Схема управляемого генератора импульсов

Схемы простых генераторов импульсов

Генераторы импульсов являются важной составляющей многих радиоэлектронных устройств.

Простейший генератор импульсов

Простейший генератор импульсов (мультивибратор) может быть получен из двух-каскадного УНЧ (рис. 1). Для этого достаточно соединить вход усилителя с его выходом.

Рис. 1. Простейший генератор импульсов — мультивибратор, схема.

Рабочая частота такого генератора определяется значениями R1C1, R3C2 и напряжением питания.

Схемы мультивибраторов

На рис. 2, 3 показаны схемы мультивибраторов, полученные простой перестановкой элементов (деталей) схемы, изображенной на рис. 1. Отсюда следует, что одну и ту же простейшую схему можно изобразить различными способами.

Рис. 2. Схема мультивибратора на транзисторах.

Рис. 3. Схема мультивибратора на транзисторах с небольшой перестановкой деталей на схеме.

Использование мультивибраторов

Практические примеры использования мультивибратора приведены на рис. 4, 5.

схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов

Рис. 4. Схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов.

На рис. 4 показана схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов, включенных в качестве нагрузки в цепи коллекторов. Вращением ручки потенциометра R3 можно управлять соотношением длительностей свечения светодиодов левой и правой ветвей.

Если увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, частота генерации понизится, светодиоды начнут мигать. При уменьшении емкости этих конденсаторов частота генерации возрастает, мелькание светодиодов сольется в сплошное свечение, яркость которого будет зависеть от положения ручки потенциометра R3.

На основе подобного схемного решения могут быть собраны разнообразные полезные конструкции, например, регулятор яркости светодиодного фонарика; игрушка с мигающими глазами; устройство плавного изменения спектрального состава источника излучения (разноцветные светодиоды или миниатюрные лампочки и светосуммирую-

Генератор переменной частоты - схема

Рис. 5. Генератор переменной частоты — схема.

Генератор переменной частоты (рис. 5) конструкции В. Цибульского позволяет получать плавно изменяющееся со временем по частоте звучание [Р 5/85-54]. При включении генератора его частота возрастает с 300 до 3000 Гц за 6 сек (при емкости конденсатора C3 500 мкФ).

Изменение емкости этого конденсатора в ту или иную сторону ускоряет или, напротив, замедляет скорость изменения частоты. Плавно изменять эту скорость можно и переменным сопротивлением R6.

Для того чтобы этот генератор мог выполнять роль сирены, или быть использованным в качестве генератора качающейся частоты, можно предусмотреть схему принудительного периодического разряда конденсатора C3. Такие эксперименты можно рекомендовать для самостоятельного расширения познаний в области импульсной техники.

Управляемый генератор

Управляемый генератор прямоугольных импульсов показан на рис. 6 [Р 10/76-60]. Генератор также представляет собой двухкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью. Для упрощения схемы генератора достаточно соединить эмиттеры транзисторов конденсатором.

Управляемый генератор прямоугольных импульсов - схема

Рис. 6. Управляемый генератор прямоугольных импульсов — схема.

Емкость этого конденсатора определяет рабочую частоту генерации. В данной схеме для управления частотой генерации в качестве управляемой напряжением емкости использован варикап. Увеличение запирающего напряжения на варикапе приводит к уменьшению его емкости. Соответственно, как показано на рис. 7, возрастает рабочая частота генерации.

Рис. 7. Как возрастает рабочая частота генерации.

Варикап, в порядке эксперимента и изучения принципа работы этого полупроводникового прибора, можно заменить простым диодом. При этом следует учитывать, что германиевые точечные диоды (например, Д9) имеют очень малую начальную емкость (порядка нескольких пФ), и, соответственно, обеспечивают небольшое изменение этой емкости от величины приложенного напряжения.

Кремниевые диоды, особенно силовые, рассчитанные на большой ток, а также стабилитроны, имеют начальную емкость 100. 1000 пФ, поэтому зачастую могут быть использованы вместо варикапов. В качестве варикапов можно применить и р-n переходы транзисторов.

Для контроля работы, сигнал с генератора (рис. 6) можно подать на вход частотометра и проверить границы перестройки генератора при изменении величины управляющего напряжения, а также при смене варикапа или его аналога. Рекомендуется полученные результаты (значения управляющего напряжения и частоту генерации) при использовании разного вида варикапов занести в таблицу и отобразить на графике (см., например, рис. 7). Отметим, что стабильность генераторов на RC-элементах невысока.

