簡單可靠RC信號產生器製作－老音響資料庫/蘇桑部落格

一、線路概述

　　此線路稱為Sulzer「T」式低週信號產生器,與一般Wien-Bridge低周信號產生器不同。第一是它的頻率選擇線路,採「T」式電橋。第二是它的頻率選擇線路位於負回授網路上。第三是它的振幅穩定線路位於正回授網路上。第二和第三兩點和Wien-Bridge方式正好相反。其方塊圖如圖一。頻率選擇線路之計算公式為:

f=1/√R1 R2 C1 C2

　　為了適用一般雙連可變電阻器,上式R1=R2,假定選用100K歐姆的雙連可變電阻,而信號產生器的最低振盪頻率為20Hz,且選定C1=10C2,則按上是計算C1≒0.22,若希望刻度盤轉動一週時的頻率變化為10倍時,應將雙連可變電阻串上10K的固定電阻。倍率檔自然是10倍,僅需將C1與C2逐檔除以10即可。讀者們如能買到100K以下的雙連可變電阻則更好,因為可以使用較大的電容,而不必擔心潛佈電容影響到頻率選擇網路的正確性。不管使用的雙連可變電阻的阻值多大,有一點務必記住的是,其連動誤差必須盡量小,其原因讀者在調整時自會明白。

二、製作與調整

　　圖二為完成之線路,圖四為原寸大小之PCB與零件位置圖,讀者參考此二圖依樣畫葫蘆即可。

調整與零件之選擇,方是本線路成敗之關鍵。幾乎任何NPN PNP的電晶體都可適用,只要耐壓25V以上,Hfe能在200左右,Complementary Pairs(含穩壓線路的輸出電晶體)的耐電流300mA以上,Pc 500mW大致可矣。裝配完成之後,先調整VR2使正負電壓正確相等,在未調整電壓之前,鎢絲燈砲暫時可以不接,以防燒燬,待電壓調整正確後再接入。

將VR開至最大,並以示波器觀看輸出點之波形,假如波形有Clip現象時,(如圖三)係正回授太大,應將RE阻值減小。如波形不出現,則為正回授不足,應將RE阻值加大。假如波形已是很好的正弦波,則將雙連可變電阻自頭至尾轉動一週,頻率應能隨之而變,並且在任何頻率下,波形都不應遭到Clipping,否則應再度修正RE之數值。線路上所載之RE值僅供參考之用,隨使用之鎢絲燈規格之不同,RE值互異。在本線路中使用3V 18mA之燈泡,RE值以68Ω為最恰當。假如,不論RE值如何調整,波形消失與Clipping都無法避免,則毛病出在雙連可變電阻的連動誤差太大,唯有另換一支較好的。假如消失與Clipping接不發生,何妨再接上VTVM測其振幅,在雙連可變電阻轉動一週的任何位置,振幅間的偏差希望能在1dB以內。大抵而言,在不發生Clipping的條件下,盡量增加RE值,可以減少振幅偏差。又有些時候,將串於雙連可變電阻之兩枚電阻,數值選得不完全一樣,對振幅的偏差量反倒可以減少。羅哲將一枚20K(三支腳的)半固定電阻,代用此二固定電阻,(PCB應另外修改),以補正雙連可變電阻之連動誤差,可使振幅偏差量降至0.5dB左右。如果雙連可變電阻的連動誤差實在太大的話,任何補正和調整都是無效的。某一檔調整完畢後,應換別檔看看,換檔之後振幅應當保持不變,若振幅改變的話,則是各檔的C1與C2比值不一樣的緣故,應做修正,方法是並聯一些小電容上去,務使換檔時振幅不致有太大的偏差。或在C1或在C2,讀者一面焊接,一面觀看VTVM的讀數,即可領會。

三、後　　記

　　使用雙連可變電阻之RC信號產生器,大概要算是最簡易的一種了,但是連動誤差太大是它的致命傷。如果讀者們對於信號產生器的振幅偏差量,和失真度不以為意的話,這種線路還算堪用。如果對以上兩項比較苛求的話,只有改用雙連可變電容,以其連動誤差較小。但是一般雙連可變電容的容量,總在數百PF之譜,要想使振盪頻率低達20Hz,則「T」是網路中的R1與R2需高達數十個MΩ,振盪放大器的輸入阻抗要求更高。在高阻抗的情況下,交流線、雜音等情況很容易發生,製作上便要困難多了。羅哲正在進行這樣子的線路,預計可在下期發表。

　　這一期的線路,嚴格的說,還不算最簡單,假如讀者們只為調整放大器之須,而不在乎振幅偏差量與失真情況的話,羅哲可以提供更簡單的線路,當然不是只能產生固定頻率的那一種。

　　羅哲進入電子業界工作,將近六年,前三年專注放大器之設計,因此對放大器之測試儀器──信號產生器與失真儀──也連帶發生興趣,對於放大器,本刊的作者們多有宏論,因此樂得在此坐享其成,專挑一些比較少受人注意的冷門題目做做。後兩年則轉而對於揚聲器系統與空間音響如試聽室之設計及其所使用之儀器感到興趣,因此也很希望能擁有一部對發掃描信號產生器,早先發表的以電晶體仿8038的功能,則為此期之副產物,線本刊白金弘先生已致力於斯,因此想,再度坐享其成,轉而試試空間音響的測試儀器,例如房間內殘響時間的測試,粉紅色噪音產生器,1/3 Octave Band-Pass Filter,對數壓縮──放大器等等,讀者同好們如有簡單實用之線路,何妨利用本刊來個技術交流?