Proiectarea unui generator de semnal sinusoidal pentru domeniul de audiofrecvență

Tema proiectului

Proiectati un generator de semnal sinusoidal pentru domeniul de audio-frecventa.

Date:

Oscilatorul va fi realizat cu ajutorul unui amplificator operational si va avea fmin = 10 Hz si fmax = 26 KHz.

Tensiunea de iesire are o amplitudine maxima Vomax = 4 V si o amplitudine minima Vomin = 1mV.

Impedanta de sarcina se considera pur rezistiva si va avea o valoare RL = 50 Ω.

Tensiunea de alimentare va fi o tensiune bipolara : VCC = 8 V si VEE = -8 V.

Introducere

Oscilatorul este realizat cu ajutorul amplificatorului operational LM741, cunoscut si sub numele de UA741, impreuna cu o reactie pozitiva si una negativa.

Acesta va avea o frecventa cuprinsa intre Fmin = 10Hz si Fmax = 26KHz, banda de frecventa fiind impartita in 4 benzi : 10Hz - 100Hz, 100Hz - 1KHz, 1KHz – 10KHz, 10KHz - 28KHz, cu posibilitarea realizarii unui reglaj brut al frecventei, dar si al unui reglaj fin al acesteia.

Amplificatorul operational este alimentat cu tensiunea bipolara ±8V.

Alimentarea este realizata cu ajutorul unui transformator, doua diode redresoare,doua filtre alcatuite din 2 condensatoare, precum si doua circuite stabilizatoare de tensiune.

Buffer-ul permite reglarea amplitudinii semnalului in trepte si fin intre 1mV şi 4V pe o sarcina considerata pur rezistiva si de valoare RL=50Ω.

Fig 1. Schema bloc a generatorului de semnal sinusoidal

Oscilatorul:

Amplificatorul operational:

Fig 2. Amplificatorul operational LM 741

alimentat la tensiunea bipolara 8V

Oscilatorul este realizat cu ajutorul amplificatorului operational LM741 si cu un circuit de reactie pozitiva si unul de reactie negativa. Amplificatorul operational are doua intrari, una notata pe schema cu “-“ si una notata cu “+”. La iesirea amplificatorului se va gasi diferenta de tensiune amplificata, astfel:

Uies= A (Uin+ - Uin-);

unde:

Uies este tensiunea la iesirea amplificatorului

Uin+ tensiunea la borna neinversoare

Uin- tensiunea la borna inversoare

A amplificarea A.O.

1. Retele de reactie pozitiva :

Pot fi folosite mai multe tipuri de circuite de reactie pozitiva. Dintre acestea vom analiza trei si vom alege un tip pentru realizarea generatorului de semnal sinusoidal.

Aceste circuite au proprietatea de a lasa sa treaca numai semnalul dintr-o anumita banda de frecvente si pot fi considerate filter trece banda. Sunt caracterizate de functia de transfer β(ω). Defazarea in cazul acestor circuite este nula si fiind folosite pe intrarea neinversoare a circuitului, nu introduce nici acesta defazare. Exista insa si circuite care au rol de filtru trece sus sau trece jos si introduc un defazaj de 180°, motiv pentru care sunt conectate la intrarea inversoare a amplificatorului operational, care introduce si el un defazaj de 180°, astfel ca la iesire semnalul va fi in faza cu cel de la intrare.

Functia de transfer este definita ca raportul dintre tensiunea la iesire si cea de la intrare circuitului, , iar banda de frecventa este definita ca fiind banda in care functia de transfer are un maxim global.