Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

एक 9 वी बैटरी संचालित फंक्शन जेनरेटर बनाएं

 

अक्सर सिंथेस-DIY परेशानी-शूटिंग और / या सर्किट प्रयोग में, चर आवृत्ति और आयाम के साथ एक सिग्नल स्रोत सिर्फ एक सर्किट के व्यवहार का परीक्षण करने की आवश्यकता है। यदि सिग्नल स्रोत में विभिन्न प्रकार की तरंग-आकृतियाँ हैं, तो यह अधिक परिदृश्यों में काम करेगा।

यह आलेख एक 9V बैटरी-संचालित फ़ंक्शन जनरेटर पेश करेगा जो साइन, स्क्वायर और त्रिकोण तरंगों को आउटपुट करता है। आवृत्ति लगभग 20 हर्ट्ज से लगभग 11KHz के लिए समायोज्य है और उत्पादन स्तर 0 से लगभग 3V तक, चरम से शिखर तक भिन्न हो सकता है।

मैंने इस सीमा के भीतर आउटपुट स्तर को बनाए रखा क्योंकि सर्किट अनिवार्य रूप से एक आभासी +/- 4.5V बिजली की आपूर्ति द्वारा संचालित है और मैं चाहता था कि इकाई 9V बैटरी की कमी के रूप में लंबे समय तक काम करना जारी रखे। जब योजनाबद्ध में दिखाए गए एलईडी के साथ उपयोग किया जाता है, तो सर्किट 11mA के बारे में नालियां बनाता है।

हालांकि, यदि आप राज्य के एक स्पष्ट निष्क्रिय संकेत के साथ पावर स्विच खरीदते हैं, तो आप एलईडी को छोड़ सकते हैं और सर्किट 9mA के बारे में आकर्षित करेगा। या तो मामले में, आप एक 9V क्षारीय बैटरी पर एक अच्छे लंबे जीवन पर भरोसा कर सकते हैं।

सिग्नल को विकास के तहत एक वीसीएफ या वीसीए सर्किट के इनपुट या एक मिक्सर या एक एम्पलीफायर इनपुट के साथ इंजेक्ट किया जा सकता है जिसे आप परीक्षण करना चाहते हैं। चूंकि यह बैटरी चालित है आप अपने टूलबॉक्स में एक छोड़ सकते हैं।

यहाँ सर्किट है।

 

पहले हाउसकीपिंग की थोड़ी जानकारी: मेरी योजना में, इसमें अक्षरों के साथ एक सर्कल का उपयोग इंट्रा-पेज और अतिरिक्त-पेज कनेक्शन दोनों को इंगित करने के लिए किया जाता है। एक साथ जुड़े हुए सभी अक्षरों के साथ सभी मंडलियों पर विचार करें (यहां तक ​​कि एक बहु-पृष्ठ योजना में पृष्ठों पर भी)। अगर मैंने बिजली आपूर्ति के लिए उन सभी बिंदुओं को दिखाया, तो योजनाबद्ध वास्तव में पढ़ना मुश्किल होगा। सर्किट अंक Xn या अन्य टोकन (जैसे TRI, OUT, X1) के साथ लेबल किए गए सर्किट बोर्ड से पैनल घटकों से जुड़ते हैं। जब आप पैनल वायरिंग आरेख को देखेंगे तो आपको ये नाम फिर से दिखाई देंगे। मैं सभी कैपेसिटर के लिए सीधी और घुमावदार लाइन कैपेसिटर प्रतीक का उपयोग करता हूं। यदि एक संधारित्र ध्रुवीकृत है, तो मैं संधारित्र प्रतीक (जैसे C1, C3) में सीधी रेखा के बगल में + (प्लस) प्रतीक जोड़ता हूं।