Схемы генераторов световых и звуковых импульсов

На рис. 8, 9 показаны типовые схемы генераторов световых и звуковых импульсов, выполненные на транзисторах различного типа проводимости. Генераторы работоспособны в широком диапазоне питающих напряжений.

Схема генератора световых импульсов, собранного на транзисторах

Рис. 8. Схема генератора световых импульсов, собранного на транзисторах.

Первый из них вырабатывает короткие вспышки света частотой единицы Гц, второй — импульсы звуковой частоты. Соответственно, первый генератор может быть использован в качестве маячка, светового метронома, второй — в качестве звукового генератора, частота колебаний которого зависит от положения ручки потенциометра R1. Эти генераторы можно объединить в единое целое.

Схема генератора звуковых импульсов собранного на транзисторах

Рис. 9. Схема генератора звуковых импульсов собранного на транзисторах.

Для этого достаточно один из генераторов включить в качестве нагрузки другого, либо параллельно ей. Например, вместо цепочки из светодиода HL1, R2 или параллельно ей (рис. 8) можно включить генератор по схеме на рис. 9. В итоге получится устройство периодической звуковой или светозвуковой сигнализации.

Генератор импульсов с пьезокерамическим излучателем

Генератор импульсов (рис. 10), выполненный на составном транзисторе (п-р-п и р-п-р), не содержит конденсаторов (в качестве частотозадающего конденсатора использован пьезокерамический излучатель BF1).

Генератор работает при напряжении от 1 до 10 Б и потребляет ток от 0,4 до 5 мА. Для повышения громкости звучания пьезокерамического излучателя его настраивают на резонансную частоту подбором резистора R1.

Генератор импульсов с пьезокерамическим излучателем

Рис. 10. Генератор импульсов с пьезокерамическим излучателем.

Генератор релаксационных колебаний

На рис. 11 показан достаточно оригинальный генератор релаксационных колебаний, выполненный на биполярном лавинном транзисторе.

Генератор содержит в качестве активного элемента транзистор микросхемы К101КТ1А с инверсным включением в режиме с «оборванной» базой. Лавинный транзистор может быть заменен его аналогом (см. рис. 1).

Устройства (рис. 11) часто используют для преобразования измеряемого параметра (интенсивности светового потока, температуры, давления, влажности и т.д.) в частоту при помощи резистивных или емкостных датчиков.

Генератор релаксационных колебаний - схема

Рис. 11. Генератор релаксационных колебаний — схема.

При работе генератора конденсатор, подключенный параллельно активному элементу, заряжается от источника питания через резистор. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения пробоя активного элемента (лавинного транзистора, динистора или т.п. элемента), происходит разряд конденсатора на сопротивление нагрузки, после чего процесс повторяется с частотой, определяемой постоянной RC-цепи.

Резистор R1 ограничивает максимальный ток через транзистор, препятствуя его тепловому пробою. Времязадающая цепь генератора (R1C1) определяет рабочую область частот генерации.

В качестве индикатора звуковых колебаний при качественном контроле работы генератора используют головные телефоны. Для количественной оценки частоты к выходу генератора может быть подключен частотомер или счетчик импульсов.

Устройство работоспособно в широком интервале изменения параметров: R1 от 10 до 100 кОм (и даже до 10 МОм), С1 — от 100 пФ до 1000 мкФ, напряжения питания от 8 до 300 В. Потребляемый устройством ток обычно не превышает одного мА.

Возможна работа генератора в ждущем режиме: при замыкании базы транзистора на землю (общую шину) генерация срывается. Преобразователь-генератор (рис. 11) может быть использован и в режиме сенсорного ключа, простейшего Rx-и Сх-метра, перестраиваемого широкодиапазонного генератора импульсов и т.д.

Генераторы импульсов на лавинных транзисторах

Генераторы импульсов (рис. 12, 13) также выполнены на лавинных транзисторах микросхемы К101КТ1 типа п-р-п или К162КТ1 типа р-п-р, динисторах, или аналогах динисторов и лавинных транзисторов (см. рис. 1).

Схема генератора импульсов на лавинных транзисторах К101КТ1

Рис. 12. Схема генератора импульсов на лавинных транзисторах К101КТ1.

Генераторы работают при напряжении питания выше 9 Б и вырабатывают напряжение треугольной формы. Выходной сигнал снимается с одного из выводов конденсатора.

Входное сопротивление следующего за генератором каскада (сопротивление нагрузки) должно в десятки раз превышать величину сопротивления R1 (или R2). Низкоомную нагрузку (до 1 кОм) можно включать в коллекторную цепь одного из транзисторов генератора.

Схема генератора импульсов на лавинных транзисторах К162КТ1

Рис. 13. Схема генератора импульсов на лавинных транзисторах К162КТ1.

