سیگنال ژنراتورVCO
سیگنال ژنراتور
سیگنال ژنراتور وسیله ایست که برای عیب یابی انواع مدارات و دستگاههای صوتی ( نظیر رادیو ضبط - آمپلیفایر و . . . ) بکار میرود .
شرح مدار :
سیگنال ژنراتور به معنی تولید کننده علائم صوتی است . در این مدار از یک اوسیلاتور صوتی دو ترانزیستوری استفاده شده و از آنجا که امپدانس ورودی آمپلیفایر ها متفاوت است ، از یک تقویت کننده بعد از مدار نوسان ساز استفاده شده است . بر این اساس امپدانس خروجی این مدار حدود 5 کیلو اُهم است و ضریب مناسبی بحساب می آید . همچنین با تنظیم پتانسیومتر میتوان شدت سیگنالهای خروجی مدار را بسته به حساسیت ورودی مدارات صوتی مورد آزمایش ، تنظیم نمود .
لیست قطعات کیت سیگنال ژنراتور
R6 , R3 , R1
1 کیلو اُهم ( قهوه ای – سیاه – قرمز )
R4 , R2
39 کیلو اُهم ( نارنجی – سفید – نارنجی )
R5
7/4 کیلو اُهم ( زرد – بنفش – قرمز )
C2 , C1
خازن عدسی حدود 20 تا 22 نانوفاراد ( 223 )
C4 , C3
خازن عدسی 100 نانوفاراد ( 104 )
PT
پتانسیومتر 3 پایه حدود 5 تا 10 کیلو اُهم
T3 , T2 , T1
ترانزیستور BC 547 یا 3 عدد مشابه
آزمایش مدار :
برای این منظور ابتدا یک بلندگو یا گوشی معمولی رادیو تهیه و توسط دو رشته سیم به نقاط S و G متصل سازید . تغذیه این مدار میتواند حدود 6 تا 9 ولت مستقیم باشد که میتوان آن را از طریق باتری تامین و با رعایت قطب های مثبت و منفی به محل BAT متصل نمود . با اتصال تغذیه به مدار ، صدای سوت از بلندگو شنیده میشود که بیانگر تولید فرکانس صوتی توسط مدار است .
روش کار با سیگنال ژنراتور :
برای استفاده از این مدار کافی است خروجی مدار به ورودی طبقات مختلف یک آمپلیفایر وصل شود . طبیعی است هر طبقه از مدار که سالم باشد ، سیگنالِ تولید شده توسط سیگنال ژنراتور را تقویت میکند و در غیر اینصورت نشاندهنده عدم فعالیت آن بخش از مدار است . به اینصورت بروش بسیار ساده و سریع میتون بخش معیوب مدار مورد تعمیر را شناسائی نمود .
در استفاده از این مدار باید به خروجی های آن توجه داشته باشید . بطوری که سیم G همیشه به شاسی یا خط منفی مدار مورد آزمایش متصل شود و سیم S به ورودی طبقات مختلف مدار تقویت کننده مورد آزمایش متصل شود .
برای شروع کار بهتر است یکبار بطور گذرا طبقات مختلف مدار مورد بررسی قرار گرفته و از همدیگر متمایز شوند . مثلاً در یک آمپلیفایر ابتدا بخشهای پری یا پیش تقویت کننده و بخش اصلی تقویت قدرت آمپلیفایر را شناسائی نمائید و در ابتدا سیگنال خروجی دستگاه را به ورودی بخش قدرت تزریق نمائید . اگر بخش تقویت کننده اصلی آمپلیفایر سالم باشد ، سیگنال خروجی دستگاه را تقویت نموده و در خروجی آمپلیفایر بوق قوی پخش میشود . حال اگر سیگنال در خروجی آمپلیفایر شنیده نشود ، لازم است عمل تزریق سیگنال از آخرین طبقه آمپلیفایر شروع شده و بتدریج به اولین بخش آن ختم شود . بدیهی است اگر در در قسمتی از مدار عمل تقویت سیگنال صورت نپذیرد ، اشکال را باید در همان بخش بررسی نمود . در صورت سالم بودن قسمت تقویت قدرت ، این عمل در بخش پیش تقویت کننده مدار هم تکرار میشود تا در انتها بخش معیوب شناسائی شود .
این عمل میتواند بطور مشابه بر روی انواع مدارات آمپلیفایر و پیش تقویت کننده ها و همچنین مدارات رادیو و ضبط صوت انجام شود .
