具有电容器电子调节功能的函数发生器
2024-01-08 17:10:47

显示了在主发生器和积分器中创建具有恒定振幅的矩形和三角形脉冲以及等效电容的电子同步控制的频率可调谐函数发生器的可能性。这种控制是可能的,因为在反馈电路中使用了电压中继器,其中通过传输系数调节器包括电容器。


众所周知的函数发生器包含矩形脉冲的主发生器,其中基于RC电路的积分器连接在输出端,其中电阻器起到稳定电流发生器的作用。这提供了电容器的线性充电和放电,在其极板上形成三角形电压。


经典方案的缺点是这样的发生器能够仅在一个频率下操作,因为当它改变时,三角形输出信号的幅度显著改变。为了确保在保持三角输出信号的稳定振幅的同时改变这种发生器的频率的可能性,有必要使用振幅稳定方案,或者与生成频率的变化同步地调整积分器电容器的电容。


通过对其电容器的等效电容进行电子调节,可以解决主发电机的同步频率变化和积分器电容器的电容的相应比例变化的问题。[1-7]中描述了RLC元件参数的电子控制原理。有源元件和无功元件的等效参数的这种控制是可能的,例如,通过在反馈电路中使用电压中继器,这些元件通过传输系数调节器[7]包括在反馈电路内。


如果电位计连接到电压中继器的输出,如图1所示,并且电容器C0连接在其滑动触点和中继器的输入之间,则当根据公式Cequ=C0(1–Ktrans)调整电位计时,电容器Cequ的等效电容将从标称变为几乎为零,其中Ktrans是从电压中继器的输入到滑动触点到电位计的传递系数,Ktrans=0…1。

图1具有电容器等效电容电子调节功能的发电机的电气方案。


图1中的函数发生器包含LM348芯片运算放大器U1.1上的矩形脉冲RC发生器。来自发生器的信号输出频率为100–1000 Hz,并被馈送到积分链R3、C2,其中高电阻电阻器R3充当稳定电流发生器。三角形状的信号形成在电容器C2的板上。此外,从运算放大器U1.3上的电压中继器的输出,通过分离电容器C3的信号进入运算放大器U1.4上的放大级。


当反馈电压施加到电容器C1和C2的一个极板上时,电容器C1的等效电容减小。该电压在相位上与输入电压一致,并由双电位计R6.1和R6.2调节


参考文献

1、Miller J.M. “Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube upon the load in the plate circuit”. Scientific Papers of the Bureau of Standards, 1920, Vol. 15, No. 351, P. 367–385.

2、Sheingold D.H. “Impedance and admittance transformations using operational amplifiers”. The Lightning Empiricist, 1964, Vol. 12, No. 1, P. 1,2,7,8.

3、Gaon J. “Feedback turns fixed capacitor into variable capacity”. Electronics, 1966, Vol. 39, No. 24 (Nov. 28). P. 80.

4、Korshunov A.I. “Smooth regulation of capacitance of capacitors”. Power Electronics (RU), 2014, No. 4 (49), pp. 36–40.

5、Plasoianu Gh. “Electronically-variable capacitor with wide range and high value”. EDN. June 20, 2018. https://www.edn.com/electronically-variable-capacitor-with-wide-range-and-high-value

6、Shustov M.A. “Vernier stable current generator of drip type for the range 10–6…10–11 A”. Radiolotsman (RU), 2018, No. 9, pp. 42–44. https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=538827

7、Woodward S.W. “Synthesize variable in-circuit Rs, Ls, and Cs”. EDN, February 19, 2019. https://www.edn.com/synthesize-variable-in-circuit-rs-ls-and-cs/

8、Shustov M.A. “Electronic regulators of parameters of RLC-elements”. Radiolotsman (RU), 2023, No. 3–4. https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=658565