Генераторы импульсов с использованием индуктивной обратной связи

Довольно простые и часто встречающиеся на практике генераторы импульсов (блокинг-генераторы) с использованием индуктивной обратной связи показаны на рис. 14 [А. с. СССР 728214], 15 и 16.

Читайте также  Схема устройство ацетиленового генератора

Генератор импульсов с использованием индуктивной обратной связи - схема

Рис. 14. Генератор импульсов с использованием индуктивной обратной связи — схема.

Такие генераторы обычно работоспособны в широком диапазоне изменения напряжения питания. При сборке блокинг-генераторов необходимо соблюдать фазировку выводов: при неправильном подключении «полярности» обмотки генератор не заработает.

Схема блокинг-генератора на транзисторе

Рис. 15. Схема блокинг-генератора на транзисторе.

Рис. 16. Схема блокинг-генератора на транзисторе КТ315 с минимумом деталей.

Подобные генераторы можно использовать при проверке трансформаторов на наличие межвитковых замыканий: никаким иным методом такие дефекты не могут быть выявлены.

Схема управляемого генератора импульсов

Вариант простейшего генератора (мультивибратора) показан на рис. 1.30а. Схема имеет два динамических состояния. В первом из них, когда на выходе D1.1 состояние лог. «1» (выход D1.2 лог. «0»), конденсатор С1 заряжается. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор=0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог. «О», D1.2 — «1». В этом состоянии происходит перезаряд емкости (разряд) током обратного направления. При достижении напряжения на С1 Unop происходит возврат схемы в первое динамическое состояние. Диаграмма напряжений поясняет работу. Резистор R2 является ограничительным, и его сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, а чтобы он не влиял на расчетную частоту, номинал резистора R1 выбираем значительно больше R2 (R2<0,01R1). Ограничительный резистор (R2) иногда устанавливают последовательно с конденсатором. При использовании неполярного конденсатора С1 длительность импульсов (tи) и пауза (tо) будут почти одинаковыми: tи=to=0,7R1C1. Полный период T=1,4R1C1. Резистор R1 и конденсатор С1 могут находиться в диапазоне 20 к0м. 10 МОм; 300 пф. 100 мкФ.

При использовании в схеме (рис. 1.30б) двух инверторов микросхемы К561ЛН2 (они имеют на входе только один защитный диод) перезаряд конденсатора будет происходить от уровня Uпит+Unop. В результате чего симметрич-
ность импульсов нарушается tи=1,1R1C1, to=0,5R1C1, период T=1,6R1C1.

Генераторы импульсов Packet131.jpg

Рис. 1.30. Генератор импульсов на двух инверторах

Генераторы импульсов Packet132.jpg

Рис 1.31. Генератор импульсов с раздельной установкой длительности
импульса и паузы между ними

Генераторы импульсов Packet133.jpg

Рис. 1.32. Генератор импульсов на трех инверторах

Так как порог переключения логических элементов не соответствует точно половине напряжения питания, чтобы получить симметричность импульсов, в традиционную схему генератора можно добавить цепь из R2 и VD1, рис. 1.-Ов. Резистор R2 позволяет подстройкой получить меандр (tи=to) на выходе генератора.

Схема на рис. 1.31 дает возможность раздельно регулировать длительность и паузу между импульсами: tи=0,8C1R1, to=0,8C1R2. При номиналах элементов, указанных на схеме, длительность импульсов около 0,1 с, период повторения 1 с.

Более стабильна частота у генераторов, выполненных на трех инверторах (Рис. 1.32). Процесс перезаряда С1 в сторону уменьшения напряжения на левой обкладке начинается от напряжения Uпит+Unop, в результате чего на это уходит больше времени tи=1,1C1R2. Полный период колебаний составит

На рис. 1.33 приведены схемы аналогичных генераторов, которые позволяют раздельно регулировать длительность и паузу между импульсами или при неизменной частоте регулировать скважность импульсов. Мультивибратор на основе триггера Шмитта показан на рис. 1.34.

