Что такое модульный генератор низкой частоты?

Что такое низкочастотный модульный генератор?

Низкочастотный модульный генератор — это устройство, которое генерирует относительно низкочастотный сигнал.

Определение самого термина «низкая частота» варьируется в зависимости от области, в которой он используется. Однако характеристики низкочастотных модульных генераторов, продаваемых на рынке, варьируются от нескольких Гц до нескольких сотен кГц. Схемы генераторов могут использоваться для генерации сигналов переменного тока определенных частот и, как правило, используются для генерации опорных сигналов для тестирования с использованием частотных сигналов.

Сигналы в диапазоне приблизительно от 20 Гц до 20 кГц, которые могут быть получены осцилляторами, находятся в слышимом диапазоне и могут быть услышаны человеком как звук при усилении.

Применение низкочастотных модульных осцилляторов

Наиболее распространенное применение низкочастотных модульных осцилляторов — анализ частотной характеристики аудиооборудования. Поскольку большинство электронных устройств, использующих частотные сигналы для связи, используют радиочастоту (РЧ), а знакомая низкая частота — это звуковые волны, акустические устройства являются наиболее распространенными схемами, использующими низкочастотные сигналы.

Например, аудиоусилитель используется в качестве DUT (тестируемого устройства), а входной сигнал генерируется низкочастотным модульным генератором. Анализируя выходной сигнал с помощью анализатора FFT, можно оценить характеристики тестируемого усилителя.

Принцип низкочастотных модульных генераторов

Принцип работы низкочастотного модульного генератора заключается в технологии генерации стабильного частотного сигнала на основе схемы генератора. Поскольку реализовать низкочастотные формы сигнала с помощью известных схем генератора типа Хартли или Колпитца на основе LC-резонансных контуров из-за ограничений по длине волны затруднительно, используются схемы генератора типа RC (или CR).

Генераторы RC-типа включают в себя схемы моста Вина, мостовые схемы Т-типа и схемы типа переменного состояния, все из которых могут достигать колебаний путем регулировки величины обратной связи усилителя. Из них схема моста Вина является наиболее известной и широко используемой, отчасти из-за ее простоты, поскольку в схеме имеется только один усилитель.

С другой стороны, схема типа переменного состояния обеспечивает меньшие искажения и двухфазный выход. Для управления частотой можно использовать переменный резистор или переменный конденсатор, называемый варикапом. Ступенчато-переменный с конденсаторами и постоянными резисторами является еще одним примером метода определения частоты.

RC колебательный контур сам по себе не может создать синусоидальную волну с постоянной амплитудой. Поэтому обычно требуется устройство для управления амплитудой. Существуют такие методы, как использование элемента, сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенного напряжения, например, лампочки или термистора, для регулировки величины обратной связи, или сборка электронной схемы, которая определяет напряжение на выходе для регулировки величины обратной связи.

Другая информация о низкочастотных модульных генераторах

1. Самодельные комплекты электронных схем и программное обеспечение для ПК

Низкочастотные модульные генераторы являются относительно известными электронными схемами, и полученные устройства могут быть использованы для создания зуммеров для домашнего использования, например. По этой причине они широко используются в домашних электронных комплектах схем и в качестве учебных материалов для студентов, изучающих электронные схемы.

Бесплатное программное обеспечение (например, WaveGene), которое может генерировать низкочастотные источники звука на ПК с Windows, также широко доступно.

2. Точность и калибровка низкочастотных модульных генераторов

В целом точность частоты RC-генераторов не так хороша, как у кварцевых или керамических генераторов. Это связано с изменениями значений сопротивления и емкости, а также с изменениями значения RC в зависимости от температуры.

Однако по сравнению с кварцевыми (кварцевыми) генераторами RC-генераторы относительно недороги и просты в настройке. В результате они широко используются, и были внесены некоторые инновации для повышения точности RC-генераторов. Типичным методом повышения точности является калибровка. Калибровка — это широко используемый метод, который использует цифровые схемы, а значения частоты корректируются путем калибровки, особенно перед отправкой.

Калибровка с использованием цифровых схем основана на методе, который сравнивает частоту с внутренними часами и корректирует ее. Например, определенное значение адреса памяти обычно используется для целей калибровки. Это можно сделать, изменив значение регистра, называемого OSCCAL, в работе цифровой схемы и автоматически выбрав значение регистра, которое приведет к желаемой частоте колебаний.