आइए देखें कि यह सर्किट कैसे काम करता है। हम सरल बैटरी बिजली की आपूर्ति से शुरू करेंगे। हमने बैटरी के वोल्टेज को दो 4.7K प्रतिरोधों के साथ आधे में विभाजित किया है: आर 1 और आर 3। यूनिट का वर्चुअल ग्राउंड दो प्रतिरोधों के जंक्शन से आएगा। इसे समझने का सबसे अच्छा तरीका यह है कि बैटरी के पॉजिटिव टर्मिनल से प्लस 4.5V की सप्लाई, बैटरी के नेगेटिव टर्मिनल से माइनस 4.5V और रेसिस्टर्स R1 और R3 के जंक्शन से वर्चुअल ग्राउंड के रूप में आपूर्ति देखें। 220uF एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर C1 और C3 को आपूर्ति के दो हिस्सों के लिए चार्ज जलाशय के रूप में उपयोग किया जाता है। बीपी (बैटरी पॉजिटिव) और बीएन (बैटरी निगेटिव) अंक पूरे योजनाबद्ध रूप से बिजली आपूर्ति कनेक्शन का संकेत देते हैं। बीपी और बीएन लेबल वाले दो बिंदु पीसी बोर्ड डोनट लेबल हैं, जिनमें एस 1 के माध्यम से स्विच किए जाने के बाद बैटरी की शक्ति लागू होती है।

एलईडी लगाना या न लगाना, यही सवाल है। जबकि एलईडी बिजली चूसते हैं, इसलिए यूनिट को बंद करना भूल जाते हैं। चुनना आपको है। एक ऐसे स्विच का उपयोग करें जिसमें "ऑन" स्टेटस इंडिकेशन हो और याद रखें कि बिजली बंद हो या एलईडी की हंसमुख चमक का उपयोग करके यह याद दिलाएं कि यूनिट चालू है और थोड़ा और करंट का उपयोग करें- लेकिन इसे बंद करना याद रखें।

इसलिए, यदि आप LED1 का उपयोग करते हैं, तो यह केवल इकाई की शक्ति चालू होने पर आगे-पक्षपाती होने के कारण रोशन करता है। उच्च दक्षता वाली LED का उपयोग करें क्योंकि इसमें बहुत अधिक करंट नहीं मिल रहा है, लेकिन आप इसे निश्चित रूप से देखेंगे। यदि आप चाहते हैं कि LED1 उज्जवल हो (और बैटरी जल्दी मरने के लिए) R2 ​​के मान को कम करें, कहें, 2K या शायद 1.5K।

हम U1-A (0 TL074 Quad Op Amp) को एक इंटीग्रेटर के रूप में और U1-B (Op TL074 Quad Op Amp) को एक तुलनित्र के रूप में उपयोग कर रहे हैं। साथ में वे फंक्शन जेनरेटर के ऑसिलेटर का दिल बनाते हैं। पावर-अप पर, U1-B (हमारे तुलनित्र) का आउटपुट हमेशा संतृप्त उच्च या संतृप्त कम होगा। जैसा कि हम इसके संचालन पर चर्चा करते हैं, हम मानते हैं कि यह कम-संतृप्त संचालित है। पावर-अप पर, हमारे इंटीग्रेटर (U1-A) के रूप में उपयोग किए जाने वाले ऑप amp का उत्पादन जमीनी स्तर पर होगा, लेकिन तुरंत U1-B के आउटपुट के प्रभाव में उच्च रैंप पर चलना शुरू कर देगा। U1-B का निम्न आउटपुट 62K रेसिस्टर्स R5 और R6 से जुड़े श्रृंखला के माध्यम से अपने गैर-इनवर्टिंग इनपुट को वापस खिलाया जाता है। R5 / R6 जंक्शन और ग्राउंड के बीच दो 1N914 डायोड जुड़े हुए हैं। D1 का कैथोड R5 / R6 जंक्शन से जुड़ा है और D2 का एनोड R5 / R6 जंक्शन से जुड़ा है। डायोड के दूसरे छोर सर्किट के वर्चुअल ग्राउंड से जुड़े हुए हैं (हम सिर्फ यही कहेंगे) भूमि अब से)।

