![\"rc_oscillator_tg200m_01\"](\"http:\/\/www.crowave.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2018\/11\/rc_oscillator_tg200m_01.jpg\")
<\/a><\/p>\nRC oscilator TG200M generira sinusni signal napona do 7 V RMS (20 V od vrha do vrha) u ukupnom frekvencijskom opsegu 1 Hz \u2013 1 MHz. Ovaj frekvencijski opseg podijeljen je na 12 podopsega unutar kojih se \u017eeljena frekvencija pode\u0161ava potenciometrom. Potenciometar je ba\u017edaren sa \u0161irokom skalom \u010dime je omogu\u0107en precizan odabir \u017eeljene frekvencije u \u010ditavom opsegu.\u00a0 Tako\u0111er se pa\u017enja posvetila i preciznom odabiru amplitude signala pomo\u0107u 8-polo\u017eajne sklopke (atenuator u koracima od 10 dBm) u kombinaciji sa potenciometrom za fino pode\u0161avanje. Efektivni izlazni napon i snaga signala mo\u017ee se pratiti na ugra\u0111enom instrumentu sa skalama u voltima i dBm.<\/p>\n Prema elektri\u010dnoj shemi vidimo da se ovdje radi o ne\u0161to slo\u017eenijoj tranzistorskoj izvedbi NF RC oscilatora od onih kakve smo do sada sretali u na\u0161im objavama. Kad govorimo o generatorima NF (audio) signala sa mogu\u0107no\u0161\u0107u kontinuirane promjene frekvencije do cca 1 MHz onda se tu u 90% slu\u010dajeva radi o RC oscilatorima baziranima na Wienovom mostu. U klasi\u010dnim shemama oscilatora sa Wienovim mostom, kao regulacijski element, nu\u017ena je upotreba dvostrukog potenciometra ili dvostrukog promjenjivog kondenzatora, koji su dakle spojeni na istu osovinu i koji bi trebali davati potpuno iste otpore (kapacitete) na svim polo\u017eajima osovine, kako bi se zadr\u017eao omjer, a time i ravnote\u017ea mosta u cijelom promjenjivom opsegu. U praksi je te\u0161ko prona\u0107i takve idealno uparene promjenjive komponente, \u0161to onda rezultira odre\u0111enim izobli\u010denjima ili nestabilnostima amplitude oscilacija, a u krajnjem slu\u010daju razde\u0161enosti oscilacije mogu \u010dak i prestati. To je i najve\u0107i nedostatak u prakti\u010dnoj izvedbi oscilatora sa Wienovim mostom.<\/p>\n Da bi se ta pojava ubla\u017eila mogu se koristiti tvorni\u010dki posebno upareni dvostruki potenciometri (koji su rijetki i skupi za nabavu) ili neke izvedbe preciznih digitalnih potenciometara. Tako\u0111er postoje poku\u0161aji da se kondenzatori zamijene varikap diodama ili da se tranzistori (FET) koriste kao naponski upravljani otpornici. Ovdje se onda objema komponentama upravlja naponom preko samo jednog potenciometra. No ovdje se pojavljuje problem linearnosti poluvodi\u010da u radnom podru\u010dju, a tako\u0111er i tu u oba slu\u010daja treba koristiti dobro uparene (identi\u010dne) komponente (varikap diode ili FET-ove) ili na neki na\u010din kompenzirati njihove elektri\u010dne razlike kako bi promjene u obje grane mosta bile identi\u010dne. Jo\u0161 jedan na\u010din bio bi promjena vrijednosti otpornika ili kondenzatora samo u jednoj grani mosta, dok se onda druga grana kompenzira pozitivnim i negativnim povratnim vezama preko diferencijalnih poja\u010dala. Zbog slo\u017eenosti ukupnog sklopovlja, sve navedene izvedbe RC oscilatora sa Wienovim mostom gdje se promjena frekvencije \u017eeli posti\u0107i samo jednim regulacijskim elementom rijetko se susre\u0107u u praksi te gotovo nigdje ne nalazimo opise konkretnih rje\u0161enja.<\/p>\n Drugi naj\u010de\u0161\u0107e kori\u0161ten RC oscilator je RC oscilator sa pomakom faze koji smo tako\u0111er ve\u0107 nalazili u ure\u0111ajima i opisivali u na\u0161im objavama, no ovaj tip oscilatora nikako nije pogodan za VFO izvedbu zbog velikog broja RC komponenti koje bi se morale paralelno mijenjati za svaku promjenu frekvencije. Kao jedina prakti\u010dna alternativa ostaju oscilatori koji se temelje na RC filtrima, odnosno kombinaciji niskopropusnih(NPF) i\/ilivisokopropusnih (LPF) RC filtera. Vidjeli smo do sada u na\u0161im objavama da i sam Wienov mosni oscilator mo\u017eemo promatrati kroz kombinaciju NPF i LPF filtra, no postoje i drugi na\u010dini implementacije ovih RC filtera u oscilatorskim sklopovima.