سیگنال ژنراتور صوتی

سیگنال ژنراتور صوتی

دیر یا زود برای ازمایش کردن و تایید این که ایا یک پیش تقویت کننده ، تقویت کننده ی قدرت بلندگو و یا هدفون درست کار می کنند یا خیر، به یک منبع مولد سیگنال های صوتی نیاز پیدا خواهید کرد. در این زمینه باید از چهار ای سی معروف و فراوان استفاده کرد که عبارتند از:

:: LM741 (تک ای سی تقویت کننده عملیاتی)

:: LM555 ( معروف به تایمر)

:: LM386 (تراشه آپ امپ، تقویت کننده قدرت صوتی)

:: LM324 (تراشه ای با چهار Op-Amp داخلی جهت استفاده در مدارات تقویت کننده عملیاتی)

این مدار علاوه بر تولید سیگنال، قادر به تنظیم فرکانس بوده و از ان می توان در انتخاب گستره ای از فرکانس ها و همچنین در کنترل دامنه ی خروجی نیز استفاده نمود.

تشریح مدار

بلافاصله پس از ساخت تقویت کننده های صوتی، مجبورید از منابع مولد سیگنال های ازمایشی استفاده کرد. به کمک یک ای سی همه کاره 555 قادر به ساخت سیگنال ژنراتور بسیار مفید صوتی خواهید گردید.

در حالت ناپایدار یا به اصطلاح “ازاد گرد” فقط با یک مشت قطعات ساده می توان یک مولد موج مربعی را تولید کرد. با وجودی که چرخه ی کاری (نسبت زمان وصل و فعال بودن موج حاصله به کل زمان یک چرخه کامل)، با تغییر فرکانس، عوض می شود ولی این پیامد مهمی تلقی نمی گردد. یک پتانسیومتر یا مقاومت قابل تنظیم VR1 این توانایی را ایجاد می کند که بتوان فرکانس تولیدی را به صورت پیوسته در گستره ی پهنای باند که با انتخاب هر کدام از خازن های زمان بندی C1a و C1b ایجاد می گردد تنظیم نمود.

این انتخاب زمان بندی توسط کلید S1 میسر می گردد. مقاومت های ثابت R1 و R2 هم در واقع قسمتی از زنجیره ی زمان بندی محسوب می شوند. وجود مقاومت R2 در مدار بیشتر به این لحاظ است که در صورتی که ولوم یا پتانسیومتر در یک انتهای کورس خود قرار گرفت. مقاومت ان به صفر نرسد. خازن C2 تنها وظیفه ی جداسازی داشته و برای این که نوسان سازی، در وضعیت مناسب و صحیح خود صورت پذیرد، به مدار اضافه شده است.

دسترسی به شکل موج خروجی که یک موج مربعی با دامنه بالا می باشد، تنها از طریق پایه ی 3 مقدور است. موج خروجی از ای سی که یک موج مربعی است. صدای نابهنجاری دارد که از ان نمی توان مستقیما برای ازمایش تقویت کننده های صوتی و بلندگوها بهره گرفت. زیرا اعوجاج زیادی که با موج مربعی همراه است تقویت کننده را تحت الشعاع قرار داده و ان ها شناسایی نمی شوند. در این صورت ایجاد یک موج سینوسی ایده ال و ارمانی می باشد. دو قطعه ی کلیدی شامل مقاومت R3 و خازن C5 یک شبکه فیلتری ( انتگرال گیر ) را ایجاد می کنند و با تبدیل موج مربعی به مثلثی، قدری از هارمونی های سیگنالی را تقلیل می دهند.

وقتی فرکانس تغییر می کند، دامنه سیگنال تبدیل شده هم عوض می شود و در مقایسه با سهولت کار مبدل های دو عنصری این اشکال جزئی تلقی می گردد. ضمنا دامنه ی ولتاژ هم به خاطر این شبکه ی تبدیل، کاهش می یابد. مقاومت R4 سیگنال حاصله را از گزند طبقه ی بعدی در امان نگه می دارد. خازن C4 باعث تزویج ac و جداسازی سیگنال حاصله از پتانسیومتر انتهایی می گردد. به این ترتیب و برای ازمایش پیش تقویت کننده می توان سیگنال حاصله را در حد مناسبی تضعیف کرد.

