Нужна помощь в создании генератора с квадратурным сигналами.

[elton2k]

Приветствую! Нужен практический совет по следующему вопросу:
Нужен генератор гармонических колебаний с двумя выходными сигналами со смещением фаз в 1/4 периода,
т.е. чтобы на одном выходе получился синус, а на другом - косинус.

На словах вроде все просто, даже нашел такую тему, как генератор Бубба - только не хватает соображалки разобраться, опыта мало, если бы кто на пальцах объяснил или готовую схемку показал - может и не возникло бы вопросов.

Вот, ссылка, в статье ниже приводится описание генератора Бубба:
http://zpostbox.ru/sine_wave_oscillators.html

Помогите дельным советом или схемкой. Или кто поможет разобраться с "Буббой".

[svic]

Помогите дельным советом

Всё зависит от практических потребностей - если нужен именно девайс, то кроме RC генератора можно сварганить (написать небольшую прогу) звуковой DDS на микроконтроллере, если нужны только сигналы, то просто прога-софтовый генератор для звуковушки компа.

sndgenmc.rar

(477.67 КБ) 345 скачиваний

[elton2k]

Всё зависит от практических потребностей

Конечно же надо уточнить...
В результате нужно независимое устройство (схема) с соответствующими выводами. Далее это устройство будет питать-управлять внешний контур.

Сделать синусоиду не трудно, точнее можно найти хорошее описание, или накройняк просто генератор импульсов.
Здесь же нюанс - импульсы должны быть одинаковые, да еще и со смещением фаз.

Еще из нюансов, частота планируемых импульсов будет составлять десятки МГц.
Амплитуда импульсов планируется порядка 10-12 В.

[aen]

или накройняк просто генератор импульсов.
Здесь же нюанс - импульсы должны быть одинаковые, да еще и со смещением фаз.

Если можно импульсы, то можно так.
https://www.google.com/search?hl=ru&new ... hg9LRkNRPI



Предельная частота и точность зависит от быстродействия примененных микросхем. На частотах меньше 1 мгц приемлемую точность можно получить даже на 155(133) серии.

[elton2k]

Действительно интересно по крайней мере есть четкое смещение фаз.

Нюансы все же остаются, а это отсутствие отрицательного периода...
сигнал далее пойдет на LC контур, который будет настроен в частотный резонанс - в крайнем случае может придется и эту схему использовать.

Пока все же буду ориентироваться на гармонические колебания

[SmarTrunk]

Если нужно десятки мегагерц, то генератор Буббы не прокатит - для ОУ это слишком высокие частоты. Вообще, зависит от требований. Если частота фиксированная, или маленький диапазон перестройки, то один сигнал получается любым способом, например LC-генератором, а второй сигнал получается из первого схемой смещения фазы (LC-цепочка), но ее придется настраивать (один раз). Если диапазон перестройки больше, или хочется, чтобы нужное смещение фаз получалось само, без подстройки, то синус-косинус получается с использованием двух микросхем DDS. Усиление полученных сигналов до нужной амплитуды - не проблема, но нужно знать, какая будет нагрузка.

[elton2k]

Немного почитал про операционные усилители, так вроде про них написано, что и до 3 ГГц способны работать...

Частота будет фиксированная, менять если и придется, то только уже при практических опытах и скорее всего изменяя параметры схемы.

Если частота фиксированная, или маленький диапазон перестройки, то один сигнал получается любым способом, например LC-генератором, а второй сигнал получается из первого схемой смещения фазы (LC-цепочка), но ее придется настраивать (один раз)

Пока как то все это сложно представляется, конечно, пока не реализуется на практике... есть еще нюанс, как писал ранее выходные сигналы пойдут на свои LC-контура, по два контура на сигнал, итого 4, это скорее всего тоже придется учитывать при настройке?

Хотелось бы для начала получить просто устойчивые сигналы, зависящие только от параметров компонентов, а далее уже заняться другими.

По поводу нагрузки вопрос хороший, и походу он пока останется открытым...
Возникает вопрос, а сколько же Ватт я вообще смогу получить, допустим, от приведенных схем???

[SmarTrunk]

ОУ (некоторые) могут иметь полосу единичного усиления до гигагерц, но, при этом, на них можно собрать не любые схемы, а, как правило, повторители или усилители сигнала. Работу таких ОУ в любых схемах никто не гарантирует. Могут быть нюансы с разводкой и выбором номиналов резисторов обратной связи (сотни ом, не больше). Еще, в общем случае, полоса ОУ (частота единичного усиления) должна быть много выше частоты реального сигнала, чтобы уровень искажений остался небольшим.

