Прецизионный НЧ-генератор своими руками

[Valentin Gvozdev]

Добрый день, уважаемые коллеги!

В этой теме планируется описание создания самодельного прецизионого НЧ-генератора.. За основу взята схему неезызвестного Г3-118, обеспечивающего очень даже неплохие параметры с точки зрения диапазона выходных напряжений (до 10 В) и коэффициента гармоник (10^-3% ), что более чем достаточно практически для любых целей, включая Hi-End. Каким будет итоговый результат, я пока не знаю.. Но в планах повторение схемы оригинального прибора почти 1:1 c исключением диапазона 100-200 Кгц и, вероятно, добавка к ней чего-то своего.. На текущий момент проект после долгих раздумий и изучения схем вошел в активную фазу - закуплены или найдены почти все детали, разведены платы и уже две из них (собственно генератор и выходной усилитель почти полностью воплощен ы в железе.. Осталось пойти забрать в интернет-магазине некоторые недостающие стабилитроны , спаять их и все - можно делать тестовый запуск..

По мере продвижения постараюсь сообщать об успехах и результатах.. В общем, два хороших самодельных осциллографа у меня уже есть, теперь дело за хорошим генератором!


С уважением, Валентин

[Николай_С]

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4639387#p4639387"]За основу взята схему неезызвестного Г3-118... Каким будет итоговый результат, я пока не знаю.. Но в планах повторение схемы оригинального прибора почти 1:1 ...[/uquote]
Зачем? Не проще ли купить ГЗ-118? Результат будет предсказуемым. Или мы не ищем лёгких путей?

[Valentin Gvozdev]

Безусловно проще. Но, господа покупатели и выбиратели, есть такое понятие, как интерес, любопытство и желание качественно сделать что то своими руками. А если исходить из критерия что проще, то вполне может выясниться, что проще вообще ничего не делать, а только обсуждать, где и что лучше купить. Так что просьба данную тему тут не развивать.

[Mursik]

А может есть смысл шагнуть в ногу со временем, так сказать, и замахнуться на DDS-генератор? Результат будет намного более точным, нежели у аналогового прибора и гулять частота не будет от влажности/температуры/плохого настроения соседки...
И схема на пару порядков проще выйдет и на три порядка компактней.

[Муркиз]

Хобби - это когда не рациональней, а когда интересней.

И у каждого это - своё!

[add.ocean]

всякие советы из интернета, вдруг пригодится.

[khach]

В старое время для измерений линий передач с большой динамикой использовался генератор на биениях двух кварцевых резонаторов. Один из кварцев был просто термостабилизирован, второй включено по схеме VCXO т.е его можно было немного перестраивать. Смеситель давал разностную частоту звуковую. Из за большой добротности кварцев получались линии с хорошей динамикой до 80-100 дб, что для других аналоговых генераторов было недостижимо.
Типа Brüel & Kjær 1022- до сих пор в качестве стандарта при аудио измерениях используется, хотя там не кварцованнный генератор перестраиваемый, так что можно еще спектр улучшить ценой полосы перестройки.

[Муркиз]

В 60 - 70 года это вообще была популярное решение для звуковых генераторов. Но редко исполняемое из-за их стоимости.

[Valentin Gvozdev]

Господа, всем большое спасибо за советы. Постараюсь так или иначе учесть и воспользоваться.. А пока - не далее как вчера нкаокнец-то впаял недостающие детали и попробовал запустить выходной усилитель.. И, как обычно, первый блин комом. Для начала оказалось, что ток покоя выходныъ транзисторов превышает 200 мА, и уже при +-15V питания мощность на них рассеивается запредельная. Судя по всему, номинал резистора R24 (на приложенной схеме), обозначенный в статье из Радиокомонентов как 33 Ом, в реальности в несколько раз больше (в имеющихся в сети сканах документации там все очень нечетко, но анализом схемы и таблиц элементов я вычислил, что скорее всего там 165 Ом. Когда поставил примерно такой номинал, стало около 50мА при +-20V, что уже похоже на правду.

Только вот сам усилок не работает, а вместо этого очеь неплохо генерирует в районе 400 Кгц.. На выходе сигнал размахом около 30 Вольт, а при снятии корректирующей цепочки R2C4 он превращается в красивый меандр.. Генерация срывается только при установки потенциометра балланса входного операционника в крайнее положение.. В общем, тут либо какая-то ошибка на схеме, либо под видом КР544УД2 мне продали что-то иное (на корпусе нет полного названия, только УД2А), либо еще что-то такого рода. Будем моделировать схему в симуляторе, сравнивать с тем, что видим в реале... В общем, творческий процесс пошел!

Вот такая штука на выходе пока. Щуп 10:1, так что размах около 35 Вольт:

[Taxx]

R24 (по приложенной схеме) или R96 (в оригинале) 33 ома

Фото в высоком разрешении, можно рассмотреть, если открыть в новой вкладке

[Николай_С]

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4640446#p4640446"]В общем, тут либо какая-то ошибка на схеме, либо под видом КР544УД2 мне продали что-то иное (на корпусе нет полного названия, только УД2А), либо еще что-то такого рода.[/uquote]
Вам продали лучше - К574УД2. Он как раз до Мегагерцев работает.

