SEMPLICE GENERATORE DI FUNZIONI

Questo generatore di funzioni nonostante la sua semplicità di funzionamento esibisce, se ben messo a punto, delle ottime caratteristiche; la sua elevata stabilità in frequenza al variare della temperatura, la costanza del livello di uscita, la relativamente bassa distorsione, la facile reperibilità dei componenti e del loro basso costo ne rendono appetibile il montaggio.

In questa pagina spiegherò a grandi linee il funzionamento del generatore senza entrare nei particolari teorici, se il lettore volesse approfondire l’argomento relativo al formatore dovrebbe visitare la seguente pagina: studio e dimensionamento del circuito formatore.

Consideriamo la fig 1 dove è rappresentato lo schema a blocchi del generatore.

Fig 1

Inizio con il comparatore (generatore di onda quadra) e l’integratore (generatore onda triangolare) che possono funzionare solo insieme, il relativo circuito elettrico è rappresentato in fig 2 dove l’integrato LF356 è il comparatore e l’integrato OPA2134 è l’integratore, le forme d’onda in alcuni punti del circuito sono rappresentate in Fig 3.

Fig 2

Fig 3

Analizziamo il funzionamento dal momento nel quale il segnale dell’onda quadrata (curva in verde) sale dal valore massimo negativo a valor massimo positivo, dato che tale segnale alimenta, tramite il potenziometro e la resistenza da 10K, l’ingresso invertente del’integratore all’uscita di quest’ultimo il livello (curva in blu) scende linearmente dal massimo positivo al massimo negativo seguendo la legge di carica scarica del condensatore (in questo caso da 1nF) presente sulla reazione.

Il partitore, composto dalle due resistenze da 10K, è in ogni istante alimentato su un lato dal segnale dell’onda quadrata e sull’altro dalla tensione all’uscita dell’integratore, quando il livello di quest’ultima raggiunge in modulo quello dell’onda quadrata nel centro del partitore la tensione (curva in rosso) va a zero volt e il comparatore, avendo l’ingresso meno collegato a gnd, commuta invertendo il segnale in uscita che dal massimo positivo va al massimo negativo ed il processo sopra descritto si ripete con i segni dei segnali invertiti. All’uscita dell’integratore sarà quindi presente un segnale ad onda triangolare.

Il potenziometro assieme alla resistenza in serie da 10K regola la frequenza che si estende da 20Hz a 20Khz, per coprire tutta la suddetta banda sarebbe stato sufficiente un unico potenziometro da 470K con in serie una resistenza da 100 ohm ed un unico condensatore da 10n, ma sarebbe stato assai critico regolare le frequenze più alte (posizione del potenziometro corrispondente a valori molto bassi); ho dovuto quindi divedere la banda in tre sottobande mediante l’uso di un commutatore, nella tabella sottostante sono racchiusi i valori di frequenza corrispondenti alla posizione di quest’ultimo.

POSIZIONE COMMUTATORE	BANDA DI FREQUENZA
1	2.2KHz – 22KHz
2	198Hz – 2.2KHz
3	20Hz – 224Hz

Particolare del comparatore e dell’integratore

Per comprendere bene il funzionamento del formatore si rimanda il lettore alla pagina seguente: studio e dimensionamento del circuito formatore.

In Fig 4 è rappresentato lo schema completo del generatore di funzioni e in Fig 5 la sezione alimentazione.

Fig 4

Fig 5

ALCUNE FOTO DEI SEGNALI IN OSCILLOSCOPIO:

Frequenza a 10KHz.

TARATURA:

per effettuare la messa a punto occorre disporre di uno oscilloscopio; una volta alimentato il circuito ruotate il potenziometro in serie agli zener al massimo valore, regolate il potenziometro della frequenza in  modo di avere in uscita un segnale a 1KHz, regolate poi il potenziometro U6, connesso al regolatore U5, affinché la forma d’onda sia più sinusoidale possibile, infine regolate il potenziometro in serie ai zener affinché scompaiano dei piccoli picchi in sommità alle semionde del segnale generato.

Buon lavoro

Fabio

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