<\/p>\n Za RC oscilator TG200M nigdje nismo prona\u0161li podatke ili obja\u0161njenja o vrsti i na\u010dinu rada samog oscilatora. Gledaju\u0107i prilo\u017eenu shemu mo\u017eemo primijetiti kako se za regulaciju frekvencije ne koristi dvostruki potenciometar (kako je to uobi\u010dajeno kod oscilatora sa Wienovim mostom) ve\u0107 linearni potenciometar sa samo jednom stazom. Tako\u0111er se i promjena samih opsega vr\u0161i promjenom otpornika (a ne kondenzatora) u RC krugovima. Time mo\u017eemo zaklju\u010diti da se ovaj oscilator ne bazira na Wienovom mostu, a sasvim sigurno ne ni na oscilatoru sa pomakom faze, dakle niti na jednom od uobi\u010dajenih tipova oscilatora u takvim ure\u0111ajima. Za daljnju analizu mo\u017eemo prilo\u017eenu elektri\u010dnu shemu razlo\u017eiti na osnovne blokove.<\/p>\n Ovakvu implementaciju RC oscilatora opisno bi mogli nazvati: harmoni\u010dni oscilator sa RC filtrima drugog reda sa realnim polovima i jednom nulom. Zvu\u010di komplicirano, a komplicirano i jest, pa idemo redom. Kad ka\u017eemo da je oscilator harmoni\u010dni to zna\u010di da proizvodi sinusne oscilacije. Kad ka\u017eemo da radi sa filtrima drugog reda to zna\u010di da se sam filtar sastoji od dva RC stupnja filtriranja. Kad krenemo govoriti o polovima i nulama filtera tu stvari postaju malo slo\u017eenije.<\/p>\n Ono \u0161to nas najvi\u0161e zanima kod svakog filtra to je njegova prijenosna karakteristika, odnosno kako \u0107e se ulazni signal doveden na filtar promijeniti na njegovom izlazu. Najpoznatija prijelazna karakteristika je amplitudno-frekvencijska karakteristika filtra i ona nam grafi\u010dki pokazuje koliko filtar poja\u010dava ili gu\u0161i odre\u0111ene frekvencije.\u00a0 Nju mo\u017eemo snimiti kombinacijom frekvencijskog generatora i spektralnog analizatora. No, kako bi se mogla napraviti potpuna analiza odziva nekog\u00a0 filtra (ili bilo kojeg drugog sustava) osim ovog nam dobro poznatog grafa frekvencijskog odziva potrebno je napraviti i neke druge matemati\u010dke transformacije elemenata filtra. Produkt takvih kompleksnih prijenosnih matemati\u010dkih funkcija je tzv. dijagram polova i nula koji komponente filtra razla\u017ee na njihove realne i imaginarne vrijednosti. Broj polova nekog filtra jednak je broju komponenti koji pohranjuju energiju (kondenzatori i induktiviteti), a broj nula je uvijek jednak ili manji od broja polova. No shvatiti sam pojam polova i nula nije jednostavno, pa \u0107emo ostati na tome da se sve se svodi na vrijednosti realnog i imaginarnog dijela ukupnog rezultata prijenosnih funkcija.<\/p>\n Prilikom projektiranja filtera prvo se matemati\u010dki specificiraju brojevi i lokacije polova i nula kako bi dobili \u017eeljeni frekvencijski odziv, a zatim se gradi sam filtar (elektroni\u010dki sklop) koji omogu\u0107ava postizanje tih specifikacija. Pri tome se mo\u017ee izvesti vi\u0161e razli\u010ditih konfiguracija koje \u0107e sve imati iste specifikacije glede dijagrama polova i nula. Naravno, lak\u0161e je i\u0107i obrnutim postupkom, pa ako imamo gotovu shemu nekog aktivnog filtra onda se lokacije polova mogu izra\u010dunati na osnovu vrijednosti komponenti filtra i poja\u010danja aktivne komponente filtra (formule nisu pretjerano slo\u017eene). Pri tome, ako polovi prelaze na imaginarnu os dijagrama, tada se aktivni filtar pretvorio u oscilator. U na\u0161em su oscilatoru polovi implementirani preko dva odvojena niskopropusna filtra, a nula je formirana u diferencijalnom poja\u010dalu. Pozitivna povratna sprega kao temelj rada svakog oscilatora jasno se vidi na blok shemi (vodi sa izlaza sumiraju\u0107eg poja\u010dala na ulazne NPF oscilatora) i dalje od toga nema potrebe analizirati ovaj sklop. Da zavr\u0161imo ovu temu, glede projektiranja analognih filtera i oscilatora baziranih na njima, vrijedi pravilo da cijela procedura zahtijeva 90% matematike, a samo 10% elektronike.