Przedstawiony w artykule generator moe zadowoli nawet zaawansowanych amatorów zarówno ze wzgldu na swoje parametry jak i zakres generowanych czstotliwoci.
Urzdzenie zostao zbudowane na bazie precyzyjnego generatora funkcyjnego MAX038 firmy Maxim. Jak podaje producent ukadu w nocie katalogowej ukad ten posiada minimaln czstotliwo graniczn równ 20 MHz. Natomiast typowa warto tego parametru to 40 MHz. Fakt ten sugeruje e przynajmniej cz ukadów scalonych moe pracowa powyej 20 MHz. I rzeczywicie próby techniczne wykazay e moliwe jest przy jego pomocy pokrycie caego zakresu fal krótkich a do okoo 30 MHz. W zwizku z tym moliwe jest zbudowanie generatora pokrywajcego zakres czstotliwoci od 1 Hz do okoo 30 MHz i generujcego przebiegi: sinusoidalny, prostoktny, i trójktny. Wypenienie przebiegów zostao okrelone na 50% z tolerancj ±1% W proponowanym rozwizaniu technicznym zakres ten zosta podzielony na 16 podzakresów przeczanych przecznikiem obrotowym szesnastopozycyjnym jednosekcyjnym. W urzdzeniu nie wykorzystano szeregu dodatkowych moliwoci ukadu MAX038, które w praktyce amatorskiej s wykorzystywane niezmiernie rzadko, a które nadmiernie skomplikowayby ukad podnoszc jednoczenie koszty jego wykonania.
Opis ukadu i jego dziaanie.
Ukad skada si z nastpujcych bloków:
Zasadniczej czci generatora z ukadem US1.
Zespou przeczanych pojemnoci ustalajcych kolejne podzakresy generatora.
Bloku sterowania na bramkach B1 i B2 ustalajcego tryb pracy generatora.
Buforu-wzmacniacza wyjciowego na ukadzie US2
Ukadu formowania impulsów prostoktnych standardu TTL - CMOS do podczenia cyfrowej skali czstotliwoci na ukadzie US3 i bramce B3.
Wewntrz ukadu scalonego znajduje si generator relaksacyjny który generuje odpowiedni czstotliwo poprzez cykliczne adowanie i rozadowanie kondensatora aktualnie doczonego do wyprowadzenia 5 (Cosc) ukadu US1. Generowana czstotliwo zaley od wartoci prdu adujcego. Jego warto jest ustalana za pomoc precyzyjnego potencjometru wieloobrotowego R1. Opcjonalnie mona zamontowa jeszcze rezystor R2 i równolegle z nim przecznik. W wyniku tego na kadym zakresie uzyskamy pewne poszerzenie zakresu przestrajania od strony niszych czstotliwoci. W przypadku rezygnacji z tej opcji w miejsce R2 lutujemy zwor. Warto prdu przestrajajcego zgodnie z danymi katalogowymi moe zawiera si w granicach od 2,5 A do 750 A przy potencjale 0V na kocówce 8 (FADJ) natomiast przy potencjale -3V na tej kocówce warto prdu przestrajajcego moe zmienia si w granicach od 1,25 A do 375 A. Napicie na kocówce 8 US1 zmieniamy przez odpowiednie dobranie wartoci rezystora R4. Jego warto moe by zawarta w granicach od 0 do 12k. W przedstawionej konstrukcji warto tego rezystora jest równa 0 a warto prdu zmienia si od 100 A do 720 A. W ten sposób uzyskuje si wsze zakresy przestrajania i tym samym osiga si wiksz precyzj strojenia generatora. Potencjometr strojeniowy podczony jest do kocówki 1 (Ref) US1 która jest wyjciem napicia referencyjnego o wartoci 2,5V. Napicie to jest zablokowane dla prdów w.cz. przez pojemno odsprzgajc C1. Tryb pracy generatora zostaje ustalony za pomoc przecznika SW2 który posiada tzw. “zero” w swoim rodkowym pooeniu. Przy pooeniu tego przecznika w pozycji “0” ukad generuje przebieg prostoktny, w pozycji “1” przebieg sinusoidalny, a w pozycji “2” przebieg trójktny. Odpowiednie stany logiczne TTL zostaj podane na linie adresowe A0 i A1 ukadu US1 za porednictwem bramek B1 i B2. Przebieg wyjciowy o amplitudzie 2Vpp i odpowiednim ksztacie zostaje podany przez rezystory R7 i R8 do ukadów US2 i US3. Ukad US2 pracuje jako wzmacniacz i bufor wyjciowy. Amplituda sygnau na jego wyjciu jest zbliona do 6Vpp a rezystancja wyjciowa jest zbliona do 50. Drugi ze wzmacniaczy z ukadem US3 wzmacnia sygna do takiego poziomu aby mona byo uformowa z niego przebieg TTL za pomoc bramki B3 w ukadzie US4. Cao powinna by zasilana z dobrze odfiltrowanego i stabilizowanego napicia symetrycznego ±5V.