Если требуется получить на выходе приведенных выше схем генераторов симметричные импульсы без подстройки, то после схемы необходимо ставить триггер или же воспользоваться схемой на трех инверторах, рис. 1.35. Элемент
D1.1 используется для создания второй цепи отрицательной обратной связи, охватывающей инвертор D1.2 (главную цепь обратной связи для сигнала образует резистор R5) Элемент микросхемы D1 1 работает в режиме с низким
коэффициентом усиления при замкнутой обратной связи подобно операционному усилителю работающему в линейной части характеристики В результате этого инвертированное пороговое напряжение инвертора D1 1 может быть просуммировано с напряжением отрицательной обратной связи и подано на вход

Генераторы импульсов Packet134.jpg

Рис 133 Генератор пмпульсов с раздельнои регулировкой
а) длительности импульсов и паузы между ними б) скважности импульсов

Генераторы импульсов Packet135.jpg

Рис 1 34 Генератор перекрывающихся импульсов

Генераторы импульсов Packet136.jpg

Рис 1 35 Генератор с симметричными импульсами на выходе

элемента D1. 2. Если соотношение R2/R1 равно отношению R3/R5 может быть получена полная компенсация ошибок обусловленных изменением пороговых напряжении элементов D1.1 и D1. 2 При этом предполагается, что все элементы схемы расположены в одном корпусе и их пороговые напряжения фактически равны Частота импульсов такой схемы определяется из соотношения F=1/R5C1 (она будет примерно в два раза выше по сравнению со схемой, показанной на рис. 1.30)

Симметричный мультивибратор можно выполнить на основе RS-триггере, рис 1.36. Вариант схемы на рис 1.31в позволяет резисторы R1 и R2 выби

Генераторы импульсов Packet137.jpg

Рис1.36 Симметричные мультивибраторы
а) на RS триггере с двумя конденсаторами, б) с одним конденсатором ,
в) с резисторами соединенными с источником питания , г) на двух RS триггерах

рать более низкоомными, потому что диоды разделяют цепь заряда от выходов триггера. Вторым преимуществом этой схемы является то, что она позволяет легко и независимо регулировать в определенных границах период и скважность генерируемых импульсов. Скважность можно регулировать линейно, если R1 и R2 объединить в один потенциометр, а период — если общий конец R1 и R2 соединить с источником питания через потенциометр.

С целью уменьшения количества дискретных элементов предложена схема мультивибратора на двух RS-триггерах, рис. 1.36г.

Генераторы импульсов Packet138.jpg

Рис. 1.37 Автогенератор на основе двух логических элементов

Генераторы импульсов Packet139.jpg

Рис. 1 38. Автогенератор на двух одновибраторах

Симметричный мультивибратор можно выполнить на двух ЛЭ, рис. 1 37 или одновибраторах, рис. 1.38. Это также позволяет иметь раздельную регулировку длительности импульсов и интервала между ними.

Простейшие схемы симметричных мультивибраторов приведены на рис. 1.39. При этом, если R1=R2, R3=R4, С1=С2, полный период определяется из соотношения Т=1,4RC.

Генератор с малым потреблением энергии можно выполнить на двух ключах микросхемы К561КТ-, рис. 1.40. После включения напряжения питания оба ключа разомкнуты. Конденсатор С1 разряжен, поэтому напряжения на нем нет

Генераторы импульсов Packet140.jpg

Рис 1 39 Симметричные мультивибраторы

-арядный ток от источника питания протекает через последовательно включенные резисторы R1 и R2. Так как R1>R2, напряжение на резисторе R2 не достигнет порога срабатывания ключа D1.2, а в дальнейшем, по мере уменьшения зарядного тока, это напряжение стремится к 0. В то же время по мере накопления заряда на конденсаторе напряжение на выводе D1/12 экспоненциально возрастает. Когда оно достигнет порога срабатывания ключа D1.1, соединится цепь между выводами 11 и 10, что приведет к срабатыванию ключа D1.2. Сразу пос-
ле замыкания обоих ключей нижняя обкладка конденсатора С1 подключается к шине «+» питания. -аряд, накопленный ранее на конденсаторе, не может измениться мгновенно, поэтому напряжение на D1/12 скачком возрастает до уровня, превышающего Uпит на величину, равную порогу срабатывания ключа D1.1. После этого напряжение на С1 начинает уменьшаться с постоянной времени, равной C1R1R3/(R1+R3), и стремится достичь уровня, задаваемого делителем напряжения на резисторах R1, R3. В процессе перезаряда конденсатора напря-
жение на С1 уменьшится до порога размыкания ключа D1.1. В результате развивается лавинообразный процесс размыкания обоих ключей. Для защиты

Генераторы импульсов Packet141.jpg

Рис. 1.40. Генератор импульсов с повышенной нагрузочной способностью

Генераторы импульсов Packet142.jpg

Рис. 1.41. Простейшие схемы мультивибраторов с кварцевой
стабилизацией частоты

ключа D1.2 от отрицательного выброса напряжения в схему вводится диод. После размыкания ключей конденсатор начинает заряжаться через последовательно включенные резисторы R1 и R2 — описанные выше процессы повторяются.