سیگنال ژنراتور vco
طراحی و ساخت Function Generator
Function Generator مورد بحث سیگنال های مربعی، سینوسی، ramp و دندان اره ای را با فرکانس های مطلوب تولید می کند. این سیگنال ژنراتور توانایی تولید سیگنال های سینوسی با حداکثر 0.1% اعوجاج (distortion) و سیگنال های مربعی بدون spike و over shoot و نیز نوع مثلثی و دندان اره ای و ramp با درصد انحراف خطی بودن حدود 0.01% را دارد. همچنین قابلیت اضافه کردن یک سطح dc مورد نظر را به سیگنال خواسته شده تضمین می کند. محدوده فرکانسی برای فقط سیگنال مربعی از 0.001Hz تا 1MHz و برای خروجی های مختلف و همزمان از 0.001Hz تا 300KHz می باشد. برای مثال فرض کنید که یک سیگنال مربعی که یک سطح آن زمین شود را تولید کرده ایم. این سیگنال همنم سیگنال مربعی است با این تفاوت که با یک shift آن را بالا برده ایم و سطح منفی سیگنال را به صفر رسانیده ایم که این مساله در کاربردهای TTL و CMOS و کلاً منطق digital که محدودیت مشخص شده ای را در ماگزیمم و مینیمم دامن لازم دارند خروجی مطلوب باید موجود باشد تا بدون interface خارجی بتواند انواع مدارات آنالوگ و عمدتاً دیجیتال را راه اندازی کند.
دید کلی
معمولا اندازه گیری فرکانسهای صوتی (20Hz تا 20kHz) ساده‌تر از فرکانسهای دیگر انجام میشود و برای اندازه گیری این فرکانسها ابزارها و روشهای بسیاری موجود است. البته توجه داشته باشید که به صرف سادگی اندازه گیری فرکانسهای صوتی نباید از دقت لازم کاست، بلکه همانند دیگر اندازه گیریها این اندازه گیری نیز باید صحیح و دقیق باشد.
روشهای اندازه گیری
روش Beat _ Note (صدای تداخلی)
ساده‌ترین روش اندازه گیری فرکانس مجهول صوتی ( ) تنظیم دستگاه سیگنال ژنراتور صوتی روی تداخل صفر است. پس از این عمل میتوان از روی صفحه مدرج سیگنال ژنراتور مقدار فرکانس را خواند. در این روش هم میتوان از گوشی استفاده نمود و یا به جای آن میتری در مدار قرار داد. دو سیگنال بطور همزمان به شاخص اختلاف فرکانس وارد میشود. چنانچه اختلاف فرکانس دو سیگنال صفر باشد، در گوشی صدایی با قدرت بیشتر و یا در میتر با انحراف عقربه بیشتر روبه‌رو خواهیم شد.
در این حالت آزمایشگر باید دقت کند که سیگنال ژنراتور را روی هماهنگها یا هارمونیکهای تنظیم نکند. با چند آزمایش میتوان به اختلاف این دو حالت پی برد. سیگنال منتجه حاصل از فرکانس اصلی دارای شدت بیشتری است. چنانچه آزمایشگر در اندازه گیری خود دقت لازم بکار برد، دقت اندازه گیری معادل با دقت دستگاه سیگنال ژنراتور صوتی که معمولا تا است، خواهد شد.
روش ولت متر
این روش اندازه گیری صامت است و در نتیجه از خطاهای حاصل از عیوب ممکن در گوش پرهیز میشود. در این روش با اندازه گیری مقدار موثر موج حاصل از تداخل دو سیگنال توسط ولت متر مقدار فرکانس مجهول بدست می‌آید. سیگنال مجهول ( ) و سیگنال ژنراتور ( ) از طریق مقاومتهای جداسازی و که می‌توانند دارای مقادیری بین 820 تا 1800 اهم باشند، به ولت متر وارد می شود.
برای اندازه گیری فرکانس با این روش ابتدا باید سیگنال مجهول را کنار گذارده و خروجی ژنراتور را برای انحراف عقربه ولت متر تا وسط صفحه مدرج تنظیم کنید. سپس با اعمال سیگنال مجهول مشاهده خواهید کرد که عقربه به نوسان افتاده و به بالا و پایین وسط صفحه حرکت میکند. با تنظیم فرکانس ژنراتور چنانچه روی فرکانسی برابر فرکانس مجهول قرار گیرد، عقربه از نوسان افتاده و به حالت سکون می‌رسد. بنابراین در این روش میتوان با دقت بیشتری فرکانس مجهول را بدست آورد. یکی از مزایای این روش این است که عقربه تنها در فرکانس اصلی سکون خواهد یافت و در هماهنگها نیز نوسان خواهد کرد.
