Низкочастотный генератор является одним из необходимых приборов в радиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты. Генератор НЧ может быть источником НЧ сигнала, необходимого для работы других приборов (измерительных мостов, модуляторов и др.). Желательно чтобы ГНЧ вырабатывал не только синусоидальное, но и прямоугольное напряжение логического уровня, скважность и амплитуду которого можно регулировать.


Принципиальная схема генератора показана на рисунке 1. Схема состоит из низкочастотного синусоидального генератора на операционном усилителе А1, аналогичного схеме генератора из Л.1, и формирователя прямоугольных импульсов на микросхеме D1.

Схема синусоидального генератора традиционная. Операционный усилитель, при помощи положительной обратной связи (С1-С3, R3, R4, R5, С4-С6) выполненной по схеме моста Винна, переведен в режим генерации. Избыточная глубина положительной обратной связи, приводящая к искажению выходного синусоидального сигнала, компенсируется отрицательной ОС R1-R2.

Причем, R1 подстроечный, чтобы с его помощью можно было установить величину ОС такой, при которой на выходе операционного усилителя неискаженный синусоидальный сигнал наибольшей амплитуды.

Лампа накаливания Н1 включена на выходе ОУ в его цепи обратной связи. Вместе с резистором R16 лампа образует делитель напряжения, коэффициент деления которого зависит от протекающего через него тока (лампа Н1 выполняет функции терморезистора, увеличивая свое сопротивление от нагрева, вызванного протекающим током).

Частота устанавливается двумя органами управления, - переключателем S1 выбирают один из трех поддиапазонов «20-200 Гц», «200-2000 Гц» и «2000-20000 Гц». Реально диапазоны немного шире и частично перекрывают друг друга. Плавная настройка частоты производится сдвоенным переменным резистором R5. Желательно чтобы резистор был с линейным законом изменения сопротивления.

Сопротивления и законы изменения составных частей R5 должны быть строго одинаковыми, поэтому, применение самодельных сдвоенных резисторов (сделанных из двух одиночных) недопустимо. От точности равенства сопротивлений R5 сильно зависит коэффициент нелинейных искажений синусоидального сигнала.

На оси переменного резистора закреплена ручка со стрелкой (как у галетных приборных переключателей) и простая шкала для установки частоты. Для точной установки частоты используют цифровой частотомер, входящий в состав лаборатории.

Выходное напряжение плавно регулируют переменным резистором R6. С этого резистора поступает НЧ напряжение на милливольтметр лаборатории, чтобы можно было установить необходимое выходное напряжение. Понизить установленное значение в 10 и 100 раз можно при помощи аттюнеатора на резисторах R12-R14.

Максимальное выходное напряжение НЧ генератора, ~ 1,0V. Для формирования импульсов служит ключ на транзисторе VT2 и три логических элемента на микросхеме D1. Выходной уровень ШОП логики.

Транзистор VT2 включен по схеме ключа. Это значит, что при достижении на его базе напряжения определенного уровня он лави-нообрано открывается. На базу транзистора переменное напряжение с выхода генератора подается через делитель R9-R10. При помощи R9 можно устанавливать величину минимального напряжения, при котором открывается VT2.

Благодаря диоду VD1, который создает на эмиттере транзистора небольшое отрицательное напряжение смещения, этот порог можно устанавливать от 0,1V до 1V. То есть, до максимального значения выходного напряжения генератора.

В зависимости от того, как установлен этот порог, транзистор VT2 будет открываться и закрываться на определенных участках положительной полуволны низкочастотного напряжения. И от этого будет зависит ширина импульсов, возникающих на коллекторе транзистора. Окончательно прямоугольную форму импульсам предают элементы микросхемы D1. С гнезд Х4 и Х5 можно снимать противофазные импульсы.

Регулируют амплитуду выходных прямоугольных импульсов изменяя напряжение питания микросхемы D1 в пределах от 9,5 до 3,5V. Регулятор напряжения выполнен на транзисторе VT1. Выключают генератор тумблером на два направления S2, отключающим генератор от источника двуполярного напряжения ±10V.

Большинство деталей расположено на печатной плате. В корпусе лаборатории плата на двух уголках установлена перпендикулярно передней панели. Все регуляторы-резисторы, переключатели и разъемы расположены на передней панели. Многие детали (см. рис. 2) смонтированы на их выводах.

Переключатель S1 галетный на три направления и три положения. Используются только два направления. Выключатель S2 - тумблер на два направления. Все разъемы - коаксиальные разъемы от видеотехники. Дроссели L1 и L2 - от модулей цветности старых телевизоров УСЦТ (можно использовать любые дроссели индуктивностью не менее 30 мкГн). Лампа накаливания Н1 - индикаторная, с гибкими проволочными выводами (похожа на светодиод), на напряжение 6,3V и то 20 mА. Можно использовать и другую лампу на напряжение 2,5-13,5V и ток не более 0,1 А.

Налаживать генератор желательно используя частотомер и осциллограф. В этом случае, подстройкой резистора R1 добиваются максимального и неискаженного переменного синусоидального напряжения на выходе генератора, во всем диапазоне частот (это, обычно, соответствует величине выходного переменного напряжения 1V).

Затем, более точным подбором R4 и R3 (эти сопротивления должны быть одинаковы) устанавливают диапазоны перестройки частоты. Если используются недостаточно точные конденсаторы С1-С6 может понадобиться их подбор или включение параллельно им «достроечных» конденсаторов меньшей емкости.

Если нет осциллографа, настроить генератор с удовлетворительным качеством можно и при помощи милливольтметра переменного тока. Нужно установить R6 в положение максимального выходного напряжение (вверх по схеме), подключить милливольтметр в Х1 и подстраивать R1 так, чтобы милливольтметр показывал где-то 0,8-1,1V во всем частотном диапазоне.