Commutatore di
frequenza
Generatore
di
frequenza
Formatore di
onde
triangolari
Formatore di onde
Selezione di onde
analogiche
Buffer di potenza
Variatore di frequenza
quadre
Variatore di ampiezza
Selezione di onde
digitali
Premessa
Qualche mese fa abbiamo scelto di costruire un generatore di funzione per la tesi d’esame. Questo
ci è sembrato adeguato per la nostra preparazione acquisita in questi anni all’interno dell’istituto
anche perché, soprattutto in 2° ed in 3°; abbiamo avuto modo di usarlo in quasi tutte le prove di
laboratorio grazie al suo largo campo di impiego e alla sua larga disponibilità all’interno
dell’istituto.
Il generatore di funzione è un dispositivo capace di produrre elettricità sotto forma di corrente
continua o alternata. Grazie a questo hanno la possibilità di produrre forme d’onda triangolari,
sinusoidali e quadre che hanno come utilizzo principale la prova(test di funzionamento) di schede
elettriche. In più è possibile collegarlo con componenti in logica TTL ( da 0V a 5V) grazie alle già
elencate onde quadre e ad impulsi. Tutte queste forme d’onda possono essere modificate
manualmente in ampiezza ed in frequenza in base all’utilizzo specifico richiesto per la prova.
Nel campo delle telecomunicazioni si utilizzano soprattutto frequenze che variano da pochi hz ad un
massimo di 20Khz e nel nostro caso il generatore può variare da 1hz a 100Khz .
Generatore di funzioni da 1hz a 100khz
Nel circuito da noi realizzato, abbiamo aggiunto alle normali onde sinusoidali,
triangolari e quadre, tutte alternate, cioè con lo 0 rispetto alla massa, 2 onde
impulsive a livello logico TTL, ossia con un segnale che partendo da 0 V raggiunge
un livello massimo di 5V.
Inoltre , abbiamo inserito, uno sweep, un burst e un deviatore, per modulare in
ampiezza il segnale generato.
Passando allo schema elettrico, diciamo subito che il “cuore” di tutto il circuito è
l’integrato IC3 un XR.2206 della EXAR che da solo è in grado di generare le 3 forme
d’onda richieste, sinusoidali-triangolari-quadre, che potremo modulare in frequenza,
in ampiezza o ad intervalli costanti, per ottenere treni di forme d’onda diverse.
E’chiaro che XR.2206 che è il componente principale del nostro generatore senza
integrati e transistor rimarrebbe del tutto inattivo.
Per iniziare vi diremo che il commutatore S4, collegato tra i pin 5 e 6 una delle 4
capacita’ C6, C7, C8 e C9 permette di ottenere 4 gamme di frequenze:
• C6 da 1hz a 100hz
• C7 da 10hz a 1khz
• C8 da 100hz a 10khz
• C9 da 1kz a 100khz
Per sintonizzare il generatore da un estremo all’altro della gamma prescelta da S4, è
sufficiente variare la corrente d’assorbimento del pin 7 e possiamo farlo in 2 modi:
MANUALMENTE ruotando il potenziometro R24;
AUTOMATICAMENTE ruotando il commutatore S3 dalla posizione manuale alla
posizione sweep.
La funzione manuale sarà utile per prelevare dal generatore una ben determinata
frequenza, come si fa con un qualsiasi generatore di BF.
La funzione automatica preleva sull’uscita tutta la gamma prescelta swippata; le
frequenze swippate ci consentiranno di controllare sullo schermo dell’oscilloscopio la
risposta in frequenza di un amplificatore, di verificare la banda passante di eventuali
filtri, ecc...
Il FET 1collegato ai pin 5 e 6 di IC3, serve per ottenere la funzione di burst, cioè
per ricavare dei treni d’onda, che consentono di verificare il comportamento di
qualsiasi rete di controreazione di qualsiasi amplificatore, o di stabilire se una
alimentatore risulta ben dimensionato.
Chiudendo l’interruttore S2A, sul gate di tale FET giungera’ il segnale ad onda
quadra generato dall’integrato LM.358.
In presenza delle semionde positive, il FET passa in conduzione, cortocircuitando i
pin 5 e 6 dell’integratoXR.2206.
Per quanto riguarda l’integrato LM.358 precisiamo che IC4B viene utilizzato come
generatore di onde triangolari, mentre IC4A viene utilizzato come squadratore ed alla
sua uscita generera’ la funzione di burst.
Il funzionamento del frequenzimetro digitale , inabile per burst, viene bloccato da
S2B.
