Звукові генератори gag 809/810 фірми gw Instek

До типових низькочастотних генераторів "бюджетного" класу можна віднести генератори GAG 809 фірми GW Instek.

Зовнішній вигляд приладу показаний на рис. 1.22. Прилад має гранично просту конструкцію і є типовим аналоговим RC-генератором.

Установка частоти забезпечується ручкою зі шкалою, відградуйованої в Гц - від 10 до 100. Праворуч від неї розташований перемикач діапазонів з кнопками, що задають множник 1, 10, 100, 1000 і 10000. Таким чином, генератор перекриває діапазон частот від 10 Гц до 1 МГц. Поряд з синусоїдальною формою сигналу можлива генерація імпульсів прямокутної форми - меандру. Перемикач форми розташований під перемикачем діапазонів. Крім того, генератор має ручку AMPLITUDE плавного регулювання амплітуди, ручку аттенюатора (ослаблення від 0

до 50 дБ з кроком 10 дБ), затискачі виходу і вимикач живлення.

Коефіцієнт гармонік генератора GAG 809 має наступні значення:

• на частотах 500 Гц ~ 20 кГц: 0,1%;

• на частотах 100 Гц ~ 100 кГц: 0,3%;

• на частотах 50 Гц ~ 200 кГц: 0,3%;

• на частотах 20 Гц ~ 500 кГц: 0,5%;

• на частотах 10 Гц ~ 1 МГц: 1,5%.

Без навантаження максимальна вихідна напруга генератора не менш 10 В подвійної амплітуди. Габарити приладу 130×210Ч×92 мм, маса близько 3 кг. Генератор GAG 810 має знижений рівень коефіцієнта гармонік - менше 0,02% в звуковому діапазоні частот.

Рис.1.22. Генератор GAG 809 фірми GW Instek

Основи цифрового синтезу частоти і форми сигналів

Основні методи цифрового синтезу сигналів

Існує досить багато методів синтезу синусоїдальних сигналів цифровими

методами. Основними є такі методи:

1. Синтез сигналів на основі поділу /множення частоти високо стабільного (опорного) генератора з очищенням сигналу шляхом фільтрації.

2. Прямий цифровий синтез сигналів DDS (Direct Digital Synthesizers) шляхом опитування пам'яті, що зберігає оцифровані відліки сигналу заданої форми, з перетворенням їх в аналоговий сигнал за допомогою високошвидкісних цифро-аналогових перетворювачів.

Перший спосіб в даний час реалізовано за допомогою цілого ряду мікросхем синтезаторів частоти. При цьому використовуються як цифрові, так і аналогові подільники і помножувачі частоти. Як правило, отримати достатньо чистий синтезований сигнал дуже важко. Тому широко використовуються системи фазової автопідстройки (ФАПЧ) генератора синусоїдальних сигналів під синтезований сигнал, його гармоніки або субгармоніки.

Генератори на основі цифрового синтезу частот

Перевагою звичайних генераторів синусоїдальних сигналів є можливість

отримання синусоїдальної форми вихідного сигналу з малими нелінійними спотворенням. А головним недоліком - низька стабільність частоти. Винятком є кварцові генератори, але вони зазвичай генерують сигнали тільки однієї частоти - основної або її гармоніки.

Для генерації синусоїдальних сигналів з високою стабільністю частоти використовують генератори на основі цифрового синтезатора частот. Типова функціональна схема такого генератора показана на рис. 1.26. Основу генератора складають два генератори. Перший генератор - це високостабільний опорний генератор еталонної частоти f_ет і дільник частоти з фіксованим коефіцієнтом ділення M.

Він формує дозвіл по частоті f₁ = f_ет / M.

Рис.1.26. Функціональна схема генератора синусоїдального сигналу на основі цифрового синтезу частоти

Другий генератор - це стабілізований генератор, перебудовується в достатньо широких межах ланцюгом фазового автопідстроювання частоти. Його сигнал ділиться в N раз за допомогою дільника зі змінним коефіцієнтом ділення ДПКД. Для перенасторювання дільника використовується блок управління. Сигнал з частотою f₁ = f_ст / N зрівнюється з сигналом з частотою f₂ = f_ет / M за допомогою імпульсного фазового детектора. Його вихідний сигнал фільтрується фільтром низьких частот і подається на регулюючий елемент, який змінює частоту стабілізованого генератора до тих пір, поки не буде забезпечено умова f₁ = f₂, що відповідає усталеній частоті стабілізованого генератора

f_ст = f_ет • N / M.

Наприклад, якщо потрібно отримати частоти від 1 до 2 МГц з кроком в 1 Гц, треба при f_ет = 1 МГц мати M = 1 • 10⁶ і N від 1 • 10⁶ до 2 • 10⁶.

Стабілізований генератор з керуючим елементом може будуватися за будь-якою відомою схемою, наприклад, LC-генератора з перебудовою частоти варикапом або електромагнітом. Якщо потрібна перебудова по частоті в широких межах (наприклад, майже з 0), то можна використовувати пару генераторів із змішувачем, тобто генератор на битті.

Оскільки в генераторах цього типу не використовується квантування по амплітуді сигналу, останній є безперервним і може мати дуже близьку до синусоїдальної форму. Генератори з функціональної схемою (рис. 1.26) і різними її варіантами випускаються у вигляді спеціалізованих інтегральних мікросхем частотних синтезаторів.