При заданной емкости конденсатора длительность паузы t2 между импульсами регулируется резистором R1, однако изменение длительности паузы подбором резистора R1 приводит и к изменению длительности импульса t1. По-
этому, чтобы установить нужную длительность импульса, не меняя паузу, необходимо воспользоваться резистором R3. Регулирование параметров импульсов осуществляется в широких пределах, при этом отношение t1/t2 может быть как меньше, так и больше 1.

Относительно всех автогенераторов на МОП микросхемах можно отметить, что если схема мультивибратора не симметрична, то возрастает ее чувствительность к изменению питающего напряжения (для микросхем 561-ой
серии период может меняться на 35% при изменении Uпит от 3 до 15 В), поэтому расчетные соотношения справедливы для максимального напряжения питания.

Читайте также  Схема цифровых генераторов белого шума

Генераторы импульсов Packet143.jpg

Рис. 1.42. Схемы обеспечивающие повышенную стабильность частоты при
изменении окружающей температуры в широком диапазоне

При стабилизированном питании, изменение длительности импульсов мультивибраторов и частоты в генераторах на RC-цепях обычно не лучше 1% на 15 ° С (в случае применения термостабильных конденсаторов). Большую стабиль-
ность частоты можно получить, используя кварцевую стабилизацию. На рис. 1.41 и 1.42 приведены типовые схемы построения таких генераторов. Для небольшой подстройки частоты иногда последовательно с кварцевым резонато-
ром устанавливают конденсатор 10. 100 пФ. Частота импульсов и их стабильность в этом случае у генератора задается параметрами кварцевого резонатора.

Генераторы на миросхемах ТТЛ

При конструировании устройств на цифровых микросхемах нередко возникает задача построения генератора прямоугольных импульсов с теми или иными характеристиками. Данная статья призвана помочь конструктору-любителю подобрать схему задающего генератора той или иной степени сложности и необходимых характеристик.

Схема, представленная на рисунке 1 собрана на трех элементах микросхемы 155 ЛА3 и работает в режиме автогенератора благодаря задержке распространения сигнала через элементы. Для простой логики серии 155 время задержки одного элемента равно 20 нс, следовательно частота генератора, собранного на трех элементах будет примерно равна 8 МГц.

Для уменьшения частоты генерации число элементов нужно увеличить, учитывая, что количество их должно быть нечетным. Вход Упр. служит для управления работой генератора (высокий уровень разрешает работу схемы, низкий запрещает). Если управление генерацией не требуется, то управляющий вывод нужно подключить к плюсу источника питания через резистор 1 Ком или соединить его со вторым входом этого же элемента (по схеме нижний вход D1.1).

Классическая схема простейшего генератора с времязадающей цепью изображена на рис.2. Собрать его можно практически на любых элементах с инверсией (НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ), частота следования выходных импульсов зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивления R1. Стоит учитывать, что при увеличении сопротивления R1 более 470 Ом, генерация будет неустойчивой. При номиналах R1= 300 Ом и С1=0.047 мкФ частота генерации будет составлять примерно 10 кГц.

Схема, изображенная на рис.3 содержит еще два элемента, один из которых (D1.3) служит для более устойчивой работы генератора, а другой (D1.4) используется в качестве буферного для улучшения формы выходного сигнала. При указанных на схеме номиналах R1 и емкости конденсатора 0.047 мкФ частота следования импульсов будет равна 10 КГц.

Частоту генерации мультивибратора на ТТЛ микросхемах несложно изменять не только номиналами сопротивления и емкости, но и изменением напряжения. На схеме, представленной на рис.4 управляющее напряжение подается на вход Упр. и может изменяться от нуля до напряжения питания микросхемы. При увеличении напряжения на входах у элементов быстрее наступает порог срабатывания в процессе перезаряда конденсаторов, а значит и увеличивается частота генерации.

Во всем диапазоне изменения напряжения зависимость «управляющее напряжение/частота» практически линейная. При емкости частотозадающих конденсаторов С1 и С2 равной 0.1 мкФ, частоту мультивибратора можно регулировать в диапазоне 1-8 кГц, а при 1000 пФ – 120 – 750 кГц. Скважность сигнала несложно изменять разницей в номиналах конденсаторов. Сигалы на выходах 1и 2 будут в противофазе, здя улучшения формы сигнала имеет смысл добавить на выходы еще по одному инвертору ( к примеру, неиспользуемые элементы D1.3 и D1.4).

Схема генератора, частоту и скважность которого можно оперативно менять с помощью переменных резисторов, изображена на рис. 5. При указанных на схеме номиналах резисторов и емкости конденсатора С1=0.1 мкФ скважность можно изменять от 1.5 до 3 (резистором R2), а частоту от 8 до 25 кГц (R1). Для другого диапазона частот придется изменить емкость конденсатора С1.

