Generatoare de Semnal

Argument

De-a lungul timpului omenirea, cu ajtorul stiintei, a cautat sa-si faca viata si desfasurarea activitatilor mult mai usoare prin inlocuirea manufacturii cu ajutorul stiintei. Evolutia stiintei face ca noi, in zilele noastre, sa ne bucuram de o comoditate mult mai mare fata de strabunii nostri in tot ceea ce facem, oglindita totusi in eforturile lor de a gasi toate acestea.

Am ales aceasta tema, generatoare de semnal, deoarece au un rol deosebit de important in electronica, fiind chiar unul dintre pilonii de baza ai acesteia si sunt interesata indeaproape de circuitele electronice electrice, de principiile lor de functionare,componentele, conditiile si domeniile in care pot fi ele utilizate, de tot ceea ce se poate face cu ajtorul electronicii.

Pe considerentul ca circuitele electronice vor cunoaste o foarte mare largire a domeniului de utilizare, aceasta lucrare trateaza tema aleasa foarte obictiv.

Generatoarele de semnl reprezinta drumul catre o ramura vitala a electronicii (masurarile), ele producand semnale electrice de forme si frecvente diferite.

La utilizarea generatoarelor de semnal trebuie, in functie de scopul utilizarii, tinut cont de mai multe caracteristici tehnice (nivelul maxim la iesire, atenuarea maxima, impedanta de iesire, caracteristica de frecventa, stabilitatea de amnplitudine, distorsiunile neliniare, parametrii de modulatie, durata impulsurilor, factorul de umplere, durata fronturilor, forma semnalului).

Lucrarea de fata face referire directa la generatoarele de semnale sinusoidale, prezentand scheme bloc ale acestora, expresii matematice ale caracteristicilor, elemente componente, diferite tipuri de generatoare de semnale sinusoidale si domeniile lor de utilizare, prezentand amanuntit fiecare dintre acestea.

Generatoarele de semnal sinusoidal au o larga raspandire si sunt caracterizate prin faptul ca semnalul trebuie sa contina o singura caracteristica.

Pe considerentul ca masuratorile sunt necesare indiferent de tipul lor si ca vor fi din ce in ce mai moderne am aprofundat aceasta tema, stiind ca generatoarele de semnal au un rol vital in aparatele de masura.

Prezenata lucrare are un rol deosebit in formarea mea in acest domeniu, in ea oglindindu-se interesul si calitatea formarii mele profesionale.

Un rol important in elaborarea lucrarii il au si cartile folosite prezentate in incheiere.

In speranta ca intr-o buna zi tehnologia va sta mult mai sus decat este situata acum, am cautat ca aceasta lucrare sa fie o conexiune intre fundamentele electronicii, notiunile teoretice, aplicarea lor in practica, prezentarea, constructia si evolutia aparatelor electronice, ascensiunea stiintei catre miniaturizare, reducerea costurilor de executie si exploatare, intr-un cuvant: perfectiune.

In cadrul acestei lucrari va voi mai prezenta si cablajul imprimat al unui generator de semnal cu CI 8038 cu reglajul factorului de umplere 0,5.

CAP.1. GENERATOARE DE SEMNAL

1.1. GENERALITĂŢI

Generatoarele de semnal sunt aparate auxiliare folosite in tehnica măsurărilor.Aceste aparate produc semnale electrice de forme şi frecvenţe diferite, care imită semnalele cu care lucrează în mod normal circuitele electrice si elecronice.Ele se folosesc la verificarea, reglarea, depanarea şi măsurarea diferitelor aparate si instalatii.

Circuitele generatoare de semnal produc oscilaţii elecrice întretinute, transformînd energia electică de curent continuu primită de la sursa de alimentare in energie de curent alternativ. Generarea semnalelor periodice se poate realiza în diverse moduri. De exemplu, amplificatoarele cu reacţie pozitivă critică işi pierd stabilitatea şi intră în oscilaţie, generînd semnale sinusoidale.Circuitele care conţin etaje de amplificare cu reacţie pozitivă supracritică, de exemplu elemente de tip comparator cu histerezis, servesc frecvent la generarea semnalelor dreptunghiulare.