<\/p>\n RC oscilatorom TG200M poku\u0161ali su se dakle izbje\u0107i prakti\u010dni nedostaci Wienovog mosta, no time je nastao puno slo\u017eeniji sklop. Dok se uobi\u010dajeni oscilator sa Wienovim mostom bazira na dva tranzistora, u na\u0161em sklopu upotrijebljeno ih je \u010dak trinaest. Tako\u0111er, zbog specifi\u010dne izvedbe ovog oscilatora, na tiskanoj plo\u010dici nalazimo \u010dak deset promjenjivih elemenata (sedam trimerskih otpornika i tri trimerska kondenzatora) kojima se uRC mre\u017eama pode\u0161avaju odre\u0111eni parametri sklopa kako bi isti oscilirao prema zadanim specifikacijama (tri pode\u0161avanja amplitude i sedam pode\u0161avanja frekvencije unutar podsklopova oscilatora). No s druge strane, tim pode\u0161avanjima se mogu precizno dotjerati \u0161irine pojedinih frekvencijskih opsega tako da su stvarne frekvencije oscilatora dobro uskla\u0111ene sa skalom, a tako\u0111er se mo\u017ee i dobro podesiti sinusni oblik te stabilizirati amplituda izlaznog signala.<\/p>\n Aktivni filtri baziraju se na dvostrukim komplementarnim parovima tranzistora u spoju emiterskog slijedila (T1-T2 i T3-T4). Takav spoj nema naponsko poja\u010danje (ono je \u010dak manje od 1) ali njime se prilago\u0111ava ulazno-izlazna impedancija i poni\u0161tava izlazni offset napon (kada je tranzistor zatvoren) kao i temperaturna ovisnost tranzistora o izlaznom naponu, a sve uz minimalna harmoni\u010dna izobli\u010denja. Slijedi stupanj diferencijalnog spoja tranzistora (T6-T7) koji upravlja poja\u010dalom sa komplementarnim Darlingtonovim parom tranzistora (Sziklai par) T8-T9. Ovakav spoj diferencijalnog poja\u010dala \u010desto susre\u0107emo u razli\u010ditim shemama. Prepoznaje se po emiterima spojenima na zajedni\u010dki otpornik. Na ovaj otpornik dolazi stabilizirani napon -8,2V i isti slu\u017ei za odre\u0111ivanje radne to\u010dke i temperaturnu stabilizaciju ali svojim reakcijskim naponom ujedno i simetrira izmjeni\u010dne struje. Vidimo da je prvi tranzistor u spoju zajedni\u010dkog emitera, a drugi je u spoju zajedni\u010dke baze. Na izlazu iz ovog sklopa dobiva se poja\u010dan protufazni signal (u odnosu na masu) doveden na bazu T6.<\/p>\n U zadnjem stupnju oscilatora(sumiraju\u0107e poja\u010dalo) negativna povratna veza sa poja\u010dala (T10 do T13) ostvaruje se preko NTC termistora R54. Ovaj termistor (negdje je ozna\u010den i sa RA54) po svojoj brzini odziva dizajniran je isklju\u010divo za upotrebu u audio oscilatorima za stabilizaciju amplitude signala i nije zamjenjiv sa sli\u010dnim termistorima koji su dizajnirani za temperaturne senzore.\u00a0 Vidjeli smo u prija\u0161njim objavama da se ponekad za stabilizaciju izlaznih napona (vintage) oscilatora koriste \u017earuljice, koje su u naravi PTC otpornici, no princip rada obje komponente je izravno usporediv.<\/p>\n Izlazno poja\u010dalo je klasi\u010dni spoj simetri\u010dnog protufaznog (protutaktnog) poja\u010dala sa komplementarnim tranzistorima. Tranzistori T14 i T15 \u010dine diferencijalno poja\u010dalo na \u010dije baze se dovodi ulazni signal (T14) i dio izlaznog signala (negativna povratna sprega). Razlika ova dva signala se poja\u010dava i sa kolektora T14 dovodi na tranzistor T16 u spoju zajedni\u010dkog emitera koji dodatno poja\u010dava signal i odre\u0111uje DC prednapon (bias) za izlazni komplementarni par tranzistora T17 i T18 koji rade u protufaznom (push-pull) spoju u AB klasi. Diode D3 i D4 osiguravaju stalni mali prednapon za izlazne tranzistore kako bi se umanjilo izobli\u010denje (crossover) i one u principu pomi\u010du radnu to\u010dku tranzistora iz \u010diste B klase u AB klasu.