Особенность управляемого генератора импульсов, изображенного на рис.6 состоит в том, что длительность последнего генерируемого импульса не зависит от времени окончания управляющего сигнала. Когда бы сигнал Упр. не исчез, генератор в любом случае отработает период до конца. Достигнуто это тем, что один из входов управляющего элемента D1.1 подключен к выходу мультивибратора, собранного на элементах D1.2 – D1.4.

Запускается мультивибратор низким уровнем на входе Упр. и если в процессе работы генератора этот сигнал пропадет (станет высоким), то благодаря обратной связи (выход D1.4 – вход D1.1) мультивибратор остановится только тогда, когда отработает период полной длительности и уровень на его выходе не станет низким. В дополнение частоту генератора можно плавно изменять переменным резистором R2 (при указаных на схеме номиналах от от 4 до 25 кГц).

Обычно при построении генераторов на ТТЛ микросхемах используются резисторы небольшого номинала и потому емкости времязадающих конденсаторов получаются относительно большими, а диапазон регулировки частоты невелик. Увеличить диапазон регулировки до 200 раз можно, включив во времязадающую цепь транзистор с достаточно большим входным сопротивлением, как изображено на рис.7. При изменении емкости времязадающего конденсатора от 10 мкФ до 20 пФ, среднюю частоту генератора можно изменять от долей герца до нескольких МГц.

Еще одна схема, но уже с полевым транзистором, позволяет с помощью резистора R1 изменять частоту генератора в 50 000 раз (рис.8). Кроме того, высокое входное сопротивление затвора полевого транзистора позволяет получать низкую частоту генерацию при относительно небольшой емкости времязадающего конденсатора. К примеру, при указанных на схеме номиналах и максимальном значении R1 частота генерации составит примерно 0.5 Гц. Вполне очевидно, что для плавного изменения частоты в таком большом диапазоне, желательно, чтобы резистор R1 был многооборотным.

Все вышеописанные мультивибраторы не отличаются высокой стабильностью частоты, которая зависит от напряжения питания, температуры окружающей среды и еще целого ряда факторов, поэтому в случаях, когда к стабильности генерируемой частоты предъявляются высокие требования, в схему вводятся кварцевые резонаторы, работающие на необходимой частоте (рис.9). Строя подобные генераторы, следует иметь в виду, что приближение генерируемой частоты к граничной частоте переключения элементов, ухудшает форму сигнала, приближая ее форму к синусоидальной.

Генератор импульсов с независимой регулировкой длительности и скважности

Генератор импульсов с независимой регулировкой длительности и скважности и возможностью сгенерировать заданное число импульсов в пачке от 1 до 256 в режиме одиночного запуска или последовательности пачек. Частота генератора при данных RC цепях приблизительно от 1 МГц до единиц герц. В любом из режимов возможна регулировка параметров импульсов. Кроме того есть возможность циклической генерации пачек с заданным количеством импульсов в пачке. В этом режиме есть возможность регулировать расстояние (задержку) между сформированными пачками.

Этот генератор отстраивался и испытывался отдельными узлами на макетных платах. После чего был собран воедино в единственном экземпляре . Теперь он честно трудится при проведении научных изысканий в Воронежском строительном институте на кафедре сварки.

Схема принципиальная генератора

Схему нарисовал достаточно информативно, дополнив диаграммами ключевых процессов, потому надеюсь в понимании принципа работы вопросов возникнуть не должно.

В верхней части схемы на к155аг3 собран собственно сам генератор с раздельной регулировкой длительности и скважности импульсов. В режиме формирования пачки, число импульсов в пачке формируется и определяется DIP-переключателями S1-S8. НО это число в двоичном коде. Т.е. если нужно 2 импульса, то надо замкнуть переключатель S2. Если нужно 5 импульсов в пачке- замкнуть S1 и S3 . И так далее. Максимальное число импульсов определяется количеством счетчиков, и в данной схеме это 256.

В нижней части схемы на к155аг3 собран узел формирования временного расстояния между пачками.Задержка плавно регулируется переменным резистором

Теперь про перемычки.

  1. Перемычка "калибровка генератора". Если ее снять,то задающий генератор "отвязывается" от схемы и работает как простой генератор прямоугольных импульсов с регулируемыми длительностью и скважностью.
  2. Перемычка "однократный запуск пачки". Для однократного запуска пачки нужно снять перемычку и нажать одноименную кнопку. По нажатию кнопки на выходе генератора сформируется пачка из заданного количества импульсов с заданными длительностью и скважностью.

