Ó už zase ty svítící obdélníky

 aneb tohle je fakt bizár. Že se v časopisu Praktická Elektronika člověk může nadát lecčehos, to je známá a stará věc. Ovšem to, co jsem dnes našla v loňském (2025) dubnovém čísle, je už fakt bizár master level. Jako beru, že je to aprílové vydání, ale nepřipadá mi, že by to někdo myslel jako vtip. Jakýsi 1kHz oscilátor, no budiž. Hned na začátku článku:

Oscilátorem je generován nesinusový signál blízký obdélníkovému se střídou 1 : 1, který kromě základní harmonické obsahuje převážně liché vyšší harmonické. Pásmovou propustí zařazenou za oscilátor se na výstup generátoru přenáší jen základní harmonická signálu z oscilátoru, zatímco vyšší harmonické jsou potlačovány. Proto je na výstupu propusti téměř čistě sinusový signál s harmonickým zkreslením menším než 1 %.
 

Při pohledu na schema:

 Jako obdélník? A z tohoto? No to asi ne, soudruzi. O kousek dál se ovšem dočtu:

Signál na výstupu OZ IO1A je podobný obdélníkovému se střídou 1 : 1, avšak vlivem selektivity Wienova článku má šikmé hrany a oblé vrcholy. Díky tomu, že kmitočet signálu je určován Wienovým článkem a rozkmit signálu diodami D1 a D2, jsou kmitočet i rozkmit signálu téměř nezávislé na velikosti napájeeho napětí generátoru.

Jako fakt nevím co autor bere, nevím, co berou v redakci, ale měli by si toho brát půlku, nedělá jim to dobře.  Kdybyste to náhodou nevěděli, tak v časopisu ARadio, Praktická elektronika má obdélník šikmé hrany a oblé vrcholy. Tak teda konečně vím jak vypadá pravý český autentický a uvědomělý obdélník…

Sranda stranou, tohle fakt není vtipné. Přidám k tomu trochu kontextu:

Poměrem odporu rezistorů: R2 a R1 je v uzavřené smyčce kladné zpětné vazby u OZ nastaveno zesílení větší než 1, aby se oscilátor po zapnutí napájecího napětí rozkmital.

Když kmity na výstupu OZ dosáhnou velikosti, při které se začnou otevírat diody D1 a D2 antiparalelně připojené k R2, začnou být vrcholy kmitů ořezávány a zesílení v uzavřené smyčce kladné zpětné vazby u OZ se začne zmenšovat. Velikost kmitů s oboustranně symetricky ořezanými vrcholy se pak ustálí na velikosti, při které je zesílení základní harmonické generovaného signálu v uzavřené smyčce kladné zpětné vazby rovno jedné.

Signál na výstupu OZ IO1A je podobný obdélníkovému se střídou 1 : 1, avšak vlivem selektivity Wienova článku má šikmé hrany a oblé vrcholy. Díky tomu, že kmitočet signálu je určován Wienovým článkem a rozkmit signálu diodami D1 a D2, jsou kmitočet i rozkmit signálu téměř nezávislé na velikosti napájecího napětí generátoru.

Signál z výstupu OZ IO1A je veden do RC pásmové propusti s OZ 101B. Kmitočtová charakteristika této propusti má průběh ve tvaru zvonu a odpovídá kmitočtové charakteristice propusti s paralelním rezonančním LC obvodem. 

Není R1,R2 náhodou v záporné zpětné vazbě? No pochopitelně že je, stejně jako ty dvě antiparalelní diody. 

Začátek druhého odstavce je relativně přesný, v momentě, kdy se začne otevírat jedna z těch antiparalelních diod, se proudem přes ní začne „přemosťovat“ poměrně veliký R2, čímž klesne útlum záporné zpětné vazby, tato začne zesilovač více „dusit“ a tudíž musí klesat jeho zisk. Tohle navíc bude úměrné výstupnímu napětí, tohle je přesně to, co tvaruje výstup a současně to stabilizuje výstupní napětí oscilátoru. Jenže se to děje v záporné zpětné vazbě, nikoliv v kladné, kterou je autor viditelně stejně posedlý stejně jako obdélníky.

Třetí odstavec obsahuje něco, čemu jednoduše nerozumím: „Vlivem selektivity wienova článku“… Vlivem selektivity wienova článku máme mít na výstupu sinusovku. A budeme ji tam při vhodně velkém zesílení (3×) mít. Pak si tam radostně plete kladnou a zápornou zpětnou vazbu a v závěru se dozvíme, že amplituda signálu bude nezávislá na velikosti napájecího napětí, což by ale byla i v případě, že by se zisk toho oscilátoru pokrotil ve zpětné vazbě vhodně zvolenou kombinací R1,R2 při vypuštění D1,D2. 

Naprosto kouzelný je ovšem čtvrtý odstavec. První věta je to jediné, co je v něm správně, ano, je to RC propust.  Pro mne je důležitější ovšem ta podtržená část — autor si totiž myslí, že stvořil gyrator, kterým vysochal z rezistoru a kondenzátoru cívku. Pokud na tom schematu změníte pár čar, opravdu se vám z toho něco takového vylíhne, potíž je v tom, že to, co vyrobil, je dolní propust. A ano, dolní propustí potlačí zkreslení, které si tam tou diodovou radostí vnesl, tedy doufám, nezkoumala jsem na jakém kmitočtu se začne lámat její charakteristika. Ano, C3 a C4 jsou v serii, tato kombinace je paralelně k R7, což tvoří horkou část děliče ve zpětné vazbě, studenou část tvoří seriová kombinace R6, R10. Kudy do toho injektujete signál je veskrze jedno, neb tak činíte přes gigantický R5, který je násobně větší než studená strana děliče zpětné vazby, takže to ničím tahat nebude. C3, C4 od určitého kmitočtu začnou přemosťovat R7, čímž poleze nahoru zisk v záporné zpětné vazbě, což začne zesilovač tlumit, čili se to bude chovat jako dolní propust.

 Kuriozní je též způsob, kterým si vytváří „střed“ napájecího napětí, to hned z několika důvodů. Předně. R8≠R9, takže střed jaxi nemůže být na středu. Druhý problém je v tom, že R8 a R9 jsou vzhledem k proudům, které do/ze středu potečou, obrovské, čili ten střed musí zákonitě cestovat, což je patrně důvod, proč se R8≠R9. No a aby mu to celý ten bazmek nerozbilo, střídavě ten střed uzemnil přes C6. Poznámka. Pokud si tímto způsobem potřebujete vyrobit střed napájecího napětí a máte na vstupu nějaký filtrační kondenzátor (v tomto případě C5), je výhodné tento složit ze seriové kombinace dvou stejných a střed potom posadit mezi ty kondenzátory. Stačí vám potom kondenzátory na poloviční napětí, střed vyrovnáte pomocí dvou shodných rezistorů a celé to bude držet výrazně lépe než tady ty odporové děliče podložené kondenzátorem do jedné strany. A pokud vám do toho středu tečou výrazně menší proudy než do celého zařízení a tato konfigurace nedává smysl, udělejte alespoň střídavé uzemění toho středu do obou stran napájecího napětí, vyhnete se spoustě problémů. 

Co k tomu dodat? Jako já nevím, ten časopis není úplně levný.  Ještě přidávám scan z toho časopisu, protože tohle chci mít opravdu podložené.