Există numeroase variante constructive de generatoare de semnal.Generatoarele de oscilaţii sinusoidale se mai numesc şi oscilatoare sinusoidale .Generatoarele de semnale (numite impropiu generatoare de functii) produc două sau mai multe tipuri de semnale: dreprunghiular, triunghiular, sinusoidal, trapezoidal etc.Un caz particular al acestora îl constituie generatoarele de tensiune liniar variabilă (GTLV). Parametrii semnalului (frecvenţa, amplitudinea, factorul de umplere) pot fi reglabili manual sau automat, iar aparatele pot fi de sine stătătoare, sau înglobate în instalaţii complexe de măsurare sau control automat.

1.2. CLASIFICARE

Generatoarele de semnal se pot clasifica după mai multe criterii.

1 Dupa forma semnalului generat,generatoarele pot fi:

−generatoare de semnal sinusoidale, care la rândul lor pot fi nemodulate sau modulate în amplitudine (MA) sau frecvenţă (MF);

−generatoare de impulsuri dreptinghiulare;

−generatoare de tensiune liniar-variabile.(TLV), tensiuni care pot avea forma unor triunghiuri isoscele sau forma dinţilor de fierăstrău;

−generatoare de impulsuri scurte (durata impulsurilor este mult mai mică decât perioada lor de repetiţie);

−generatoare de funcţii,care pot genera semnale de mai multe forme (sinusoidale, dreptinghiulare, tensiuni liniar-variabile, impulsuri scurte şi altele).

2 După frecvenţa semnalului generat,generatoarele pot fi:

−generatoare de joasă frecvenţă,care generează semnalele cu frecvenţe cuprinse intre fracţiuni de herţ şi megaherţi;

−generatoare de audiofrecvenţă (20 Hz−20 kHz);

−generatoare de videofrecvenţă (10 Hz−10 MHz);

−generatoare de înaltă frecvecţă sau de radiofrecvenţă,care generează semnale cu frecvenţe cuprinse între yeci de kiloherţi şi yeci de gigaherţi.

1.3. CARACTERISTICI TEHNICE

La alegerea unui generator de semnal în scopul unei utilizări, trebuie avute în vedere o serie de caracteristici tehnice care vcr fi prezentate în continuare:

−forma semnalului, care poate fi sinusoidala, dreptunghiulara, liniar-variabila, impulsuri scurte etc.;

−intervalul de frecventa, definit prin frecventa minima si frecventa maxima la care poate lucra aparatul. La unele generatoare se indica si gamele de frecvente, adica intervalele in care frecventa poate fi variata continuu;

−nivelul maxim la iesire. In general se indica tensiunea la iesire, ca amplitudine la semnalele nesinusoidale sau ca valoare eficace in cazul semnalelor sinusoidale. La generatoarele de inalte frecventa e specifica de obicei puntea maxima obtinuta la iesire;

−atenuarea maxima, cea continua si –daca exista-si cea de trepte, specificata de obicei in decibeli;

−impedanta de iesire. De obicei generatoarele se realizeza ca generatore de tensiune constanta. In acest caz, impedanta generatorului trebuie sa fie mult mai mica decat impedanta de sarcina(Z «Z ). Impedanta de iesire la generatoarele de tensiune constanta este de ordinul ohmilor sau zecilor de ohmi. Exista si generatoare de curent constant,la care impedanta de iesire trebuie sa fie mult mai mare decat impedanta de sarcina (Z »Z ). In acest caz , impedanta de iesire a generatorului este de zeci-sute de kiloohmi. La nevoie, un generator de tensiune constanta se poate transforma intr-un generator de curent constant, daca i se adauga in serie o imperanta suficient de mare. Uneori este necesar sa se realizeze o adaptare intre generator si impedanta de sarcina (Z =Z ). In acest scop,unele generatoare sunt prevazute si cu iesire pe o impedanta standardizata Z (50Ω, 75Ω, 200Ω, 600Ω) ;

−caracteristica de frecventa,care reprezinta variatia nivelului semnalului de la iesire in functie de frecvente. Se exprima de obicei in decibeli;

−stabilitate de frecventa, care se defineste prin raportul intre variatia nedorita a frecventei si frecventa de oscilatie;

−stabilitate de amplitudine,care se defineste prin raportul intre variatia nedorita a amlitudinii si amplitudinea U a tensiunii la iesire;

−distorsiunile neliniare,care apar datorita neliniaritatii unor componente elecronice. In cazul semnalelor sinusoidale, distorsiunile neliniare se apreciaza prin coeficientul de distorsiuni neliniare;