжения на резисторе R5 равно примерно 1 В. При этом иэ1 = -3,6 В. Следовательно, потенциал базы УТ1 относительно земли равен -3 В.

Убедившись, что действительные режимы соответствуют вышеприведенным, убираем закоротку С1.

Цепь, реализованная на миниатюрной лампочке накаливания Л1 и электролитических конденсаторах С3 и С4, работает следующим образом.

Пусть амплитуда выходного гармонического сигнала (точка "А") возрастает. Тогда, соответственно, возрастет амплитуда сигнала на эмиттере транзистора УТ1. Лампочка Л1 используется не для освещения, а в качестве элемента отрицательной обратной связи, принцип действия которого следующий.

Как известно, лампочки накаливания предназначены, прежде всего, для работы в качестве источников света. Температура нити при этом составляет примерно 1800 °С. Ток (для данного конкретного типа лампочки) порядка 15.18 мА при напряжении 6,3 В.

Но этот режим не единственный! Если напряжение питания лампочки понизить до 3,5.4 В, а ток до 4.5 мА, то температура нити упадет до 400.450 °С. Лампочка станет "темной", но приобретет удивительное свойство. Оказывается, если каким-нибудь образом варьировать ток накала (при рассматриваемом режиме) в небольших пределах, то сопротивление нити при этом может меняться в несколько раз!

Таким образом, лампочка накаливания превращается в переменный резистор, проводимость которого является функцией протекающего через нить накала тока. Независимо от того, будет ли этот ток постоянным либо переменным. Согласно схеме, в данном случае отслеживается амплитуда переменной составляющей.

Итак, возрастание сигнала на эмиттере УТ1 приводит к возрастанию амплитуды переменного тока, протекающего через Л1. При этом повышается (на несколько десятков градусов) температура нити, что в свою очередь вызывает возрастание сопротивления нити накала.

Это означает возрастание значения резистора цепи ОС (эмиттерного, не зашунтированного). Следствием этого является уменьшение амплитуды сигнала, поступающего на базу УТ2. Амплитуда сигнала в точке "А" тоже упадет, что приведет и к падению амплитуды сигнала на базе УТ1. В результате амплитуда сигнала на эмиттере УТ1 также понизится.

Следовательно, поскольку процесс носит динамический характер, возрастание (первоначальное, случайное) амплитуды сигнала будет скомпенсировано. То же самое, только наоборот, произойдет, если амплитуда сигнала на эмиттере УТ1 случайно понизится.

Тогда уменьшение величины переменного тока через нить накала лампочки приведет к понижению ее температуры, т.е. к уменьшению значения сопротивления в цепи эмиттера УТ1. В результате этого возрастет амплитуда сигнала в точке "А", что вызовет соответствующее повышение сигнала на базе УТ1.

Компенсация происходит и в этом случае. Оптимальная амплитуда выходного сигнала генератора выставляется регулировкой движка подстроечного (обычно многооборотного) потенциометра R5. Частота генерируемого напряжения определяется величиной емкостей С1 и С2 и может достаточно легко быть изменена.

Обсудить на форуме