Fonksiyon Jeneratörü
Audio devrelerinde kullanabileceğiniz test ve arıza arama amaçlı bir sinyal jeneratörü
yapmak istemez misiniz? Bu ay ki yazımda sizlere audio devrelerinde kullanabileceğiniz
test ve arıza arama amaçlı bir sinyal jeneratörünü anlatmaya
çalışacağım. Sweep özelliği de olan bu devrede XR2206 fonksiyon
jeneratörü entegresini kullandık.
Cihazın temel özellikleri ise;
Frekans aralığı: 10 Hz – 20 KHz
Sweep frekansı: 0.1 Hz – 100 Hz
Sweep aralığı: 0 – 1:20
Sweep çıkışı: 5 Vpp testere dişi, Zo = 1 k
Dalga formları: Sinüs, Kare, Üçgen
Distorsiyon (Sinüs): % 0.5 (AF aralığında)
AC çıkış: tüm formlarda; Zo = 50 ohm
kısa devre korumalı
Çıkış genliği (Rl = 50 ohm): 0.1 mVpp – 1 Vpp (Sinüs)
0.1 mVpp – 2.5 Vpp (Üçgen)
0.1 mVpp – 1.5 Vpp (Kare)
Çıkış genliği (Rl = 600 ohm): 0.1 mVpp – 1.8 Vpp (Sinüs)
0.1 mVpp – 4.5 Vpp (Üçgen)
0.1 mVpp – 3 Vpp (Kare)
Güç ihtiyacı: 12V, 100 mA
DEVRE PRENSİPLERİ
Cihazın kalbi XR2206 dır. Bu entegre 2 nolu bacağından çevre elemanları
yardımı ile sinüs ve üçgen dalga formlarını çıkartır. DC çalışma voltajı 3 nolu
girişteki voltaj bölücü (33k dirençler) ile sağlanır. Dalga çıkış genliğini ise
1 nolu bacaktaki potansiyel ve voltaj bölücü dirençlerin kombinasyonu
belirler. Eğer 13 nolu bacağa bağlı 220 ohm direnç S4 anahtarı ile 14 nolu
bacağa bağlı ise, XR2206 tarafından üçgen dalga, entegre içinde sinüs
forma çevrilir. Bu direnç sinüs formun oluşmasını sağladığı için eğer
jeneratör yüksek frekanslarda çalışan bir jeneratör olarak tasarlanacaksa
bu direncin 500 ohm luk bir trimpot ile değiştirilmesi önerilir. Ancak şu
unutulmamalıdır ki, yapılan denemelerde en uygun sinüs formunun
(distorsiyona uğramamış) 100 KHz e kadar olduğu, daha yüksek
frekanslarda (200 KHz e doğru) sinüs formunun üçgen forma dönüşmeye
başladığı olduğudur. S4 anahtarı açıldığında genliği sinüs formunun iki
misli olan üçgen form oluşur. Kare dalga 11 nolu bacak tarafından sağlanır.
XR2206 içindeki açık kollektör çıkışı yine içindeki npn tipi transistör
yardımı ile toprağa çekilerek kare form oluşturulur. 11 nolu bacağa bağlı
27k, 4k7 ve 10k lık dirençler form genliğini belirler.
Şemayı daha net görmek için üzerine sağ tuşla tıklayıp çıkan menüden faydalanın.
Frekansı belirleyen iki faktör vardır. Birincisi XR2206 nın 5 ve 6 nolu
bacakları arasına bağlanan kondansatör ikincisi ise 7 nolu bacağa verilen
akım. 5 ve 6 arasına bağlanan S3 anahtarı ile frekans kademesi seçimi
yapılmaktadır. 7 nolu bacak 3 V luk sıcaklık kompanzasyonlu referans
voltajını sağlar. Bu voltaj aynı zamanda 10 nolu bacakta da bulunur. Bu
voltaj 3 nolu bacağa bağlı 2k2 lik direnç, ve opamp tarafından yüklenir.