डायोड डी 1 और डी 2 क्या कर रहे हैं? वे R5 / R6 जंक्शन पर वोल्टेज को नियंत्रित कर रहे हैं ताकि U1-B का आउटपुट सकारात्मक संतृप्ति से नकारात्मक संतृप्ति में परिवर्तित हो जाए, R5 / R6 जंक्शन पर वोल्टेज आगे जमीन के ऊपर डायोड ड्रॉप (लगभग 600 मिलियनV) से आगे तक बदल जाता है डायोड जमीन के नीचे गिरा (लगभग -600 mV)।

हम ऐसा इसलिए करते हैं ताकि इंटीग्रेटर को वापस खिलाया जाने वाला वोल्टेज दोनों दिशाओं में समान हो। इसका कारण यह है कि हम यू 1-बी के आउटपुट का उपयोग नहीं करते हैं क्योंकि इसका सकारात्मक और नकारात्मक संतृप्ति वोल्टेज एक समान नहीं है। चूंकि ललित और मोटे आवृत्ति नियंत्रण और R10 के माध्यम से इंटीग्रेटर को खिलाया जाने वाला वर्तमान तुलनित्र खंड से आने वाले वोल्टेज की भयावहता पर निर्भर करता है, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि वोल्टेज सकारात्मक और नकारात्मक दिशाओं में समान हो या फिर इंटीग्रेटर की त्रिकोण तरंग -शाप गरीब पक्ष से समरूपता से ग्रस्त होगा। त्रिकोणीय दिखने के बजाय, लहर तिरछी दिखाई देगी (अधिक sawtooth या रैंप वेव)।

U1-B के आउटपुट पर निम्न प्रारंभिक स्तर इंटीग्रेटर U1-A पिन 2 (62K रोकनेवाला R10, 100K मोटे आवृत्ति पॉट R9 और 100K ठीक आवृत्ति R4 के माध्यम से) -600mV वोल्टेज की ओर से वर्तमान प्रवाह में परिणाम है। R5 / R6 / D1-k / D2-a जंक्शन पर स्तर।

जवाब में, इंटीग्रेटर (U1-A पिन 1) का आउटपुट तब तक रैंप पर आता है जब तक कि तुलनित्र U1-B के नॉन-इनवर्टिंग इनपुट में 180K रेज़र R7 के माध्यम से प्रवाहित हो जाता है, जो R5 / R6 / D1 पर वर्तमान -600VV स्तर की ओर बहने वाले करंट को मात देता है। -k / D2-62K रोकनेवाला R5 के माध्यम से एक जंक्शन।

जब U1-A रैंप का उत्पादन काफी अधिक (लगभग + 1.7V) होता है, तो तुलनित्र U1-B का आउटपुट धनात्मक घनत्व में बदल जाता है। अब R5 / R6 / D1-k / D2- एक जंक्शन स्तर + 600mV पर है और वर्तमान प्रवाह R4, R9 और R10 के माध्यम से U1-A के इनवर्टिंग इनपुट की ओर है। इंटीग्रेटर रैंप का आउटपुट तब तक कम होता है जब तक उसका वोल्टेज R5 / R6 / D1-k / D2-a पर R 600 से 600mV स्तर से बहने वाले वर्तमान को दूर करने के लिए R7 के माध्यम से पर्याप्त धारा खींचने के लिए पर्याप्त (लगभग -1.7V) होता है। संगम। उस समय, तुलनित्र का आउटपुट नकारात्मक संतृप्ति के लिए तेजी से गोली मारता है और इस प्रक्रिया को जारी रखता है जिसके परिणामस्वरूप तुलनित्र U1-A के उत्पादन में त्रिभुज-तरंग दोलन और तुलनित्र U1-B के उत्पादन में वर्ग तरंग दोलन होता है।