Il triplo deviatore S3-A, S3-B, ed S3-C verrà ruotato dalla posizione manuale a quella
di sweep, l’ingresso non invertente (pin3) di IC1-B verrà scollegato dal pot.r24 e
collegato all’uscita (pin1) del generatore IC4-B di onde triangolari.
All’uscita di IC1-B (pin1) avremo una tensione che varierà da un minimo di -12v ad
un massimo di -9v e varierà la corrente di assorbimento e automaticamente
modificherà la frequenza generata.
La tensione sull’uscita di IC1-B viene mandata tramite S3-B , sull’ingresso
“invertente” (pin 6 di IC1- A) per ottenere un ‘ onda triangolare per swippare l ‘
ingresso dell‘oscilloscopio.
Dovendo spiegare a cosa servono IC1B e IC1A, diremo che IC1B ha lo svantaggio di
variare da un min. di -12V ad un max. di -9, mentre x l’oscilloscopio serve un’onda
triangolare di un max. di 1,5V positivi a un min. di -1,5 V negativi.
La funzione di IC1A è invece quella di trasformare quest’onda triangolare negativa in
una simmetrica rispetto alla massa.
S1,posto in posizione INTERNA, ci permetterà di modulare in ampiezza il segnale di
BF.
I deviatori ci permettono di prelevare da IC3 tre diverse forme d’onda:
• chiudendo S5-A1 e S5-A2 avremo onde sinusoidali
• chiudendo S5-B avremo onde triangolari
• chiudendo S5-C avremo onde quadre
Tuttavia l’ampiezza di questi segnali va amplificata e pertanto utilizzeremo un operazionale
TL.081(IC5) che piloterà uno stadio di potenza a simmetia complementare , con sigle TR2 e TR3.
Grazie a questo studio avremo in uscita 3 forme d’onda con ampiezza max. di 10Vp/p simmetriche.
S7, che è un attenuatore limiterà l’ampiezza di circa 20 dB, cioè per ottenere 1V anziché 10V.
Il potenziometro R49 ci permette di ottenere manualmente il livello d’uscita da un min. di 0V ad un
max. di un 1V.
Siccome BF deve essere in grado di fornire anche segnali ad onda quadra o impulsivi per pilotare o
controllare qualsiasi apparecchiatura digitale abbiamo aggiunto uno stadio supplementare.
Per ottenere questo livello 0-1 preleveremo dall’XR.2206 le sole onde quadre e le applicheremo sul
ft2 il quale piloterà l’inverter IC6A.
Dalla sua uscita otterremo un’onda quadra con D.C. del 50% compatibile con la famiglia TTL.
Questo segnale verrà sfruttato come frequenza di clock per il frequenzimetro della sintonia digitale.
Il deviatore S6 ci consente di scegliere una delle due funzioni che verranno potenziate e ripulite da
IC6E e IC6F collegati in parallelo per ottenere maggior corrente in uscita.
Per quanto riguarda il circuito a parte la tensione sull’uscita di RS1 verrà stabilizzata a 12V da IC1
mentre la tensione negativa presente sull’uscita
negativa di RS1 verrà stabilizzata da IC2.
Per avere i 5 V positivi si utilizzerà IC£ collegato sull’uscita di ic1, mentre per i 15V negativi si
preleverà da RS1 la tensione raddrizzata, stabilizzata a 15V da un diodo zener (DZ1) e livellata da
C7.
Dispositivi integrati.
SN74LS14
Questo dispositivo a trigger di Schmitt contiene 6 invertitori indipendenti. Effettua la funzione
buleana y=a(negato) in logica positiva. L’sn54hc14 è usato per operazioni in temperatura di
campo militare con range di –55 c° e 125 c°. L’sn74hc14 è caratterizzato per operazioni da –40 c°
a 85 c°.
LM358
I dispositivi lm 358 consistono in due circuiti indipendenti, alto aumento, amplificatori operazionali
compensato frequenza disegnato per operare con una singola alimentazione sopra un largo range
di voltaggio. L’operazione che divide l’alimentazione è possibile se la differenza tra le due
alimentazioni è di 3 V su 30 V
La bassa corrente di alimentazione è indipendente dalla grandezza dell’alimentazione.
Le sue applicazioni includono trasduttori, blocchi di amplificazione duty-cycle e circuiti
amplificatori operazionali che possono essere usati nei sistemi a singola alimentazione e tensione.
Per esempio possono fare operazioni standard di –5 V usati in sistemi digitali e provvedono
facilmente per avere interfaccie elettroniche senza aggiunta di alimentazioni a +- 5 V.