اندازه گیری فرکانس نوع القایی
این دستگاه را اندازه گیری فرکانس نوع آهن متحرک نیز می‌نامند. در این دستگاه فرکانس مستقیما توسط آهن متحرک خوانده میشود. در این دستگاه دو سیم پیچ ثابت و بطور عمود بر یکدیگر سوار می‌شوند. عنصر متحرک یک تیغه آهنی نرم و باریک و بلند است که به آن عقربه‌ای متصل کرده‌اند. انحراف این تیغه آهنی متناسب با میدان مغناطیسی حاصل از دو سیم پیچ و است. شبکه سلفی _ مقاومتی متصل به سیم پیچها اختلاف فاز بین جریانهای جاری در سیم پیچها را کاهش داده و بدان وسیله مانع از چرخش تیغه آهنی میشود. در این صورت چون تیغه نمی‌تواند چرخش میدان مغناطیسی را دنبال کند، انحرافی متناسب با فرکانس جریان پیدا میکند.
این نوع فرکانس را معمولا برای اندازه گیری فرکانس برق شهری (25 ، 40 ، 50 ، 60 و 125 هرتز) بکار می‌برند. البته وسایلی با این چنین ساختمانی برای اندازه گیری فرکانسهای بالاتر تا حدود 500 هرتز نیز ساخته شده است. اغلب دستگاه را برای یک فرکانس معمول طراحی کرده و آن را در وسط صفحه مدرج قرار می‌دهند. انحراف عقربه در دو طرف فرکانس کار دستگاه از 30 درصد تا 85 درصد متغیر است. دقت این نوع وسایل بستگی به نوع ساخت و مدل آن دارد و میتواند به 0،5درصد برسد. دستگاه اندازه گیر فرکانس نوع القایی را میتوان برای یک ولتاژ / یک فرکانس ، دو ولتاژ/ یک فرکانس یا دو ولتاژ / دو فرکانس بکار برد.
اندازه گیری فرکانس نوع تیغه‌ای
این وسیله به نام تیغه مرتعش معروف است. در این وسیله M یک ماده مغناطیس دائمی می‌باشد. روی گردن این مغناطیس یک سیم پیچ (L) با تعداد دور بسیار از سیم نازک پیچیده شده است. این سیم پیچ به منبع جریان فرکانس صوتی مجهول متصل میشود. یک طرف تیغه R (یک نوار نازک فلزی مانند آهن یا فولاد) به یکی از قطبین آهنربا وصل شده است. طرف دیگر این تیغه با فاصله کمی روی قطب دیگر آهنربا قرار می‌گیرد. تیغه فنری دارای پریود ارتعاشی است که با توجه به طول و ضخامت آن تعیین میشود.
چنانچه جریان متناوبی به سیم پیچ جاری شود، نیروی میدان مغناطیسی منتج با فرکانس موج ac تغییر میکند و تیغه را وادار به ارتعاش می‌نماید. وقتی فرکانس موج ، معادل با فرکانس طبیعی باشد، ارتعاش خیلی شدید است، بطوری که انتهای آزاد تیغه دیده نمی‌شود. چنانچه فرکانس موج بالاتر یا پائین‌تر از فرکانس طبیعی تیغه باشد، ارتعاش کندتر صورت گرفته و به شکل خاکستری رنگ دیده میشود.
در دستگاههای عملی چندین تیغه را با طولهای مختلف کنار هم سوار می‌کنند. قطب بالایی آهنربا چنان بریده شده که تیغه‌ها دارای طولهای متفاوتی باشند. این عمل بدین منظور انجام می‌گیرد که انتهای آزاد تیغه‌ها در یک خط قرار گرفته و از خارج به سهولت قابل روئیت باشند. برای روئیت بهتر تیغه‌ها خمیدگی سر آزاد آنها را به رنگ سفید در می‌آورند. اگر اختلاف طول تیغه‌ها کم باشد، در یک فرکانس مشخص چندین تیغه به ارتعاش در می‌آید (معمولا 3 تیغه)، اما آن تیغه که ارتعاش طبیعی وی به فرکانس مجهول نزدیکتر است، فعالتر بوده و از دید محو میشود، در حالی که تیغه‌های دیگر به رنگی تیره هنوز دیده می‌شوند.