100K मोटे फ्रीक्वेंसी पोटेंशियोमीटर R9 को वोल्टेज के स्तर को नियंत्रित करने के लिए एक एडजस्टेबल वोल्टेज डिवाइडर के रूप में उपयोग किया जाता है, जो करंट को R10 से बाहर या बाद में और इंटीग्रेटर के इनवर्टिंग इनपुट से बाहर या बाहर जाने का कारण बनता है। जब R9 के वाइपर को R4 की दिशा में समायोजित किया जाता है, तो इंटीग्रेटर का इनपुट अधिक वोल्टेज (इस प्रकार वर्तमान) और आवृत्ति अधिक दिखाई देता है। जब R9 के वाइपर को R13 की ओर समायोजित किया जाता है, तो इंटीग्रेटर का इनपुट कम वोल्टेज (इस प्रकार वर्तमान) और आवृत्ति कम होती है। रोकनेवाला R13 (3K) यह निर्धारित करता है कि वोल्टेज को कितना कम समायोजित किया जा सकता है और फिर भी इंटीग्रेटर ठीक से रैंप का कारण बनता है जब पोटेंशियोमीटर आर 9 को सभी तरह से समायोजित किया जाता है।

100K फ़ाइन फ़्रीक्वेंसी कंट्रोल (R4) कमोबेश वर्तमान में इंटीग्रेटर सेक्शन और आउटपुट के इनवर्टिंग इनपुट के आउटपुट के बीच प्रवाह को समायोजित करने की अनुमति देता है। यह वैकल्पिक है और इसे समाप्त किया जा सकता है यदि आपको ठीक आवृत्ति नियंत्रण की आवश्यकता नहीं है। यदि R4 का उपयोग नहीं किया जाता है, तो बस बिंदु X1 को पोटेंशियोमीटर R9 के प्रतिरोधक तत्व के शीर्ष पर कनेक्ट करें।

स्विच S2 का उपयोग C4 (100pF) के साथ समानांतर में एक बड़े कैपेसिटर (C2 .0022uF) को जोड़ने के लिए किया जाता है ताकि उच्च (S2 ओपन) से निम्न (S2 बंद) में ऑसिलेटर की रेंज को बदल सके। जब एक बड़े संधारित्र को एक इंटीग्रेटर में उपयोग किया जाता है, तो रैंप दर कम हो जाती है। जब S2 खुला होता है, तो फ़ंक्शन जनरेटर की आवृत्ति रेंज लगभग 400 हर्ट्ज से 10KHz होती है। जब S2 बंद होता है और C2 C4 के समानांतर होता है, तो आवृत्ति रेंज लगभग 16Hz से 590Hz तक कम हो जाती है। इस प्रकार फ़ंक्शन जनरेटर में आवृत्ति समायोजन की अच्छी विस्तृत श्रृंखला होती है।

हम U1-A (सर्किट पॉइंट TRI) के आउटपुट पर एक अच्छा त्रिकोणीय तरंग-आकार देखते हैं, जो इकाई के आभासी मैदान के बारे में 3V, शिखर से शिखर तक के आयाम के बारे में दोलन करता है। हम U1-B के आउटपुट पर प्रदर्शित होने वाली वर्गाकार तरंग को लेते हैं और भिन्नात्मक अकशेरुकीय लाभ (सर्किट बिंदु SQR) को लागू करने के लिए U1-C का उपयोग करके कम प्रतिबाधा स्रोत को बनाए रखते हुए इसके आयाम को लगभग 4V शिखर तक कम कर देते हैं। रोकनेवाला R15 में 22pF सिरेमिक संधारित्र एक मामूली बढ़ती बढ़त को कम करने के लिए है, जो इसके बिना U1-C के आउटपुट पर दिखाई देता है।

सर्किट को कम करने और वर्तमान खपत को थोड़ा कम करने के लिए, यदि आप चाहें तो साइन वेव की कार्यक्षमता को समाप्त कर सकते हैं। बस LM13700 और संबंधित घटकों को खत्म करने और केवल या वर्ग तरंग त्रिकोण के बीच चयन करने के लिए स्विच उत्पादन लहर चयन बदल रहा है। आप एक कम SPDT स्विच का भी उपयोग करेंगे।

