Генератор синусоидального сигнала настолько нужная вещь в хозяйстве радиолюбителя, что я тоже решил, что уже дальше без такого генератора мне нельзя.

Для сборки выбрал одну из самых простых схем и вот что могло пойти не так…

Это одна и самых простых и самых распространённых схем генератора синуса в сети. Она не единственная в своем роде, есть масса подобных схем, но на самом деле все они это одна и та же схема:

Для начала разберем как это работает и из чего состоит.

Назначение элементов:

С1-С3 — емкости трехзвенной RC цепочки

R3, R4, Rбэ (сопротивление перехода база-эмиттер) — сопротивления трехзвенной RC цепочки.

Должно соблюдаться условие: конденсаторы C1-C3 должны быть одинаковой емкости и резисторы R3, R4, Rбэ, должны иметь одинаковое сопротивление. в случае с резисторами, или резисторы R3, R4 ставятся такими как сопротивление перехода БЭ транзистора или параллельно этому переходу устанавливается дополнительное сопротивление, которое доводит сопротивление этого перехода до номинала резисторов R3, R4.

R1 — сопротивление смещения базы

R2 — нагрузка

Как это работает:

На транзисторе собран усилитель по схеме с общим эмиттером охваченный положительной обратной связью.

Сигнал с коллектора поступает на 3-х звенную RC цепочку в которой происходит:

• затухание сигнала
• смещение сигнала по фазе, в каждом звене на 60°, три звена по 60°, итого 180°

После RC цепочек сигнал попадает на базу транзистора. Резистор R1 подтягивает базу к коллектору, т.е. подает на нее открывающий потенциал. Сопротивление R1 подобрано таким образом, что бы транзистор мог открыться сигналом ослабленным после RC цепочки.

Транзистор открывается/закрывается, происходит генерация. Т.е. коэффициент усиления каскада на транзисторе должен быть равен затуханию вносимому RC цепочкой. За время прохождения согнала через транзистор сигнал еще раз смещается на 180°, таким образом получается полные 360° и формируется синусоида. Если использовать 2-х или 4-х звенную цепочку, то просто получим сигнал неправильной формы.

Как это на практике:

Я собрал этот генератор точно по схеме, но за исключением одного момента, нет у меня транзисторов КТ315 и я поставил 2SC1815.

И схема не запустилась. Резистор R7 был установлен переменным, но тем не менее сколько я не крутил его, поймать генерацию мне не удалось!

А теперь вся правда:

Генератор и не смог бы запустится!

Во-первых: коэффициент усиления схемы должен быть равен 1 (!), не больше и не меньше. В свою очередь коэффициент усиления схемы зависит: от коэффициента усиления транзистора (а он у 2SC1815 значительно больше чем у КТ315), от сопротивления резистора R7 и от напряжения питания. И если со вторыми 2-я параметрами все нормально, питание 5В, резистор я пробовал подбирать, то с транзистором беда, но это еще не все…

Во-вторых: схема вообще не правильная, даже для КТ315!!!

Правильная схема для КТ315 выглядит вот так:

Схема рассчитана на питание 5В, это важно!

Мне повезло найти транзистор КТ315 и я собрал эту схему, и вот она действительно работает. Однако сигнал очень(!) слабенький, ну совсем совсем…

Что бы окончательно понять как и почему, была собрана схема в виртуальной среде EasyEDA, там есть возможность симуляции работы схемы и это интересно.

Транзистора КТ315 с параметрами в среде найти не удалось, поэтому я поставил туда 2N2222 и подкорректировал значение резистора смещения базы (R7).

И симуляция показала как оно работает

В начале есть область «разгона», т.е. какое-то время схема входит в режим, а затем появляется устойчивая генерация. Но если этот «разгон» в принципе не играет ни какой роли, потому, что это очень короткий отрезок времени, буквально несколько периодов, то вот сам сигнал. а точнее его амплитуда совсем маленькая — всего 2 милиВольта (!).

Область разгона можно убрать, если подобрать резистор БЭ, что бы подогнать сопротивление этого перехода, сделать последнюю цепочку RC идентичной предыдущим.

Таким образом убирается область «разгона» и немного подрастает амплитуда сигнала, на 0,5-1 мВ

Но есть одно, но! У меня номинал этого резистора равен 524 Ома и если уменьшать или увеличивать это значение даже на 1 Ом, амплитуда резко уменьшается или срывается вообще!

Вывод:

Схема рабочая, генерирует синусоидальный сигнал, как ей и положено, но при условии, что она правильная (1) и просто так она не запуститься, ну если только просто повезет, нужно подбирать значение резистора база-коллектор, а для контроля процессе настройки нужен осциллограф (2). Как без осциллографа запустить и отладить эту схему я себе не представляю, если честно.

Ну и амплитуда сигнала на выходе ОЧЕНЬ мала, 1-2 мВ при напряжении питания 5В это ну как-то совсем маловато.

А вот так в реальной жизни я «боролся» с этой схемой: