Frequentie-instellende elementen in ongedempte oscillatoren kunnen oscillerende circuits, RC-kettingen, kwarts- en keramische resonatoren en stemvorken zijn. We hebben ooit geprobeerd om stemvorkgeneratoren in horloges te gebruiken (type "tuning-clock" in Yandex, je zult veel interessante dingen ontdekken), omdat ze op geluidsfrequenties werken en geen verdelers nodig hebben. Maar toen was het mogelijk om de frequentieverdeler miniatuur en goedkoop te maken, daarom waren quartzhorloges wijdverbreid en werden stemvorken vergeten. De auteur van Instructables onder de bijnaam WilkoL besloot in de jaren zestig een stemvork te maken en aan te voelen als een experimentele horlogemaker. De stemvork is gemaakt door de meester, het wordt weergegeven in de onderstaande foto:
Van zijn handvat snijdt de meester de bal af en snijdt op het resterende deel de buitendraad, waarom - zie later. Om ongedempte oscillaties te verkrijgen, moet de toevoer van energie naar de stemvork van buitenaf worden gegarandeerd. Maar niet zo vreselijk, maar synchroon met de al bestaande fluctuaties, waarvoor we een feedbacksensor nodig hebben. De meester experimenteerde met wikkelingen, Hall-sensoren, maar elke keer ontving hij een parasitaire invloed van het magnetische veld van een elektromagneet die met een stemvork zwaaide. Uiteindelijk koos hij voor een optocoupler met open kanaal. Het ziet er zo uit:
Nu moet je alle componenten van de generator met elkaar verbinden: een feedbacksensor, een spanningsversterker, een eindversterker en een elektromagneet:
De IR-LED van de optocoupler wordt gevoed door een weerstand van 470 ohm. De fototransistorbelasting van dezelfde optocoupler is een weerstand van 2,2 kΩ. Via een condensator, die alleen de variabele component en de weerstand passeert, komt het signaal van de sensor de spanningsversterker binnen. De meester besloot om de MCP602-chip erin te gebruiken - een dubbele op-amp met single-field power. Ondanks het feit dat het duaal is, heeft het een koffer met acht afleidingen. Elk van de twee op-amps omvat drie conclusies, twee meer - plus stroom en een gemeenschappelijke draad, het was mogelijk om precies acht conclusies te halen. De eerste van de op-amps is inbegrepen als een inverterende versterker, de tweede als een Schmitt-trigger.
Na een spanningsversterker is een eindversterker nodig, deze is tweetraps, met directe verbinding en is gemaakt op discrete transistors. De belasting is een elektromagneet, waarvan de spoelgegevens niet worden weergegeven, alleen de actieve weerstand wordt aangegeven - 22 Ohm. Parallel daaraan heeft een elektromagneet een diode met omgekeerde polariteit nodig, die de meester besloot niet in te stellen.
De keten van twee diodes tussen de spannings- en vermogensversterkers is een drempelelement dat geen signalen verzendt met een spanning van minder dan 1 V. De weerstand daarna beperkt de basisstroom van de eerste transistor. In principe is het drempelelement na de Schmitt-trigger optioneel, het wordt voor het geval ingesteld. Dit alles maakte het mogelijk om de sleutel van de eindversterker te maken, zonder het koellichaam op de tweede transistor.
De master genereert de generator op een bord van het protboard, de optocoupler en de elektromagneet bevinden zich op stukken van hetzelfde bord, loodrecht op het hoofdbord. Om de stemvork te bevestigen, wordt een metalen hoek op het bord geschroefd en wordt een stemvork erop geschroefd voor de draad die eerder op het handvat is gesneden.
De aanpassing van de generator wordt gereduceerd tot de selectie van de positie van de optocoupler zodat bij een van de maxima van de amplitude van de stemvorkoscillaties het optische kanaal opent en in de andere sluit. De vorm van de gegenereerde oscillaties aan de uitgang van de Schmitt-trigger wordt weergegeven in de schermafbeelding van de oscilloscoop:
De stemvork is 1,5 Hz afgesteld onder de standaardfrequentie van 440 Hz. Dit kan worden opgelost met een bestand. De auteur was alleen geïnteresseerd in de stemvorkgenerator in zijn pure vorm; hij begon geen horloge te bouwen. De meest gebruikelijke manier om een generator aan een horloge te koppelen, is door een tandwiel te gebruiken met een zeer groot aantal kleine tanden. Het is zo gepositioneerd dat de stemvork bij elke trilling de tand het dichtst duwt en het wiel in een kleine hoek draait, waardoor de volgende tand naar de stemvork wordt gebracht. De stemvorkklokken hebben alleen een soepele loop, ze tikken niet, maar, afhankelijk van de resonantiefrequentie van de stemvork, zoemen of piepen ze.