हालांकि, मैं सीन-वेव को परेशानी-शूटिंग के लिए उपयोगी मानता हूं, यही वजह है कि मैंने इसे शामिल किया। त्रिकोण तरंग को साइन सन्निकटन में बदलने के लिए, हम U2-A LM13700 डुअल ट्रांसकांसेशन Op Amp के नॉन-इनवर्टिंग इनपुट को ओवरड्राइव करते हैं जो इसे प्रदान किए जाने वाले गैर-रैखिक विरूपण का लाभ उठाने के लिए करता है। यह विकृति त्रिभुज तरंग के ऊपर और नीचे की ओर वक्र हो जाती है, जिससे यह साइनसोइडल रूप देता है। 100K ट्रिम पॉट R16 के माध्यम से U2-A (पिन 3) के गैर-इनवर्टिंग इनपुट को U1-A के आउटपुट से त्रिकोण तरंग खिलाया जाता है।ट्रिम पॉट R16 का उपयोग U2-A के गैर-इनवर्टिंग इनपुट में दिखाई देने वाले सिग्नल के आयाम को समायोजित करने के लिए किया जाता है।

हम इनपुट को जानबूझकर ओवर-ड्राइविंग करते हैं, इसलिए R16 सिग्नल की विकृति की मात्रा को समायोजित करता है। बहुत कम और संकेत त्रिकोणीय दिखता है; बहुत अधिक, और संकेत ऊपर और नीचे बहुत सपाट दिखता है।

जब यह सही होगा तो आप देख सकेंगे (और सुन पाएंगे)। 100K ट्रिम पॉट R24 का उपयोग 200K अवरोधक R19 के माध्यम से गैर-इनवर्टिंग इनपुट के लिए एक समायोज्य पूर्वाग्रह वर्तमान को लागू करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार ट्रिमर आर 24 का उपयोग साइन वेव-शेप के ऊपर से नीचे समरूपता को समायोजित करने के लिए किया जाता है। 100K ट्रिम पॉट R17 का उपयोग ट्रांसकंडक्शन सेशन amp amp U2-A में पूर्वाग्रह सिग्नल को लागू करने के लिए किया जाता है और इस प्रकार साइन वेव-शेप के आयाम को नियंत्रित करता है। हम उत्पादन को बफर करने के लिए LM13700 चिप पर दिए गए डार्लिंगटन बफर amp का उपयोग करते हैं।

रेसिस्टर्स R22 (220K) और R23 (680K) U2-A के आउटपुट को बायस करते हैं, ताकि यूनिट के वर्चुअल ग्राउंड के बारे में साइन लहर दोलन करे। रेसिस्टर R18 (10K) U2-A पिन 8 से करंट को वोल्टेज में परिवर्तित करता है। SIN सर्किट बिंदु U2-A पिन से आता है। U2 (U2-B) के अन्य आधे का उपयोग इस सर्किट में नहीं किया जाता है।

SQR, TRI, और SIN सर्किट बिंदु S3 (SPDT स्विच) और S2 (SPDT स्विच) के माध्यम से स्विच किए जाते हैं और R11 (100K पोटेंशियोमीटर) के पार गिराए जाते हैं जो एक समायोज्य वोल्टेज विभक्त के रूप में उपयोग किया जाता है। R11 के वाइपर से चुने गए तरंग के हिस्से को U1-D के इनवर्टिंग इनपुट में 10K रेज़र R12 के माध्यम से लागू किया जाता है। U1-D का 12K फीडबैक रोकनेवाला इसे 1.2 का लाभ देता है, जो प्रत्येक तरंग को थोड़ा प्रवर्धन देता है। यह योजना U1-D के निम्न प्रतिबाधा उत्पादन से समायोजित समायोजित तरंग को वितरित करती है।

