Home
Accesso / Registrazione
 di 

Corso di Elettronica di base. Il generatore di segnali

Corso di Elettronica di base. Il generatore di segnali

Completiamo la serie dei piccoli progetti da laboratorio presentando un dispositivo che non può mancare tra le attrezzature dell’hobbysta: il generatore di segnali. Il generatore di segnali apparecchio è indispensabile per verificare il funzionamento di qualsiasi apparecchiatura di bassa frequenza ma può essere utile anche in numerose altre occasioni. Il nostro circuito è in grado di generare segnali di frequenza compresa tra 1 e 50 KHz suddivisi in tre gamme.

Lo schema elettrico, essendo questo apparecchio destinato ad un pubblico di principianti, è quanto di più semplice si possa immaginare: il circuito utilizza infatti un solo componente attivo, precisamente il timer 555 ben noto anche a coloro che sono alle prime esperienze in campo elettronico. Come dicevamo poco fa, con questo articolo si conclude la serie dei mini-progetti da laboratorio che comprende, oltre al generatore di segnali descritto in queste pagine, anche l’alimentatore a tensione variabile (da 1,5 a 15 volt) presentato sul numero di settembre, quello duale (a ÷5 volt e ÷12 volt) descritto sul fascicolo di ottobre e l’amplificatore di bassa frequenza da 1 watt con preamplificatore microfonico presentato sul numero di novembre. Tutti questi circuiti sono disponibili in scatola di montaggio.

integrato_timer_555

Ma torniamo a bomba al progetto di questo mese. Come si vede nei disegni riportati, tutte le funzioni fanno capo all’integrato U1,un timer 555. Per comprendere come funziona il generatore è necessario perciò analizzare in dettaglio questo chip. Il 555 è stato appositamente studiato per generare dei ritardi che possono essere prodotti una sola volta (circuito monostabile) oppure sequenzialmente (circuito astabile). In quest’ultimo caso, che è poi il nostro, la continua variazione dell’uscita tra un livello alto ed uno basso equivale ad un segnale alternato: il dispositivo si comporta, in ultima analisi, come un oscillatore. Ma procediamo con ordine. Nel caso del circuito monostabile (vedi disegno relativo) il pin di uscita presenta normalmente un livello logico basso che va alto quando l’ingresso di trigger viene connesso a massa o ad un valore inferiore ad 1/3 della tensione di alimentazione.

schema_elettrico_generatore_bf.

Questo stato non cambia anche se l’ingresso ritorna nella condizione iniziale; tuttavia lo stato non è stabile in quanto il condensatore collegato tra i pin 6 e 7 inizia a caricarsi tramite la resistenza Ra e, dopo un certo tempo, raggiunta la tensione di 2/3 Vcc, provoca il reset generale con il ritorno allo stato stabile di partenza. La durata dell’impulso generato corrisponde a 1,1 x Ra x C. Il diagramma consente di calcolare rapidamente tale ritardo quando siano noti il valore della resistenza e del condensatore. Nel caso del circuito astabile, la linea di controllo (pin 2) è collegata alla rete RC e questa risulta leggermente più complessa per la presenza di una resistenza connessa tra i pin 6 e 7.

La formula che consente di calcolare la frequenza di oscillazione è la seguente: 1,44/[(Ra + 2Rb)C]; anche in questo caso è più semplice fare riferimento al diagramma per un calcolo immediato della frequenza di oscillazione. L’integrato 555 può essere alimentato con una tensione compresa tra 4,5 e 16 volt; l’assorbimento varia tra 3 e 10 mA. Di questo dispositivo esiste una versione realizzata in tecnologia CMOS che funziona nello stesso modo ma che assorbe pochissimi microampère.

generatore_di_segnali_pcb

Dopo questa carrellata sul 555, torniamo ora al nostro generatore di segnali. Come era logico aspettarsi, tra i pin 2/6 e massa troviamo una serie di condensatori che determinano la gamma di funzionamento del circuito mentre tra i pin 6 e 7 troviamo altrettante resistenze che svolgono la stessa funzione. All’interno di ciascuna gamma è possibile spaziare tra un minimo ed un massimo agendo sul potenziometro P1. A seconda della rete selezionata, in uscita abbiamo le seguenti gamme d’onda: 1 ÷ 100 Hz, 100 ÷ 2.000 Hz, 2.000 ÷ 50.000 Hz. L’onda quadra disponibile sul pin 3 del 555 viene inviata all’uscita del generatore tramite un amplificatore in corrente che fa capo al transistor T1 montato nella configurazione a collettore comune.

Tramite il potenziometro P2 presente sull’emettitore è possibile variare l’ampiezza del segnale di uscita tra un livello minimo di zero volt e quello massimo, di poco inferiore alla tensione di alimentazione utilizzata per alimentare il circuito. Per ottenere una precisa frequenza di uscita è necessario utilizzare una tensione stabilizzata; nel nostro caso abbiamo sfruttato l’uscita a + 12 volt dell’alimentatore duale.

Il diodo D1 montato lungo la linea positiva di alimentazione evita che il dispositivo possa essere danneggiato da eventuali inversioni della tensione di alimentazione. Dal punto di vista pratico la realizzazione di questo circuito è sicuramente alla portata di tutti. Come si vede nelle illustrazioni, tutti i componenti sono montati su una basetta monorame di dimensioni ridotte; gli unici elementi montati all’esterno sono i controlli ovvero il commutatore rotativo ed i due potenziometri. Per il cablaggio del circuito bisogna fare riferimento ai disegni pubblicati rispettando tutte le indicazioni di polarità per quanto riguarda i condensatori elettrolitici; per il montaggio dell’integrato è consigliabile fare uso di un apposito zoccolo. A montaggio ultimato il circuito deve funzionare di primo acchito. Se disponete di un frequenzimetro e di un oscilloscopio potrete controllare la forma d’onda di uscita e la frequenza.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog
ritratto di Umberto.Cotignola

Info connessioni commutatore

Nello schema le connessioni s1/a  e   s1/b  sono le stesse? o sono connessioni differenti? perche vedo stesse numerazioni mi è venuto il dubbio...

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Ultimi Commenti