Ранее у меня появилась задача сделать генератор синусоидального сигнала 1 кHz, с низким выходным сопротивлением для настройки проверки усилителей звуковой частоты, и различных экспериментов. Хотелось разработать схему максимально простую и без дорогих деталей. Самый простой способ взять сигнал из колебательного контура. Его частота стабильна, а форма сигнала синусоидальная.

    Генератор низкой частоты вырабатывает синусоидальный сигнал 1000Гц. Максимальная амплитуда выходного сигнала 1,6 В (можно регулировать плавно). С помощью встроенного аттенюатора 1:1, 1:10, 1:100, можно дискретно ослабить выходной сигнал. Выходное сопротивление 8 Ом.

Фото платы генератора:

    Напряжение питания генератора 3,5 – 4,2 В от одного литиевого аккумулятора, потребление 25 мА. Возможно использование и любого внешнего однополярного источника напряжения 3,6 В.

    Немного о параллельном колебательном контуре:

    Интересной резонансной схемой является параллельный колебательный контур. В нем конденсатор и катушка индуктивности соединены параллельно. Если снабдить такой контур энергией, например, зарядив конденсатор, или вызвав ток в катушке индуктивности, то далее энергия будет перетекать из конденсатора в катушку и обратно. На конденсаторе будет формироваться синусоидальное напряжение. Его частота называется частотой резонанса параллельного колебательного контура. Если бы не было потерь, то колебания продолжались бы бесконечно, но из-за потерь колебания постепенно затухают.

    Что произойдет, если к параллельному колебательному контуру приложить переменное напряжение резонансной частоты. Сначала будут переходные процессы, но потом колебания установятся, и будет складываться такая ситуация. Напряжение на контуре, возникающее за счет собственных колебаний будет равно напряжению, подводимому извне, так что ток через цепь подачи переменного напряжения протекать не будет. Так что можно считать, что на этой частоте параллельный колебательный контур имеет бесконечное сопротивление. Сказанное верно для идеального случая, когда потери отсутствуют. Если учесть потери, то некоторый ток от источника синусоидального сигнала будет проходить и компенсировать эти потери, но все равно реактивное сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте будет высоким.

    То, что через внешние цепи на данной частоте ток практически не протекает, не должно вводить в заблуждение инженера - электронщика. В катушке индуктивности течет электрический ток значительной силы. Этот ток сначала разряжает конденсатор, потом заряжает его, не вытекая во внешние цепи. Катушка индуктивности должна быть спроектирована так, чтобы не входить в насыщение и выдерживать указанный ток, конденсатор также должен быть рассчитан на этот ток.

[Амплитудное значение тока в контуре, А] = [Амплитудное значение напряжения на контуре, В] / [ZL], где [ZL] = 2 * ПИ * [Частота сигнала, Гц] * [ Индуктивность катушки, Гн]

Принципиальная схема генератора синусоиды 1кГц пока­зана ниже.

   Схема состоит из LC-генератора на транзисторах VT1 и VT2, уси­лителя напряжения на VT3 и повторителей на VT4 – VT6 .Частота генератора зависит от LC-контура, состоящего из одной из катушки L1 и конденсаторов С2, С3, С5. При данной индуктивности и конденсаторах частота равна 1 кГц. Генератор собран на VT1 и VT2 по схеме несимметричного мультивибратора, и он допускает работу при любом соотноше­нии L и С составляющих контура.

   Выходом задающего генератора является сам контур. Амплитуда напряжения 1 кГц на нем около 500мВ в зависимости от типа индуктивности. Этот сигнал поступает на усилительна транзисторе VT3. Этот усилитель служит для усиления сигнала с выхода задающего генератора по амплитуде и мощности в два раза и для устранения влияния параметров внешних цепей на работу задающего генератора. Ре­жим работы усилителя по постоянному току устанавливается резистором R3 , а усиление резисторами в эмиттерной цепи.

   В эмиттерной цепи VT3 включен пере­менный резистор R6, служащий для регули­ровки выходного напряжения ЗЧ. Сигнал с R5 поступает на выходной эмиттерный повторитель . Выходное сопротивление которого примерно равно 8 Ом, что позволяет подключать любые как высокоомные, так и низкоомные нагрузки с сопротивлением 8 ом и выше, без искажения формы и 10% снижения амплитуды (при 8 Омах).

   Нагрузкой генератора служит аттенюатор на постоянных резисторах R12, R13, R14.

   Питание на генератор поступает от литиевого аккумулятора напряжением 3,6V (с мобильного телефона).

   Большинство деталей расположено на односторонней печатной плате.

   Градуировку переменного резистора R6 лучше всего производить с помощью осциллографа. Градуируют шкалу регулятора переменного резистора R6 амплитуды выходного сигнала, используя для его измерения высокочастотный вольтметр или осциллограф с калиброванным входным делителем напряжения.

   Катушку можно использовать любую на индуктивность 0,01Гн, или около этого значения (0,005Гн - 0,03Гн) , а частоту подобрать конденсаторами С2, С3, С5.