Можность... получается выходными усилителями, сама схема генератора может давать и меньший сигнал. Возможное смещение фаз из-за разной задержки (и дрейфа этой величины, от прогрева, например) в выходных контурах (фильтрах?) нужно учитывать.

[Дмитрий]

Возникает вопрос, а сколько же Ватт я вообще смогу получить, допустим, от приведенных схем???

На Ваши общие вопросы можно ответить только общими ответами.
Пока конкретно не скажете, что делаете, не получите и конкретных ответов.
Как говорится, какой вопрос, такой и ответ.
Выкладывайте полностью, что Вы собрались делать и тогда ответы можно будет давать более конкретные.

[svic]

Если частота будет в десятки мегагерц и нужны кваратурные строго гармонические сигналы, то про RC можно забыть. Ваши требования способны обеспечить только синхронизированные от общего тактового генератора DDS. Удерживать на практике амплитудно-фазовые соотношения в аналоговых цепях крайне трудно.
Если-же спектральная чистота не имеет особого значения, то используйте фазовращатели, предложенные aen, постоянную составляющую легко убрать емкостной или трансформаторной развязкой.

[SmarTrunk]

Что-то вроде считывателя ID чипов затевается?

[elton2k]

Умные коты не от мира сего призываю вас помочь ШУТКА

По поводу, что за устройство такое? да ничего особого, на данный момент нужен просто гармонический генератор, и, думаю, что все же остановлюсь на "Буббе". Вот картинка для визуализации:
http://zpostbox.ru/sine_wave_oscillators_18.gif
На картинке даны параметры конденсаторов и резисторов на частоту 1,76 КГц (для примера расчета).
Операционный усилитель используется один, точнее их 4 в одном корпусе - так что можно видеть, что это очень даже простая схема
НО, ЕСТЬ ОДИН МОМЕНТ приведенный ОУ в схеме по параметрам своим способен нормально генерировать до частоты 100кГц.

Ну, наконец то подошел к главному - есть очень интересный ОУ THS4001 способный спокойно работать до 10МГц. А также есть достаточно мощные транзисторы с граничащей частотой до 100МГц.
Внимание! к знатокам можно ли собрать по приведенной выше схеме генератор с высокочастотным ОУ, а сигналы усилить, например, через транзистор?
На сколько, я могу понять, можно, поэтому прошу практического совета-ответа-наставления

[SmarTrunk]

Да можно сделать генератор на ОУ, а потом усилить на транзисторах. Но на частотах в десятки мегагерц - вряд ли. Но попробуйте, потом нам расскажете.

[aen]

Да почему нельзя? Можно. В передатчиках же усиливают и не десятки мегагерц, а и сотни.
Конкретных советов дать нельзя, т.к. автор держит в тайне конечное назначение.

Выкладывайте полностью, что Вы собрались делать и тогда ответы можно будет давать более конкретные.

[elton2k]

т.к. автор держит в тайне конечное назначение

никакой тайны, уважаемые коты! просто установку делаю коих нет описание, а результатом (положительным) даже специально поделюсь... для начала надо сделать

Конкретных советов дать нельзя

здесь я не понимаю, почему?

я ведь в конкретике прошу дать совет тех кто сталкивался с подобным, т.е.:
по приведенной схеме "Буббы" можно ли использовать ОУ высокочастотный, использовать конкретно 4 штуки вместо одного (как на схеме)??? и если кто сталкивался, то теоретический расчет частоты будет такой же или может отличаться??? т.к. ОУ другой

и второй, тоже конкретный вопрос, уточняю:
мне надо будет усилить сигнал, прошу ткнуть моим кошачьим носом в схему (дать ссылку) на опробованную не очень сложную схему усилителя, усилителя высокой частоты, на сколько я понимаю, подобного усилителя в радиопередатчиках...

