30 Синтезатор "синуса"
Эта простая схема, используя прямоугольный сигнал в качестве тактового, генерирует синусоидальный сигнал в диапазоне 0,01 Гц...1 МГц. Выходы Q0...Q3 двоичного счетчика IC1 через логические элементы IC2 подключаются к общему проводу (0) или к пи- танию (+15 8) через резисторы суммирующего каскада IC3, номиналы которых подобраны соответствующим образом. Для четырех выходов существует всего 16 комбинаций, так что один полупериод строится из 16 ступенек.
Изменение уровня на выходе Q4 меняет состояние на одном из двух входов каждого логического элемента "Исключающее ИЛИ". При логической "1" на входе элемент служит инвертором, при "0" — повторителем. Поэтому половину периода формируется положительная полуволна синусоиды, а затем — отрицательная, и весь цикл снова повторяется. Та-ким образом, полный период складывается из 32 шагов, и, следовательно, выходная частота составляет 1/32 часть частоты тактового сигнала.
Амплитуда выходного сигнала определяется резистором R5. Вместо ОР77 можно использовать какой-либо другой операционный усилитель с относительно большой скоростью нарастания выходного напряжения.
Микросхемы IC1...ICЗ можно заменить отечественными К561ИЕ16, К561ЛП2 и К544УД2.
31 Цифровой индикатор Касаткін
Величину сигнала часто удобно контролировать не по стрелочному прибору, а наблюдвть в цифровом виде. Малая распространенность таких индикаторов связана с необходимостью применения в них АЦП, которые относительно дороги и требуют образцовых источников напряжения. Для использования в подобных целях при минимальных затратах было разработано предлагаемое устройство.
Эту схему удобно применять в тех случаях, когда необходима цифровая индикация со средней степенью точности. В устройстве использованы микросхемы ТТЛ и упрощенный генератор пилообразного напряжения.
В основе схемы лежит принцип сравнения величины измеряемого сигнала с линейно нарастающим напряжением и измерение времени нарастания этого напряжения до момента совпадения с измеряемым. В качестве линейно нарастающего напряжения используется напряжение, снимаемое с интегратора R5-C4. На элементах DD1.3 и DD1.4 собран генератор, который с помощью транзистора VT1 периодически разряжает конденсатор С4. На элементах DD1.1, DD1.2 и счетчиках DD2, DD3 собран измеритель времени нарастания. Цепь R4-C3-R6 и элементы DD1.5 и DD1.6 с резистором R7 используются для формирования задержки до начала измерения.
Когда на выходе элемента DD1.4 появляется логический "О", транзистор VT1 закрывается, конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R5, а низкий уровень на входах сброса счетчиков DD2 и DD3 разрешает счет импульсов с генератора на элементах DD1.1, DD1.2. После того как напряжение на конденсаторе С4 станет равным измеряемому, компаратор DA1 изменяет свое состояние, и на тактовом входе регистра DD4 появляется импульс, по которому код со счетчиков DD2, DD3 записывается в регистр DD4. Этот код преобразуется дешифраторами DD5, DD6 и отображается индикаторами HG1, HG2. При появлении на выходе элемента DD1.4 логической "1" транзистор VT1 открывается, разряжая конденсатор С4. На входах сброса счетчиков DD2, DD3 появляется логическая "1", сбрасывая счетчики и запрещая их дальнейшую работу. После этого цикл измерения повторяется.
Компаратор DA1 питается от однопо-лярного источника (+15 В). Его работос- пособность при этом сохраняется, но нельзя измерять входной сигнал, близкий к "земле". При необходимости измерения сигнала с низким напряжением компаратор DA1 необходимо питать от двухполярного источника. Входной сигнал может быть с амплитудой до 0,5 В. В принципе, индикатор будет работать при подаче на вход напряжения до 2 В, но будет заметна его нелинейность, связанная с экспоненциальным законом зарядки конденсатора С4. При необходимости повысить точность измерений следует заменить резистор R5 на генератор тока, собранный на транзисторе. В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ-5, КМ-6, К50-16, К50-35. Резисторы R1 и R4 — подстроечные, любого типа (желатель- но многооборотные). Конденсатор С4 рекомендуется выбрать с ТКЕ, близким к нулевому. Микросхемы могут быть серий К155, К555, КР1533. В качестве DD4 можно установить КР1533ИРЗЗ. Микросхемы DD2, DD3 можно заменить одной К555ИЕ20. Вместо транзистора КТ315 возможно использование других маломощных кремниевых транзисторов — КТ312, КТ342, КТ3102. Светодиодные индикаторы АЛС324А можно заменить на АЛС324Б, но при этом микросхемы К514ИД1 следует заменить на К514ИД2, и в цепи каждого катода индикатора включить токоограничивающие резисторы с сопротивлением около 180 Ом. В качестве компаратора DA1 можно использовать и другие ОУ, надежно работающие при питании от однополярного источника. В цепях питания микросхем желательно установить 2...4 блокировочных конденсатора емкостью 0,047...0,15мкФ.
Индикатор собран на плате из стеклотекстолита. Размер и форма платы не имеют значения. Все соединения выполнены тонким монтажным проводом.
Налаживание схемы заключается в установке нуля резистором R4 и верхнего предела измерения резистором R1. Для этого подают наименьший измеряемый сигнал, и подстроенным резистором R4 устанавливают на индикаторах HG1 и HG2 нулевое (или другое, соответствующее минимальному сигна- лу) значение. Затем подают на вход максимальный сигнал, и резистором R1 устанавливают на индикаторах соответствующее значение. При необходимости можно подобрать конденсатор С1. После этого необходимо повторить регулировку нижнего предела резистором R4.
В авторском варианте описанный индикатор использовался в качестве вольтметра лабораторного блока питания в диапазоне 1...40 В.