وظیفه ی خازن C5 هم که مشخص است و کاری جز تزویج ac سیگنال حاصله به مدار خارجی ندارد. فرکانس این مدار را می توان در مفیدترین قسمت از باند فرکانس های صوتی یعنی حدود 64 هرتز تا 6 کیلوهرتز، تغییر داد. با انتخاب مناسب قطعات زمان بندی یعنی VR1، R2، R1 و b، c1a ، می توان به گستره ی فرکانسی دلخواه دست پیدا کرد. از ان جایی که تایمر LM555 حتی تا ولتاژ 5 ولت هم به کار خود ادامه می دهد. عمر مفید باتری بیشتر خواهد بود. با کاهش ولتاژ باتری تراز سیگنال خروجی هم کم می شود و این را باید جزو محدودیت ها و نقطه ضعف های مدار تلقی کرد. در صورتی که با کلید S1 خازن زمان بندی 0/01 میکروفاراد انتخاب شود.

گستره ی فرکانس خروجی بین 50 هرتز تا 6 کیلوهرتز و اگر خازن 0/1 میکروفاراد گزیده شود محدودیت فرکانسی در حدود 64 تا 680 هرتز خواهد بود. چون نسبت ظرفیت این دو خازن به هم ده به یک است، گستره ی فرکانسی هم کم و بیش در همین حدود تغییر می کند. هرچه خازن انتخاب شده ظرفیت کمتری داشته باشد فرکانس بیشتر خواهد شد. دامنه ی سیگنال خارج شده از پایه ی 3 حدودا به دامنه ولتاژ تغذیه نزدیک است. برای مقاصد ازمایشی می توانید هر بلندگویی را ازمایش کنید ولی برای این که به خروجی مدار بار اضافی وارد نشود برای افزایش امپدانس از یک مقاومت سری 1 کیلو اهم کمک بگیرید. با اتصال خروجی مدار به بلندگو، صدای ضعیفی را خواهید شنید که با تغییر دادن ولوم VR1 فرکانس ان عوض می شود. اگر ولوم پتانسیومتر را در جهت حرکت عقربه های ساعت بچرخانید فرکانس صوت حاصله زیاد می شود. اگر چنین نشد جای سر سیم های متصل به خارجی پتانسیومتر را با هم عوض کنید. برای تغییر دادن باند فرکانسی، از کلید S1 کمک بگیرید.

فهرست قطعات

:: نیمه هادی

تایمر    ICI:LM555

:: مقاومت ها

همه مقاومت ها 1/4 وات و 5 درصدی هستند.

R1:10Kohms

R2:10Kohms

R3:15Kohms

R4:47Kohms

R5:4.7Kohms

:: خازن ها

همه خازن ها ی غیر قطبی از نوع عدسی و سرامیکی هستند.

ولتاژ مجاز همه خازن های الکترولیتی،25 ولت است.

 

C1a:0.1µF

C1b:0.01pF

C3:0.1µF

C4:0.1µF

C5:0.1µF

C6:0.10µF

C7:100µF

:: قطعات و لوازم اضافی

پتانسیومتر 100 کیلو اهم : 2 و VR1

D1:LED

کلیدهای قطع و وصل تک پل تک راهه مینیاتوری : S1، S2

منبع تغذیه: باتری کتابی 9 ولتی

بلندگوی 8 اهم: 1 عدد

نکات ساخت

در شروع کار و کنترل کردن مدار نوسان ساز ساده، کلید S1 را حذف و به جای دو خازن C1a و C1b از یک تک خازن C1 استفاده کنید. ضمنا پتانسیومتر VR1 را هم کنار گذاشته و پایه ی 2 ای سی را مستقیما به R2 وصل نمایید. در مورد خروجی هم وضعیت کم و بیش همین طور بوده و باید قطعات اضافی را کنار گذاشته و برای مثال با استفاده از یک خازن 0/1 میکروفارادی C4 خروجی را به بلندگو یا هدفون متصل نمود. در قسمت بالایی یعنی منبع تغذیه مدار هم همین گونه عمل کرده و اضافات را حذف نمایید.

راه اندازی ازمایشی

وقتی ساخت مدار تکمیل شد می توانید یک ازمایش کامل را از ان به عمل اورید. از انجایی که سیگنال های قوی می توانند در هدفون ها اعوجاج های نامطلوبی را ایجاد کنند. بهتر است خروجی را به یک بلندگو اعمال نمود.

در خلال موارد راه اندازی ازمایشی موارد زیر را کنترل کنید:

:: وقتی پتانسیومتر کنترل کننده ی بهره ی VR2 را در جهت حرکت عقربه های ساعت بپیچانید ولوم صدا زیاد می شود.

:: با قرار دادن خازن کوچکتر C1 در مدار، فرکانس خروجی بیشتر می شود.

:: با پیچاندن VR1 در جهت حرکت عقربه های ساعت فرکانس زیاد می گردد.