знающих котов прошу подсказать и направить, т.к. только встал на этот новый тернистый путь

[svic]

встал на этот новый тернистый путь

Синтезировать схему нормальный разработчик всегда начинает с хвоста, то-бишь первым делом ставится конкретное условие, например, получить пару синусов в квадратуре, частотой 10МГц и амплитудой (РЕР, скажем) 12В на нагрузке 50ом. Отсюда появляются исходные для начала расчетов режима коллекторной цепи выходника, подбирается подходящий тип для этого дела. Затем смотрим задавальники - какой чо может (по среднестатистическим характеристикам). Ну, выбрали Вы Буббу. Фактически это обычная пищалка с четырьмя фазосдвигающими узлами в виде интегрирующих RC цепочек с согласующими повторителями на ОУ. На ЗЧ, вроде, всё тип-топ, однако настоятельно требуется поглядеть, насколько частота единичного усиления ОУ выше генерируемой частоты. Для 10МГц это отношение должно быть сохранено соответствующим подбором типа ОУ (кстати, временнЫе задержки в ОУ тоже начнут сказываться довольно ощутимо). Далее. Получив сигналы нужных фазочастотных соотношений, надо определить на какой нагрузке это происходит, т.е. определить мощность. После этого остается решить вопрос согласования между задавальником и оконечником. Возможно хватит трансформирующей цепи, ну, или придется добавлять предоконечник (драйвер). Это всё, так-сказать, предварительный этап, а далее самое интересное - паяльник в лапы, мультиметр, осцилл и героически сражаться с коварной железякой дабы доказать, что Вы всё-таки умнее её.....
В противном случае придется повторять промышленную (не любительскую) схему, рассчитанную на массовое производство и в угоду этому содержащую избыточность стабилизирующих цепей.

P.S. На RC не получится чистой синусоиды и на означенных частотах без ФАПЧ стабильность тоже будет оставлять желать лучшего... IMHO

[SVHKOTOK]

Топикстартеру -
- бессмысленная затея делать такие "вещи" на ОУ и RC цепях на ВЧ,
стабильность формируемого сигнала будет сильно зависеть от временной и температурной стабильности этих цепей.
Девайс по такой схеме нестабилен и труден в настройке,
к тому же на ВЧ, на параметры его будут влиять различные паразитные емкости.

Квадратурный сигнал высокой точности можно сформировать только цифровыми фазовращателями или с помощью ФАПЧ!

[elton2k]

бессмысленная затея делать такие "вещи" на ОУ и RC цепях на ВЧ

уважаемые коты, я не отрицаю, возможно это и самый худший вариант... но приведу небольшое сравнение:

"Вот надо мне вскопать поле, и не важно, что я там посажу, и нашел я для себя простой способ - лопата... а мне говорят, что вот культиватор есть, значительно лучше будет, и я понимаю, что есть еще и трактор с плугом...
Но вот незадача, культиватором я пользоваться не умею не говоря уже о тракторе, а никто не говорит как работать с ними - самому надо инструкцию искать и т.п...
Сейчас это темный лес для меня, кто бы помог черенок на лопату насадить, и то буду рад!"

советы, конечно же дельные, я не думаю, что кто-то может посоветовать плохого, НО пока был только реально практический комментарий от Lazy, за что ему конечно спасибо - и все-таки не совсем подходит те импульсы

[SVHKOTOK]

Так зачем мне опять повторять то что aen привел?
я уже сказал что - Квадратурный сигнал высокой точности можно сформировать только цифровыми фазовращателями или с помощью ФАПЧ
а схемки эти в посте aen

Какие импульсы не подходят? - там в этих схемах прямоугольные,
при их прохождении через резонансные контура - будут синусоидальные

"чего ж тебе надобно старче?" (с)

ps вот тебе метод формирования квадратуры с помощью ФАПЧ



- два генератора на одну и туже частоту синхронизируемые петлёй ФАПЧ
например один кварцованный а другой ГУН, -
- при синхронизации их, на выходе одного генератора будет Sin, а на выходе второго будет Cos
т.е сдвиг между ними ровно 90 градусов

выходные сигналы - синусоида

[elton2k]

ps вот тебе метод формирования квадратуры с помощью ФАПЧ

спасибо, очень интересная принципиальная схема
вот все пытаюсь с ней разобраться, конкретного примера не могу найти описание...

правильно ли я понял, что в приведенной схеме используется всего 2 компонента: ne602 и ОУ?
и где в этой схеме задающий частоту генератор? куда его "впихнуть"?
помогите, пожалуйста, разобраться, может есть ссылочка на схему с параметрами, конкретными компонентами (хотя бы без номиналов)