Современная электроника №1/2022

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2022 ра амплитуды(R7, рис. 1), воспроизводят- ся идеально без каких-либо искажений. ИП собран в пластиковом корпу- се размером 64 × 44 × 32 мм (G1031B) – рис. 7. Трансформатор укреплён на днище корпуса. Для этого использова- на металлическая стойка с внутренней резьбойМ3, которая прикручена к днищу корпуса винтомМ3 впотай. Трансформа- торприкручен к стойке винтомМ3 через специальнуючашку. Между трансформа- торомичашкой установлена резиновая прокладка чуть больше размера чашки, а между трансформатором и днищем корпуса также установлена резино- вая прокладка по размеру трансфор- матора. Эти две прокладки вырезаны из резинового бинта толщиной 0,5 мм. Сетевой кабель пропущенчерез резино- вуювтулку, которая прижимается крыш- кой с углублениемк днищу корпуса. Пла- та ИП укреплена вертикально. Разъём с выходными напряжениями и тумблер, включающийпитание, расположенына торце крышки, а светодиодыв специаль- ных оправках –на верхнейчасти крыш- ки. Обе половиныкорпуса скручиваются саморезами, которые поставляются вме- сте с корпусом. После подключения кабеля питания генератора к ИП и включения тумбле- ра на ИП генератор включается в рабо- ту (рис. 8). Для определения переключателя определённым частотам, на бумаге был распечатан «лимб», который был выре- зан и приклеен на верхнюю поверх- ность корпуса генератора (вокруг клювика переключателя). В допол- нительных материалах к статье этот лимб приведён в масштабе 1:1 в фор- мате *.pdf. Результаты работы генератора На рис. 9–11 приведены осцилло- граммы сигналов генератора (жёлтого цвета) и их спектры, подсчитанные по БПФ (fast Fourier transform– FFT), сире- невого цвета. На всех осциллограммах амплитуда сигналов установлена рав- ной 1 В, т.е. размах от пика до пика, рав- ный двойной амплитуде, составляет 2 В (надпись внизу в середине жёлтого цве- та «Vpp(1) = 2.00V»). Разрешение по вер- тикали для всех осциллограмм состав- ляет 500 мВ/деление (надпись «500mV» в левом нижнем углу жёлтого цвета). Осциллограммы приведены в обла- сти низких (рис. 9), средних (рис. 10) и высоких (рис. 11) частот. Разрешение по горизонтали у всех осциллограмм раз- ное, поскольку на них показаны сиг- налы 7 различных частот. Это разре- шение указано в нижней правой части осциллограмм надписью светло-серо- го цвета «Time …». Например, разреше- ние по горизонтали на рис. 9а составляет 10 мс/деление (надпись «Time 10.00ms»). Также в правой нижней части осцил- лограмм указана частота в Гц или кГц – надпись жёлтого цвета «Freq(1) = …». Например, частота на рис. 9а составля- ет 25,38 Гц (надпись «Freq(1) = 25.38Hz»). Действующее значение напряжения сиг- нала ( V RMS ) показано в левой нижней части осциллограмм надписью жёлто- го цвета « V RMS (1) = …». Например, действу- ющее значение напряжения на рис. 9а равно 705 мВ (« V RMS (1) = 705mV»). На всех осциллограммах автором установлена такая развёртка, чтобы на экране уме- стилось как минимум 2 периода сигнала. Для определения синусоидально- сти сигнала используют отношение действующего значения напряжения ( V RMS ) к среднему за полупериод (V СР ), называемое коэффициентом формы K Ф . Для чистой синусоиды K Ф = 1,11. Иногда синусоидальность оценивают отношением амплитудного значения ( V AMP ) к действующему ( V RMS ). Коэффи- циент К А = V AMP / V RMS называют коэффи- циентом амплитуды. Для чистой сину- соиды V AMP больше V RMS в 2 раз, т.е. K А = = 2 ( ≈ 1,414). В таблице приведены значения V AMP и V RMS , взятые из осциллограмм рис. 9–11. Там же подсчитаны коэф- фициент амплитуды K А и его относи- тельная погрешность в % по сравнению с числом 2 . Как видно из табл. 1, мак- симальная погрешность, или, другими словами, «несинусоидальность» сигна- лов генератора не превышает 1 %. Здесь необходимо добавить, что сами значения V AMP и V RMS подсчитаны (осцил- лографом) также с некоторой ошибкой. Эта ошибка определяется дискретно- стью (ступенчатостью) воспроизведе- ния сигнала цифровым осциллографом, что легко увидеть на любой осцил- лограмме (рис. 9–11). Однако если посмотреть на осциллограмму сигна- ла генератора на обычном аналоговом осциллографе, то там синусоида абсо- лютно гладкая. Кроме того, если посмотреть на спектры сигналов (сиреневого цвета, рис. 9–11), то можно обнаружить сле- Рис. 7. ИП в открытом корпусе Рис. 8. Общий вид подключённого к ИП генератора в сборе Рис. 9. Осциллограммы сигналов генератора амплитудой 1 В в НЧ-области частотой: а – 25 Гц, б – 50 Гц а б