Если обе перемычки установлены, то генератор после нажатия кнопки "старт пачек" будет выдавать непрерывные пачки импульсов.

Читайте также  Схема установки ремня генератора газель 405 евро 3 с гуром

Схема получилась очень надежной и стабильной.Фронты не подрезаются,что было одним из условий техзадания. Кроме того, ее можно гибко наращивать и оптимизировать. В первом варианте генератора использовались 2 мс 555. Но на частотах к 100 кГц первые два импульса в пачке "слипались" После чего и было принято решение перейти на к155аг3.

Простая транзисторная схема робота следующего по нарисованной линии. Без микроконтроллеров и дорогих деталей.

Электромагнитное реле — теория и практика применения. Обозначение, виды, основные параметры и правила эксплуатации.

Пайка SMD компонентов 1206, 0805, MELF, SO8, SO14, SO28, TQFP32 в домашних условиях обычным паяльником.

/>Генератор работает отлично. Думаю будет особенно полезен тем, кто исследует колебательные системы.

Если говорить о настройке и работе кратко, то сам генератор собран на двух половинках 155аг3 в верхней части схемы. Плюс 2 элемента 155ла3, которые служат буфером и инвертором.Но в принципе можно и без них.
Вся остальная часть схемы заточена на подсчет нужного количества импульсов и разрешения или запрета генерации.Поэтому сначала собираем и запускаем генератор, собраный на двух половинках 155аг3 из верхней части схемы.Вывод 10 пока висит в воздухе.Проверяем генерацию и регулировку длительности и скважности.
Потом собираем оставшуюся часть схемы и подключаем в соответствии со схемой к 10 выводу 155аг3 генератора
Суть работы ее таков. Когда генератор начинает генерить, счетчик подсчитывает импульсы и выдает на своих выходах двоичный код. Но двоичное число подается на логический элемент 8и-не 155ла2 через 8 переключателей, что дает нам возможность управлять процессом совпадений.
Когда счетчик отсчитает нужное вам число импульсов на выходе 155ла2 возникнет логическая 1 , которая обнулит триггер 155тм2.В связи с чем на прямом выходе (выв 5) триггера установится логический 0, что и остановит генератор после формирования пачки.А на инверсном (выв 6) соответственно логическая 1, которая обнулит счетчик. Это средняя часть схемы
В нижней части на еще одной 155аг3 собран узел, который заставляет генератор формировать непрерывные пачки импульсов с регулировкой времени между пачками
Вообще, если схема собрана без ошибок, она должна работать сразу и без настроек. Но все надо контролировать осциллографом

Схема управляемого генератора импульсов

Принципиальные электрические схемы генераторов
импульсов на транзисторах и интегральных микросхемах

Генераторы импульсов на транзисторах

Релаксационный генератор — симметричный мультивибратор на двух транзисторах [6]. Напряжение питания +U зависит от решаемой задачи и может составлять единицы — десятки вольт. Изменить полярность питающего напряжения можно, применяя транзисторы p-n-p. При R2 = R3 = R, C1 = C2 = C период следования импульсов на контактах "Выход" и "-Выход" равен 1.4 R C, а скважность (отношение длительности импульса к периоду следования импульсов) близка к 0.5 (длительность импульса равна длительности паузы). Сопротивление резисторов R1, R4 определяет нагрузочную способность генератора и может изменяться в широких пределах (десятки ом — десятки килоом). Сигналы на выходах "Выход" и "-Выход" находятся практически в противофазе. Скважность импульсов можно изменять, меняя соотношение R2 : R3 или C1 : C2.

Генераторы импульсов на ТТЛ-микросхемах (серии 133, 155, 531, 533, 555, 1531, 1533)

Генератор импульсов на трех элементах И-НЕ (четвертый элемент И-НЕ служит буфером, его можно не ставить), например, К155ЛА3. Вместо элементов И-НЕ могут быть использованы элементы ИЛИ-НЕ или инверторы. Частота следования импульсов при емкости конденсатора C1 = 0.047 мкФ составляет примерно 10 кГц. Может применяться в качестве задающего генератора.

Генератор импульсов на двух элементах И-НЕ, например, К155ЛА3. Вместо элементов И-НЕ могут быть использованы элементы ИЛИ-НЕ или инверторы. Для получения устойчивой генерации сопротивление резистора R1 должно быть меньше 470 Ом. Частота следования импульсов при R1 = 300 Ом, C1 = 0.1 мкФ составляет примерно 10 кГц. Может применяться в качестве задающего генератора.

