Generatore audio a frequenza variabile

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Questo circuito è nato per essere usato per testare stadi di amplificazione. Produce sia uscite ad onda quadra che triangolare che salgono da circa 80 a 730 Hertz in un ciclo ripetuto di circa 6 secondi. Sostituzioni appropriate del valore dei componenti produrranno variazioni in questi parametri.

Il funzionamento è il seguente: L’op-amp U1A e i suoi componenti associati formano un multivibratore astabile con un periodo di circa 6 secondi. Il condensatore di temporizzazione C1 viene caricato bruscamente attraverso il diodo D1 e la resistenza da R4 e scaricato lentamente attraverso la resistenza R5. La tensione che cambia esponenzialmente all’ingresso negativo degli U1A è bufferizzata da U1B, che funge anche da variatore di livello. L’uscita di U1B (pin 7) è una forma d’onda di tensione a dente di sega che scende lentamente e che viene utilizzata per modulare la frequenza del circuito rimanente, che è un oscillatore audio controllato in tensione.

Il funzionamento dell’oscillatore controllato in tensione è il seguente: L’amplificatore operativo U2C è configurato come un integratore, con il suo ingresso pilotato dalla resistenza R13. L’uscita dell’integratore (pin 8) alimenta un comparatore con isteresi composto da U2D e due resistori associati. L’uscita del comparatore commuta la tensione all’altra estremità del resistore R13, fornendo un feedback positivo per la coppia integratore-comparatore, causando oscillazioni. Il controllo della tensione della frequenza dell’oscillatore si ottiene bloccando simmetricamente l’uscita del comparatore sulla tensione di riferimento dell’oscillatore (stabilita da U1C). Il bloccaggio viene realizzato con due raddrizzatori di precisione; U2B e il suo diodo per il limite positivo e U1D e il suo diodo per il limite negativo. Il resistore R16 da 3900 ohm consente di bloccare la tensione senza disturbare il funzionamento del comparatore. Le tensioni di serraggio sono determinate dalla tensione a dente di sega che scende lentamente all’uscita di U1B, con l’amplificatore operazionale U2A che funge da inverter per ricavare il valore limite positivo. Man mano che il valore di bloccaggio cambia, la corrente di integrazione nel nodo sommatore di U2C (pin 9) cambia di conseguenza, modulando così la frequenza di oscillazione.

Il circuito non richiede una rigida regolazione della tensione. La regolazione può tuttavia essere impiegata per mantenere livelli di tensione di uscita costanti. I livelli di uscita nominali, per un’alimentazione di 12 volt, sono 5 volt picco-picco per il triangolo e 9 volt picco-picco per il quadrato. Si noti che l’uscita dell’onda triangolare non è troppo precisa; mostra transitori e brevi discontinuità ai picchi dovuti alla partenza di U2C da un integratore ideale. Tuttavia, è adatto a molte applicazioni in cui la purezza della forma d’onda non è una considerazione rigorosa.

Per modificare la velocità di scansione dell’oscillatore, variare la resistenza R5 nel percorso di feedback di U1A. Il diodo D1 nel percorso di feedback può essere disconnesso per una modulazione di sweep triangolare. Per modificare l’offset di frequenza, variare il condensatore C5 nel percorso di feedback di U2C. Diminuendo il valore di questo condensatore aumenterà proporzionalmente la frequenza dell’oscillatore. Si noti che il rapporto approssimativo di sweep 9: 1 è stato ottimizzato per il massimo valore pratico, considerata la precisione e la gamma dinamica degli amplificatori operazionali usati.

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