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4640446#p4640446"]В общем, творческий процесс пошел![/uquote]
Жаль не в ту сторону...
Что касается хобби, конструируйте лучше то, что в магазине не купишь. Спецтехнику, например. Оно и полезней для разума, и для кошелька, и экономит время. Нечего тратить драгоценное время на устройства полувековой давности.

[Valentin Gvozdev]

Господа, есть первый успехи. Оказалось, что все в схеме вполне нормально, операционник именно тот, который и нужно (КР574УД2 сдвоенный и никак сюда не подходит). А дело было просто в особенностях этой схемы, котоая, если можно так выразиться, не входила в устойчивое состояние (там есть обратная связь) при включении.. Электролитический конденсатор в цепи питания входного ОУ (в отрицательном плече) на землю решил эту проблему, замедляя подачу питания на микросхему и, видимо, давая всей схеме "проинициализироваться" правильным образом. Ноль на выходе успешно регулируется, коэффициент усиления по напряжения получается порядка 6, при питании +-20 вольт размах неискаженного выходного напряжения легко достигает 20 Вольт. Коэффициент гармоник не мерял пока (это довольно сложные замеры), но частотка равномерна вплоть до примерно 200-300 Кгц, далее идет плавный завал. Реакция на меандр на входе вполне адекватная.

Так что теперь ставим выходные транзисторы на теплоооводы, пробуем штатное питание +-24 Вольта и идем дальше!

На картинках - меандры 100 Кгц и 1 Мгц на входе и на выходе. Масштаб выходного 5 Вольт/клетку, входного - 1 Вольт на клетку.

[Valentin Gvozdev]

В общем, загенерировало! Пока не очень устойчиво, без системы стабилизации говорить о чистоте спектра смысла не имеет, так как генератор находится либо в режиме ограничения с рахмахом на выходе под 30 Вольт, либо генерация срывается вовсе, но в целом все работает. И даже расчетные частоты соблюдаются с хорошей точностью.



На форму сигнала пока без слез не взглянешь, но АРФ по крайней мере явно работает..


Верхний луч - то, что выходе АРФ, т.е. в основном гармоники.

В общем, делаем систему стабилизации, плата уже разработана


А пока все выглядит вот так:

[Asmodey]

[uquote="khach",url="/forum/viewtopic.php?p=4640154#p4640154"]В старое время для измерений линий передач с большой динамикой использовался генератор на биениях[/uquote]
Полюбуйтесь на конструктив такого рода ГНЧ, в частности Г3-18. Тяжеленные и громоздкие, и вовсе даже не из-за ламповости. Там железа шасси и экранов несколько десятков килограммов, и все ради того чтобы получить нижнюю границу от 20 герц.

[Николай_С]

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4641635#p4641635"]...о чистоте спектра смысла не имеет, так как генератор находится либо в режиме ограничения с рахмахом на выходе под 30 Вольт, либо генерация срывается вовсе, но в целом все работает.
На форму сигнала пока без слез не взглянешь, но АРФ по крайней мере явно работает.[/uquote]
Иными словами; результата нет, но работой доволен. Ну да ладно, значит выходные прошли с пользой.
Подождём момент когда всё заработает. Может быть хоть тогда наступит прозрение.

[Valentin Gvozdev]

Собственно, никто не ожидал генерации идеального синуса при отсутствующем блоке стабилизации амплитуды, являющейся неотъемлемой частью всей схемы. Так что пока результат, который должен быть на данной стадии процесса, скорее ЕСТЬ, чем его нет.

Более того - я уверен, что и итоговый конечный результат непременно будет. Включая нормальный корпус с хорошей передней панелью. В конце концов, приходилось делать гораздо более сложные, высокочастотные и широкополосные конструкции.

[Valentin Gvozdev]

Последние успехи.. Попробовал запитать выходной усилитель от штатных +-24Вольт - все работает. При подаче на вход синусоидального сигнала частотой до 100 Кгц видимое огнаничение наступает при размахе почти в 40 Вольт, что позволяет надеяться, что паспортные 10В (размах - 28 В) получатся без особого труда. Коэффицент гармоник усилителя пока не измерял. Зато посмотрел в помощью звуковой карты, что творится на выходе генераторного блока в том случае, когда он не в режиме ограничения, а дает штутные 3-5Вольт размаха на своем выходе.. Был приятно удивлен -даже в таком, явно не конечном состоянии, гармоники практически не видны и Кг составляет сильно менее 0.01% (тут уже сказываются шумы и наводки). И вообще спектр очень и очень чистый. Так чято - денлаем стабиизатор амплитуды, собираем все блоки вместе и глядим, что получается.

[Николай_С]

[uquote="Valentin Gvozdev",url="/forum/viewtopic.php?p=4642974#p4642974"]Так чято - денлаем стабиизатор амплитуды, собираем все блоки вместе и глядим, что получается.[/uquote]
А чего там глядеть? Знамо дело, в лучшем случае получится ГЗ-118, только слегка модернизированный.

[АлександрЛ]

в лучшем случае получится ГЗ-118, только слегка модернизированный.

или "слегка кастрированный"...

[es131245]

А задача регулировать и частоту, и форму, и амплитуду? и что бы интересно было?