Opamp ın çıkış volatjı, 7 nolu bacağa bağlı 2k2 lik direnç üzerinden geçen
akımı belirlediğinden dolayı frekans formülünü şu şekilde oluşturabiliriz.
f = I
(R=2k2)
/ 3C
Yani; 2k2 üzerinden geçen akım (amper olarak), bölü, XR2206'nın
5 ve 6 nolu bacakları arasına bağlanan kondansatörün üç katı (farad olarak).
Frekans ve frekans salınımı ayarı P3 potansiyometresi ile sağlanır.
Eğer S2 anahtarı normal pozisyonda ise P3 ve seri bağlı 68k voltaj
bölücüsü ile 0-5 V arası salınım voltajı değeri belirlenir. IC1b nin 6 nolu
bacağına bağlı 470k ve 820k opamap'ın amplifikasyon oranını belirler.
S2 anahtarı normal pozisyonunda iken besleme voltajı bu anahtara seri
bağlanan 68k üzerinden sağlanır. Anahtar Sweep konumuna getirilidiğinde
besleme voltajı ramp jeneratörü (IC1a) tarafından sağlanır. Bu durumda
frekans değişimi bu potansiyometre üzerinden sağlanan ve 0 ile 5 V
arasında değişen voltaj tarafından salınıma geçirilir. Anahtarların her
türlü konumda IC1a nın 1 nolu bacağında 0 ile 5 V arasında değişen
testere dişi formu vardır. Ramp jeneratörü IC1a işlemcisi ve 1 ve 2 nolu
bacakları arasındaki 10n kondansatör tarafından sağlanır.
Salınım zamanı P1 (100k) potansiyometresi tarafından ayarlanır.
P1 tarafından voltajın yükseltilmesi şarj kondansatörünün daha kısa
sürede şarj edilmesine bu da salınım süesinin azalmasın asebep olur.
Salınım zamanı 10 ms ile 10 sn arasında P1 potu tarafından değiştirilebilir.
Testre dişi voltajının 5 volt ile sınırlandırılması işini BC557 transistör çifti
gerçekleştirir. Testere dişinin genliği zener diyot tarafından sağlanan
5 volt ile sınırlıdır. Çıkışa bağlı 1k lık direnç ile de çıkış empedansı sınırlanır.
Çıkış amplifikatörü olarak L165 kullanılmıştır. Opamp'ın invert etmeyen
bacağına bağlı P5 potansiyometresi ile çıkış genliği ayarlanır. Çıkışındaki
paralel dirençler (iki adet paralel 100 ohm) aşırı yüklenmeye karşı koruma
yapması için değil (bu kormayı L165 kendisi sağlar) daha çok standart
çıkış empedansını (50 ohm) sağlamak ve çıkış akımını sınırlamak için
konmuştur.
Baskılı devremize bir de AF sinyallerini arıza aradığımız devre üzerinde
takip edebilmemiz için bir AF kuvvetlendiricisi koyduk. Kuvvetlendirme
işlemini LM386 işlemcisini kullanarak yaptık. Baskılı devre üzerinde
LM386'nın 3 nolu giriş bacağına kazanç ayarı için 47k'lık bir trimpot
konmuştur, eğer buraya anahtarlı bir potansiyometre bağlarsanız hem
kazanç ayarını istediğimiz zaman istediğimiz şekilde ayarlıyabilir hem de
AF kuvvetlendiricisini kullanmıyacağımız zamanlar kapalı tutmuş oluruz.
MONTAJ ve AYARLAR
Baskılı devre, küçük bir kutu içine sığdırılıp kullanışlı olabilmesi için küçük
tutulmuştur. Bu yüzden potansiyometre, anahtar ve çıkış terminallerine olan
bağlantılar kablo yardımı ile yapılacaktır. Kabloların kısa tutulmasında fayda
vardır, bu yüzden baskılı devreyi montaj kutusunun içinde ön yüze mümkün
olduğunca yakın monte ediniz. Sinyal çıkışlarını BNC tipi dişi konnektörlere
blendajlı kablo ile taşıyınız. L165 ve 7812 voltaj regülatörüne soğutucu
takınız. S4 anahtarı için 2×6 kontaklı komütatör anahtar ideal. Bunu üç
ko
numda kullanacağız, ayar bileziğini 3 konum için gerekli olan kertiğe
takmayı unutmayın.