Konstrukcja ukadu.
Generator montujemy wedug schematu ideowego z rys.1 na pytce drukowanej przedstawionej na rys.2. Rozmieszczenie elementów przedstawia nam rys.3. Pytka drukowana zostaa tak zaprojektowana aby byo moliwe jej wykonanie przy pomocy pisaka do druku z kocówk 0,5 mm. W pierwszej kolejnoci montujemy wszystkie zwory a potem pozostae elementy. W miejscu zwory ZW5 mona zamontowa jako opcj rezystor 51 jeeli chcemy zabezpieczy przed przypadkowym zwarciem wyjcie do podczenia cyfrowej skali czstotliwoci. Pamitajmy równie o tym e rezystor R4 jest w istocie zwor, a miejsce na jego zamontowanie zostao przewidziane aby umoliwi czytelnikom wykonanie prób technicznych na wypadek samodzielnej zmiany zakresów pracy generatora. Równie R2 jest zwor jeeli zrezygnujemy z opcji poszerzenia poszczególnych zakresów. W przypadku zamontowania zwory w miejsce R2 przecznik SW3 jest zbdny. Na szczególn uwag zasuguje sposób montau kondensatorów od C7 do C22 ustalajcych poszczególne zakresy pracy generatora. Wszystkie one maj odpowiednie pola lutownicze na pytce drukowanej, jednak najlepszym sposobem montau jest przylutowanie tych kondensatorów bezporednio do wyprowadze styków przecznika SW1 na krótkich wyprowadzeniach. Przeciwlege wyprowadzenia kondensatorów czymy razem dbajc o to aby wykonane poczenia byy moliwie krótkie. Zmontowany w ten sposób agregat przeczajcy starannie ekranujemy blach miedzian najlepiej posrebrzon dbajc o to aby powierzchnie ekranów nie byy zbyt blisko styków i kondensatorów aby nie wprowadza nadmiernych pojemnoci montaowych. Ekran naley poczy z mas generatora. Naley równie zwróci uwag aby zastosowany przecznik by wykonany z dobrej jakoci materiaów mao stratnych dla prdów w.cz. Wykonany agregat przeczajcy montujemy mechanicznie na pytce czoowej urzdzenia czc go z generatorem za porednictwem dwóch przewodów: jednego poczonego z mas, a drugiego doczonego bezporednio do kocówki 5 US1 w miejscu przeznaczonym na zwor ZW1, która jest wtedy zbdna.
Uruchomienie generatora.
Po dokadnym sprawdzeniu montau mechanicznego i elektrycznego naley podczy napicie zasilajce ±5V w nastpujcej kolejnoci: najpierw +5V, potem -5V, i teraz dopiero mas (GND). Precyzyjny potencjometr wieloobrotowy R1 ustawiamy w rodkowym pooeniu i sprawdzamy prac generatora na wszystkich zakresach. Teraz moemy zaekranowa ca pytk generatora blach miedzian poczon z mas i podczy wszystkie gniazda i elementy mechaniczne na pytce czoowej. Wykonane urzdzenie naley umieci w metalowej obudowie poczonej z mas generatora. Jeeli w tej samej obudowie zechcemy umieci odpowiedni zasilacz symetryczny, to cay przedzia zasilacza naley oddzieli od generatora ekranem stalowym wykonanym w postaci przegrody wewntrz obudowy. Ci z czytelników którzy zechc zapozna si z zaawansowanymi moliwociami ukadu MAX038 mog odwiedzi witryn internetow http://priv2.onet.pl/cz/bc107/ na której znajd dokadne dane katalogowe.