C9 के माध्यम से कैपेसिटर C6 .1uF सेरामिक कैप हैं जिन्हें सर्किट निर्माण के दौरान IC (U1 और U2) दोनों के पावर पिन के करीब रखा जाना चाहिए।

यहाँ घटक भाग सूची है। सभी कैप को 16V या उच्चतर रेट किया जाना चाहिए। मैं एक RadioShack केस और परफ़ेक्ट बोर्ड की सूची देता हूं, जो प्रोजेक्ट को अच्छी तरह से समायोजित करना चाहिए।

बैटरी पावर्ड साइन, स्क्वायर और ट्रायंगल वेव फंक्शन जेनरेटर प्रोजेक्ट पार्ट्स लिस्ट

आप इस सर्किट को एक छोटे प्रयोगकर्ता बोर्ड पर आसानी से बना सकते हैं या एक पीसी बोर्ड खोद सकते हैं। आने वाले महीनों में, एमएफओएस वेबसाइट पर इस परियोजना की तलाश करें। हम इस परियोजना के लिए एक व्यावसायिक रूप से निर्मित पीसी बोर्ड के साथ-साथ पार्ट्स किट भी पेश करेंगे।

मात्रा। विवरण मूल्य designators
1 LM13700N डुअल ट्रांसकनेक्टेंस ऑप Amp LM13700N यू 2
1 TL074CN Quad Op Amp TL074CN U1
2 1N914 स्वा। डायोड 1N914 डी 1, डी 2
1 सामान्य प्रयोजन एलईडी एलईडी LED1
3 लीनियर टेंपर पोटेंशियोमीटर 100K आर 4, आर 9, आर 11
4 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 10K आर 12, आर 15, आर 18, आर 20
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 12K R8
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 180K R7
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 1K R21
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 200K R19
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 20K R14
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 220K R22
2 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 3K आर 2, आर 13
2 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 4.7K आर 1, आर 3
3 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 62K आर 5, आर 6, आर 10
1 रोकनेवाला 1/4 वाट 5% 680K R23
3 ट्रिम पॉट (Bourns 3296W या समकक्ष) 100K आर 16, आर 17, आर 24
1 संधारित्र सिरेमिक .002uF सी 2
4 संधारित्र सिरेमिक .1 uF सी 6, सी 7, सी 8, सी 9
1 संधारित्र सिरेमिक 100pF सी 4
1 संधारित्र सिरेमिक 22pF सी 5
2 संधारित्र इलेक्ट्रोलाइटिक 220uF सी 1, सी 3
2 एसपीडीटी स्विच SPDT एस 3, एस 4
2 SPST स्विच करें SPST एस 1, एस 2
2 केले का जैक केले का जैक जे 1, जे 2
1 बैटरी 9 वी बैटरी बी 1
1 रेडियो झोंपड़ी परियोजना संलग्नक (6x4x2 cl) बिल्ली #: 270-1806  
1 780 छेद के साथ रेडियो शेक पीसी बोर्ड बिल्ली #: 276-168  
1 रेडियो शेक 9 वी स्नैप कनेक्टर्स बिल्ली #: 270-324  
1 25। 22 AWG फंसे तार का रोल 25 फीट  
3 पोटेंशियोमीटर नॉब्स पोटेंशियोमीटर के लिए ज्ञात  

ठीक है, वहां आपके पास एक सरल लेकिन उपयोगी 9 वी बैटरी चालित फ़ंक्शन जनरेटर है जो समय के बाद काम में आएगा। यह आपके किसी भी इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही मित्र के लिए एक शानदार उपहार होगा। अगली किस्त में, मैं निर्माण विवरण प्रदान करूंगा, जिसमें पीसी लेआउट और फ्रंट पैनल वायरिंग विचार शामिल हैं।

इस बीच में: कल्पना करते रहो, आविष्कार करते रहो, सरल रहो!

रे विल्सन मेक: एनालॉग सिंथेसाइज़र और बाहरी अंतरिक्ष वेबसाइट से बहुत लोकप्रिय संगीत के पीछे पागल के लेखक हैं।

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