<\/p>\n Poja\u010dalo kao i \u010ditav oscilator napaja se simetri\u010dnim naponom 2 x 18 V. Ovo je dobro rje\u0161enje za napajanje oscilatora i op\u0107enito generatora raznih valnih oblika jer se na izlazu dobije simetri\u010dan izmjeni\u010dni napon u odnosu prema nultoj to\u010dki sklopa. Izlaz iz poja\u010dala preko atenuatora vodi na izlazne priklju\u010dnice.<\/p>\n Vidimo kako na zadnji stupanj oscilatora vodi priklju\u010dnica ozna\u010dena sa SYNC. Preko ove priklju\u010dnice mo\u017eemo uzeti izlazni signal iz oscilatora, odnosno poja\u010dani sinusni izlaz iz oscilatora konstantne amplitude oko 1,5 V RMS. Ovaj signal mo\u017ee se zatim koristiti za sinkronizaciju nekog vanjskog ure\u0111aja, npr. vanjsku sinkronizaciju vremenske baze osciloskopa (priklju\u010dnica na osciloskopima obi\u010dno ozna\u010dena sa EXT. TRIGGER). Tako\u0111er, preko ove priklju\u010dnice mo\u017eemo i uvesti neki vanjski signal sa drugog oscilatora gdje \u0107emo na izlazu dobiti modulaciju internog i vanjskog signala.<\/p>\n Prili\u010dno zamr\u0161enu shemu ovog oscilatora prati i sama prakti\u010dna izvedba sklopa na tiskanoj plo\u010dici. Elementi su dosta tijesno i sa obje strane lemljeni na jednoslojnu tiskanu plo\u010dicu, te bi bez bilo kakve servisne dokumentacije popravak ovog ure\u0111aja bio prili\u010dan izazov, posebice \u0161to se svih 18 tranzistora dijeli na samo tri tipa (ME4102, ME0412 i ME0411) od kojih svi imaju isti tip ku\u0107i\u0161ta.<\/p>\n Za testiranje ovog oscilatora potrebno je osigurati adekvatni izvor simetri\u010dnog napajanja od dosta visokih 2 x 18V. Vidimo kako je i prija\u0161nji vlasnik imao problema sa nabavkom 4 komada originalnih 9V baterija tip PP9 koje se ugra\u0111uju u ku\u0107i\u0161te ure\u0111aja pa je izvode napajanja provukao iz ku\u0107i\u0161ta tako da su dostupni za raspolo\u017eive kombinacije. Mi smo se odlu\u010dili na izradu simetri\u010dnog mre\u017enog ispravlja\u010da temeljenog na regulatorima 7818 i 7918 koji \u0107e se ugraditi u ku\u0107i\u0161te ure\u0111aja i time za sva vremena rije\u0161iti problem napajanja ovog RC oscilatora.<\/p>\n Testiranje je pokazalo da je na\u0161 primjerak RC oscilatora TG200M ispravan i izlazni naponi su u granicama tehni\u010dkih specifikacija. Sinusni napon je \u010dist i bez izobli\u010denja. Skala instrumenta je doista vrlo precizna i mo\u017eemo se pouzdati u obilje\u017eene vrijednosti kod namje\u0161tanja izlazne frekvencije. Stabilizacija amplitude na najni\u017eim frekvencijama traje sekundu ili dvije, dok se na vi\u0161im frekvencijama stabilizacija posti\u017ee i br\u017ee od toga. Mogli bi zaklju\u010diti da je stabilizacija amplitude pomo\u0107u specijalnih termistora ne\u0161to br\u017ea nego sa \u017earuljicama. No, kad se sve zbroji i oduzme, razlike izme\u0111u jednostavnih oscilatora baziranih na Wienovom mostu koje smo do sada testirali i ovog Levell-ovog RC oscilatora TG200M, nisu toliko velike da bi to opravdalo znatno slo\u017eeniju konstrukciju sklopa. Simetri\u010dno napajanje ima svoje prednosti, no treba uzeti u obzir da \u0107e i najmanje razlike napona izme\u0111u pozitivne i negativne grane napajanja imati utjecaj na centriranje izlazne amplitude (offset). Najve\u0107a prednost ovog RC oscilatora je sna\u017eno linearno poja\u010dalo na izlazu kojim se dobiva efektivni napon signala na izlazu od preko 7 V u \u010ditavom frekvencijskom opsegu. Regulacija frekvencije samo otpornicima (fiksnim i promjenjivim) svakako daje \u0161ire mogu\u0107nosti odabira jeftinih komponenti niskih tolerancija u kriti\u010dnim RC mre\u017eama oscilatora, no opet ponavljamo, kvaliteta izlaznih signala iz ure\u0111aja istih godi\u0161ta baziranima na Wienovom mostu koje smo do sada testirali, pa \u010dak i onih sa elektronskim cijevima, ne zaostaje zna\u010dajno za ovim primjerkom RC oscilatora sa ne\u0161to, uvjetno re\u010deno, naprednijim rje\u0161enjem.<\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n<\/a><\/p>\n