XR-2206
L’xr-2206 è un circuito integrato che funge da generatore di funzioni monolitico, capace di
produrre un’alta qualità sinusoidale, quadra,triangolare,rampa con pulsazioni di onde di forma di
alta stabilità e precisione. Le forme d’onda in uscit possono essere amplificate ad una frequenza
modulata da una tensione esterna. Le operazioni di frequenza possono essere selezionate
esternamente sopra un range di 0.01 hz ad 1 Mhz.
Il circuito è usato è usato per: comunicazioni, strumentazioni e generatori di funzione sinusoidali
am, fm, fsk.
Essi hanno un tipico movimento lento, specificatamente di 20 pp m/%. Gli oscillatori di frequenza
possono essere linearmente ampi sopra di 2000:1 range di frequenza con un controllo di tensione
esterno, detenendo bassa la distorsione.
Tl 081
Dagli ingressi del JFET vengono associati due stati della tecnologia lineare di un singolo circuito
monolitico.
Questi dispositivi hanno un uguale voltaggio JFET .La tecnologia a BIFET fornisce ampie
larghezze di bande e veloci slew rate con basse correnti di polarizzazione di ingresso ,basse correnti
di offset di ingresso e basse correnti di alimentazione. Questi dispositivi sono disponibili in singoli ,
doppi e quadrupli amplificatori operazionali che hanno i Pin compatibili con gli standard industriali
dei prodotti bipolari MC 1741
MC 1458 e MC 3403/LM 324
ICM 7216 D
ICM 7216D funziona come un contatore di frequenza.
La frequenza è visualizzata in Khz. Questo dispositivo presenta varie differenze rispetto ai suoi “
cugini” ICM 7216 A e ICM 7216 B . In questi dispositivi il tempo è visualizzato in micro secondi.
Il display è un multiplexed a 500 Hz con 12,2% di duty cicle per ogni dato. Il dispositivo in classe
D è disegnato per display ad anodo comune cosi come la classe A e B. Inoltre bisogna ricordare che
A e B vengono utilizzati come contatori di tempo, contatori di periodo, contatori di tempo di
intervallo e contatori di frequenza.
Elenco componenti
R1 = 10k
R2 = 2k2
R3 = 1k8
R4 = 2K2
R5 = 10k
R6 = 12k
R7 = 10k
R8 = 1k
R9 = 47k
R10= 100k
R11= 1M
R12= 10K
R13= 68K
R14= 1K
R15= 22K
R16= 100K
R17= 100K
R18= 1K5
R19= 15K
R20= 22K
R21= 2M2
R22= 1K5
R23= 33K
R24= 10K
R25= 1M5
R26= 10K
R27= 47K
R28= 100K
R29= 1M
R30= 470
R31= 1K
R32= 1K
R33= 5K
R34= 8K2
R35= 4K7
R36= 2K2
R37= 220
R38= 1K8
R39= 470
R40= 18K
R41= 22
R42=
R43=
R44=
R45=
R46=
390
100
470
22
47
R47= 1K
R48= 120
R49= 1K
R50= 22K
R51= 3K3
R52= 4K7
R53= 4K7
R54= 10K
R55= 10M
R56= 10M
R57= 100K
R58= 10K
R59= 10K
R60= 100K
R61= 22K
R62= 22K
R63= 22K
R64= 22K
R65= 22K
R66= 22K
C1 = 10MF
C2 = 100NF
C3 = 100NF
C4 = 100NF
C5 = 100NF
C6 = 1MF
C7 = 100NF
C8 = 10NF
C9 = 1NF
C10= 56PF
C11= 100NF
C12= 100NF
C13= 1MF
C14= 1MF
C15= 100NF
C16= 10MF
C17= 100NF
C18= 100NF
C19= 56PF
C20= 100NF
C21= 100NF
C22 = 100NF
C23 = 330PF
C24 = 39 PF
C25 = 100MF
C26 = 100NF
C27 =4,5-20PF
C28 = 100NF
C29 = 100NF
C30 = 100NF
C31 = 100NF
C32 = 15 PF
DS1-DS5=DIODO BAY.71
DISPLAY 1-6= DISPLAY LT.303
TR1=NPN BC.237
TR2=NPN BC.212
TR3=NPN BC.237
FT1=MPF 102
FT2=MPF 102
IC1= LM.358
IC2= LM.358
IC3 =XR.2206
IC4= LM.358
IC5= TL.081
IC6= SN.74LS14
IC7=ICL.7216-D
IC8=TL.081
IC9=TL.082
S1=DEV.1TASTO
S2=DEV.1TASTO
S3=COM.3 TASTI
S4=COM.4 TASTI
S5=COM.3 TASTI
S6=DEV.1 TASTO
S7=DEV. 1 TASTO
S8=DEV. 1 TASTO
RILIEVI ALL’OSCILLOSCOPIO
