Перетворювачі синусоїдального сигналу із трикутного

Формування з трикутного сигналу синусоїдального є однією з основних і найважчих завдань при побудові функціональних генераторів. Простий обмежувач, типу показаного на рис. 3.2, створює помітно (навіть на око) спотворена

синусоїдальна напруга. Це пов'язано з тим, що обмеження відбувається по логарифмічному закону, який сильно відрізняється від синусоїдальної.

Набагато кращі результати дає застосування перетворювача на польовому транзисторі (рис. 3.6). Тут використовується та обставина, що початкова ділянка вихідної ВАХ польового транзистора схожий на вид синусоїдальної кривої в першому і третьому квадрантах. Однак і в цій схемі вихідний сигнал не ідеально синусоїдальний і коефіцієнт гармонік доходить до часток відсотка лише в ретельно оптимізованої та відрегульованої схемою, що розміщується в мікротермостаті .

Фактично формувач може бути одноквадрантним, оскільки повинен відтворювати чверть періоду синусоїдальної функції (інші чверті можна отримати з першої чверті періоду за допомогою не дуже складних схем). Було показано, що для цього цілком підходять діодні 4-5-рівневі обмежувачі напруги, які широко використовувалися ще в старих аналогових ЕОМ.

На рис. 3.7 показана схема 5-рівневого обмежувача трикутного сигналу, яка при ретельному підборі компонентів може забезпечити значення Кг набагато менше 1%, цілком порівнянні з притаманними RC-генераторам з інерційним зворотним зв'язком.

Рис. 3.7. Формувач синусоїдального сигналу з трикутного з 5-рівневим

Обмежувачем

Рис. 3.6. Формувач синусоїдального сигналу з трикутного на польовому транзисторі

Слід зазначити, що навіть у наші дні рівень розвитку нелінійних перетворювачів не дозволяє отримати синусоїдальна напруга з коефіцієнтом гармонік багато менше 1% в досить широкому діапазоні частот – від часткою Гц до кількох МГц.

Мікросхема функціонального генератора МАХ038

Призначення і вигляд мікросхеми МАХ038

Прикладом високоякісної мікросхеми функціонального генератора є мікросхема MAX038 фірми MAXIM. Вид на її корпус зверху представлений на

рис. 3.16. Мікросхема виконана в корпусі з 20 виводами і містить всі блоки типового функціонального генератора, включаючи перетворювач трикутного сигналу в синусоїдальний.

Рис.3.16. Мікросхема МАХ038 фірми МАХІМ

Серійні аналогові функціональні генератори

Наша і особливо зарубіжна промисловість нині випускає безліч аналогових

функціональних генераторів. Ми розглянемо найбільш доступні з них. Нажаль, нині становище таке, що більш доступними на нашому ринку стали зарубіжні генератори цього типу. Нічого образливого в цьому немає - такі закони конкуренції. Елементна база за кордоном більш обширна і дешева, а тому й виробництво функціональних генераторів обходиться дешевше.

Рис.3.21. Спектрограма прямокутного(зліва) і синусоїдального (праворуч) сигналів функціонального генератора МАХ038

Функціональні генератори часів СРСР

В СРСР велися серйозні розробки функціональних генераторів на основі інтегральних операційних підсилювачів перших поколінь і елементної бази на дискретних приладах (перш за все, транзисторах і діодах).

Серійно випускався ряд функціональних генераторів: Г6-27, Г6-28, Г6-29, Г6-31. Всі прилади генерували синусоїдальну, трикутну і імпульсну напруги з

частотами від 0,001 Гц до 1 МГц. Лише простий генератор Г6-27 мав масу 6,5 кг, інші прилади мали масу 12, 12,5 і 17 кг. Вони призначалися для вбудовування в стійки з шириною 490 мм.

Випускався також модуль функціонального генератора Я7Г-74 для малогабаритної вимірювальної системи. Цей прилад не мав захисного корпусу і

вбудованого джерела живлення. За рахунок цього маса приладу була невелика - 2,5 кг.

Найвищі технічні характеристики мав функціональний генератор Г6-34,

забезпечував частотний діапазон сигналів від 0,001 Гц до 10 МГц. Прилад мав

електронне управління і досить великі функціональні можливості, зокрема, забезпечення генерації асиметричних коливань, частотну і амплітудну їх модуляцію. Однак габарити приладу 490×135×180 мм були великі, а маса досягала 13 кг.

Всі ці прилади вже не випускаються, тому обмежимося наведеними вище

їх характеристиками. Слід зазначити, що деякі фірми, торгують складськими запасами радянських радіовимірювальних приладів, до цього часу пропонують ці прилади за досить помірними цінами.