S3 anahtarı olarak yine üç konumlu bir komütatör anahtar kullanacağız.
Ben kendi yaptığım devrede frekans belirleme kondansatörleri olarak
8n2, 82n ve 1uF lık (polar olmayan) kondansatörler kullandım. Böylece
3 kademede 0 – 500 Hz, 0.5 – 5 kHz ve 5 – 50 kHz frekanslarına erişmiş
oldum. Bu frekanslar da test ve arıza aramak için fazlasıyla yeterli.
Kondansatör değerlerini ve kontak sayısını değiştirerek istediğiniz
aralıklarda ve sayıda frekansları set edebilirsiniz. Belki dikkatinizi
çekmiştir, Baskılı devre üzerindeki montaj vidası yerleri biraz garip
yerlerde duruyor. Bunları başka bir amaçla da kullanacağız, onun için
yerlerini değiştirmeyin.
Kullanım sırasında salınım (sweep) süresini P1 potansiyometresi ile,
Frekansı P3 potansiyometresi ile,
Frekans genliğini ise P5 potansiyometresi ile ayarlıyoruz. Yalnız daha
önceden sabit ayarlarını yapmamız gerekecek. Ayarlara başlamak için;
Şemayı daha net görmek için üzerine sağ tuşla tıklayıp çıkan menüden faydalanın.
- Devreye voltaj uygulayın, stabil konuma geçmesi için bir kaç dakika
- S2 anahtarını normal konumuna, P3 potunu da ortalarda bir yere
- Frekans metrede 100 Hz okuyana kadar P4 (100k) trimpotunu
bekleyin.
(100 Hz) getirin ve çıkışa bir frekans metre bağlayın.
ayarlayın.
Salınım frekansının (sweep) zaman ayarı ise max 10 sn olarak set
edilmektedir.
- P1 potunu sonuna kadar çevirip maksimum değerine getirin.
- Sweep çıkışına bir voltmetre bağlayın.
- Voltmetre ibresindeki salınım periyodunu 10 sn olarak ölçene
kadar P2 (250 ohm) trimpotunu ayarlayın.
Frekans genliği için herhangi bir ayara gerek yok.
L165 çıkışını 50 ohm ile sınırlamış bulunuyoruz. Eğer hoparlör veya sürücü
ölçümleri yapacaksak daha fazla çıkış gücüne ve daha düşük çıkış
empedansına ihtiyacımız olacaktır. Devremizdeki güç kaynağı,
doğrultmaç ve süzme kondansatörü 1Amp. e kadar bize bunu
sağlayacak çekilde tasarlanmıştır. Tek değişikliği çıkış empedansını
4 veya 8 ohm a düşürerek yapmamız gerekir. O da çıkıştaki paralel
dirençler yardımı ile ayarlanır.
Bu cihaza ilave edeceğimiz devreler henüz bitmedi. Bununla birlikte
kulanabileceğiniz (Fotoğraf da görüldüğü gibi) ve aynı kutu içersine
monte edebileceğiniz minyatür bir FREKANSMETRE devresini ise
önümüzdeki ay anlatacağım.
Başarılar.
Ali Akyol
Gerekli dosyalar:
BoardMaker dosyası olarak Devre şeması (6.489 Byt)
BoardMaker dosyası olarak Baskılı devre şeması (8.892 Byt)
veya
Printer dosyası olarak Devre şeması (366.893 Byt)
Printer dosyası olarak Baskılı devre eleman yerleşim şeması (126.077 Byt)
Printer dosyası olarak Baskılı devre lehim tarafı şeması (126.077 Byt)
NOT: Tüm dosyalar ZIP dosyasıdır ve yanlarında yazılı dosya büyüklükleri
açıldığı zamanki büyüklükleridir.