Генератор импульсов на двух элементах И-НЕ, например, К155ЛА3. Вместо элементов И-НЕ могут быть использованы элементы ИЛИ-НЕ или инверторы. Для получения устойчивой генерации сопротивление резисторов R1, R2 может быть примерно по 470 Ом. Частота следования импульсов при R1 = R2 = 470 Ом и C1 = 0.1 мкФ составляет примерно 6 кГц. Может применяться в качестве задающего генератора. Отсоединив один из входов элемента DD1 от другого, можно с его помощью управлять генерацией ("пуск-останов").

Генератор импульсов — симметричный мультивибратор на двух элементах И-НЕ, например, К155ЛА3. Вместо элементов И-НЕ могут быть использованы элементы ИЛИ-НЕ или инверторы. Частота следования импульсов при R1 = R2 = 4.7 кОм и C1 = C2 = 0.1 мкФ составляет примерно 2.5 кГц. Для улучшения формы выходных импульсов могут использоваться буферные элементы.

Генератор импульсов на трех инверторах (например, К155ЛН1) с кварцевой стабилизацией частоты. Частота кварцевого резонатора ZQ1 — единицы мегагерц. Может применяться в качестве задающего генератора импульсов для микроконтроллеров и других устройств, когда требуется высокая стабильность частоты.

Генераторы импульсов на КМОП-микросхемах (серии 176, 561, 1554, 1561)

Генератор импульсов на трех инверторах с минимальным количеством навесных элементов (один конденсатор). Частота следования импульсов на контакте "Выход" при емкости конденсатора C1 = 0.1 мкФ составляет несколько килогерц. Может применяться в качестве задающего генератора в устройствах, не предъявляющих высоких требований к стабильности частоты. Вместо инверторов могут быть использованы элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ с объединенными входами.

Генератор импульсов на трех элементах ИЛИ-НЕ (например, К561ЛЕ5) с минимальным количеством навесных элементов (один конденсатор) и функцией "пуск — останов". Частота следования импульсов на контакте "Выход" при емкости конденсатора C1= 0.1 мкФ составляет несколько килогерц. Когда уровень напряжения на входе "Стоп" равен единице, генерация импульсов прекращается. Может применяться в качестве задающего генератора в устройствах, не предъявляющих высоких требований к стабильности частоты. По аналогичной схеме может быть построен генератор на элементах И-НЕ. Тогда прекращение генерации будет происходить при нулевом уровне напряжения на входе 'Стоп".

Генератор импульсов на двух элементах ИЛИ-НЕ, например К561ЛЕ5 (или двух элементах И-НЕ, или двух инверторах). Частоту следования импульсов можно изменять, изменяя емкость конденсатора C1. При R1 = 36 кОм, C1 = 180 пФ частота следования импульсов на выходе "OUT" приблизительно равна 100 кГц. Один из входов микросхемы DD1 можно отсоединить от другого и подавать на него сигнал управления генерацией ("пуск-останов").

Генератор импульсов на двух элементах ИЛИ-НЕ (например, К176ЛЕ5) с кварцевой стабилизацией частоты. В качестве кварца может быть использован часовой кварц на частоту 32768 Гц. Вместо элементов ИЛИ-НЕ могут быть применены элементы И-НЕ или инверторы. Величина резистора R1 подбирается для обеспечения стабильной работы генератора на заданной частоте. Может применяться в качестве задающего генератора для устройств, в которых требуется высокая стабильность рабочей частоты.

Генератор импульсов со скважностью 0.5 (длительность импульса равна длительности паузы). При R1 = 36 кОм, C1 = 180 пФ частота следования импульсов на выходах "OUT" и "-OUT" приблизительно равна 50 кГц. Сигналы на выходах "OUT" и "-OUT" находятся в противофазе.

Генератор двух противофазных последовательностей импульсов с паузой [3]. Пауза равна длительности импульса. Может использоваться в качестве задающего генератора для импульсных полумостовых преобразователей напряжения. Частота следования импульсов на выходах "OUT 1" и "OUT 2" приблизительно равна 25 кГц при R1 = 36 кОм, C1 = 180 пФ.

Генераторы импульсов на интегральном таймере 555 (КР1006ВИ1)

Генератор импульсов частотой 100 Гц на интегральном таймере КР1006ВИ1 (DA1). R1 = 6.8 кОм, R2 = 10 кОм, R3 = 680 Ом, C1 = 1 мкФ, C2 = 0.1 мкФ. Переменный резистор R1 служит для точной подстройки частоты импульсов. Напряжение питания (+E) до +15 В. Может применяться в качестве задающего генератора для преобразователей напряжения систем аварийного электропитания.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: