Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов

Принцип построения импульсных генераторов на ОУ

В предыдущих статьях я рассказывал об импульсных генераторах с различной формой импульсов, выполненных на транзисторах. Для простых устройств их, возможно, применять, но для создания сложных устройств с регулировкой различных параметров их схемы оказываются неоправданно трудоёмкими в настройке и разработке. Поэтому для упрощения схемотехнической реализации применяют генераторы импульсов в основе, которых лежат операционные усилители.

В общем случае для получения импульсов различной формы требуется замкнутая система, которая состоит из трёх основных частей: интегратора, компаратора и логической схемы.

Блок-схема генератора колебаний различной формы.

Хотя схема состоит из трех частей, но довольно часто в простых генераторах применяют один-два операционных усилителя. Для повышения гибкости и универсальности схем генераторов можно добавлять дополнительные ОУ.

Первой рассматриваемым генератором будет мультивибратор, то есть генератор прямоугольных импульсов.

Простой функциональный генератор сигналов генератор сигналов DDS ZK-CLOCK (TL082)

Низкочастотный генератор синусоидального сигнала шагом регуляции 1-10000 Гц поставляется в собранном виде. Синусоида — не единственный тип сигнала, генерируемый схемой. Усилитель имеет на выходе сигнал в виде меандра, треугольника, пилы, белого шума и ЭКГ. ОУ вносит минимальные искажения.

DDS генератор имеет два выхода: низкочастотный, работающий для частот от 1 до 65,534 кГц и высокочастотный. Диапазон — от 1 до 8 МГц.

На выходе DDS амплитуду можно регулировать от 0,5 мВ до 14 В, а постоянное напряжение смещения — от 0,5 до 5 В. На высокочастотном выходе всегда фиксированная амплитуда сигнала — 5 В и отсутствует возможность задавать смещение.

Выходное сопротивление ZK-CLOCK практически не нагружает входные цепи УНЧ, так как равно 20-200 Ом. При прекращении работы все предварительные настройки сохраняются. Блок питания имеется в комплекте, вместе с кабелем BNC-Alligator.

Простота управления TL082

Функциональный генератор на ОУ «прямой» регулировки частоты не имеет. Надо остановить его, подобрать частоту и снова запустить. Во избежание лишних нажатий, при выборе режимов, амплитуд и частот в приборе используется 5 кнопок и два регулятора. Напряжение питания — 7 — 9 В.

Печатная плата устройства выполнена из гетинакса достаточной толщины и позволяет избежать разрыва дорожек при ее случайном изгибании или монтаже. Дорожки покрыты прочным, непрозрачным лаком. Центральное размещение кнопок на передней панели генератора исключает его наклоны во время работы.

Высокочастотный и низкочастотный выходы расположены рядом, на углу модели. Этот момент также способствует удобству эксплуатации. В комплект устройсва входит корпус, адаптер и шнур для соединения выходов с тестируемым устройством.

Комментарии по пользованию

Прибор предназначен для работы с низкочастотными сигналами, не превышающими 20 кГц. На этой частоте становятся заметными небольшие, пилообразные колебания, вдоль линии синусоиды. При настройке высококачественных усилителей низкой частоты может случиться так, что они будут восприняты за искажения, вносимые усилителем. Следует учесть, что на частотах больших 14 кГц, прямоугольные импульсы имеют значительные «выбросы», как на фронте, так и на спаде. Их величина составляет 1,5 от амплитуды.

На высокочастотном входе имеется 4 фиксированные частоты: 1, 2, 4 и 8 МГц. С увеличением частоты происходит большее искажение формы прямоугольных импульсов и величина выбросов.

Оверклокинг

Особый интерес тактовый генератор процессора представляет для оверклокеров. К оверклокерам относят специалистов в области компьютерных технологий и просто любителей, стремящихся повысить производительность своей техники. В настоящее время оверклокинг доступен даже простым пользователям. Для изменения настроек компонентов компьютера иногда достаточно просто зайти в BIOS.

Прежде всего необходимо ответить на вопрос: за счет чего будет повышаться производительность? Здесь все очень просто. Производители компьютерных комплектующих для повышения надежности своих компонентов закладывают в них технологический запас. Именно этот запас и привлекает любителей выжать максимум из своего компьютера.

Одним из способов разгона компьютера будет замена кварцевого резонатора на кристалл, имеющий более высокую частоту. Или, например, можно убрать дополнительные элементы в виде делителей частоты из схемы генератора.

В современных компьютерах генераторы, как правило, реализуются на одной интегральной схеме. Значения тактовой частоты и множителя процессора, как уже было отмечено выше, можно изменить непосредственно из BIOS.

Начинающие оверклокеры нередко задаются вопросом, как определить модель тактового генератора. Программными средствами это сделать невозможно. Остается только открывать системный блок и искать генератор визуально.

С другой стороны, программным способом определяется модель материнской платы (AIDA64, Everest и другие). Затем для данной модели ищется подробная инструкция, а в ней вполне возможно будет найти информацию о названии генератора. А как узнать для тактового генератора значение тактовой частоты, установленное по умолчанию, и значение после разгона? Эти сведения также можно почерпнуть из инструкции для материнской платы.

Генератор с триггером

Триггером называют устройство, которое отвечает за передачу сигнала. На сегодняшний день они продаются однонаправленные или двухнаправленные. Для генератора подходит только первый вариант. Устанавливается вышеуказанный элемент возле адаптера. При этом пайку необходимо проделывать только после тщательной зачистки всех контактов.

Непосредственно адаптер можно выбрать даже аналогового типа. Нагрузка в данном случае будет небольшой, а уровень отрицательного сопротивления при удачной сборке не превысит 5 Ом. Параметр возбуждения колебаний с триггером в среднем составляет 5 мс. Основную проблему генератор импульсов имеет такую: повышенная чувствительность. В результате с блоком питания выше 20 В указанные устройства работать не способны.

Модели с конденсаторами РР5

Генератор высоковольтных импульсов с указанными конденсаторами можно встретить довольно часто. При этом использоваться он способен даже с блоками питания на 15 В. Пропускная способность его зависит от типа адаптера

В данном случае важно определиться с резисторами. Если подбирать полевые модели, то адаптер целесообразнее устанавливать именно бесконденсаторного типа

В том случае параметр отрицательного сопротивления будет находиться в районе 3 Ом.

Стабилитроны в данном случае используются довольно часто. Связано это с резким понижением уровня предельной частоты. Для того чтобы ее выровнять, стабилитроны подходят идеально. Устанавливаются они, как правило, возле выходного порта. В свою очередь, резисторы лучше всего припаивать возле адаптера. Показатель колебательного возбуждения зависит от емкости конденсаторов. Рассматривая модели на 3 пФ, отметим, что вышеуказанный параметр никогда не превысит 6 мс.

Перейдем от теории к практике

   Собирал генератор Тесла в корпус от АТХ. Конденсатор по питанию 1000 мкф 400в. Диодный мост из того же АТХ на 8А 600В. Перед мостом поставил резистор 10 Вт 4,7 Ом. Это обеспечивает плавный заряд конденсатора. Для питания драйвера поставил трансформатор 220-12В и еще стабилизатор с конденсатором 1800 мкФ.

   Диодные мосты прикрутил на радиатор для удобства и для отвода тепла, хотя они почти не греются.

   Прерыватель собрал почти навесом, взял кусок текстолита и канцелярским ножом вырезал дорожки.

   Силовая была собрана на небольшом радиаторе с вентилятором, позже выяснилось, что этого радиатора вполне достаточно для охлаждения. Драйвер смонтировал над силовой через толстый кусок картона. Ниже фото почти собранной конструкции генератора Тесла, но находящейся на проверке, измерял температуру силовой при различных режимах (видно обычный комнатный термометр, прилепленный к силовой на термопласту).

   Тороид катушки собран из гофрированной пластиковой трубы диаметром 50 мм и обклеенным алюминиевым скотчем. Сама вторичная обмотка намотана на 110 мм трубе высотой 20 см проводом 0,22 мм около 1000 витков. Первичная обмотка содержит аж 12 витков, сделал с запасом, дабы уменьшить ток через силовую часть. Делал с 6 витками в начале, результат почти одинаков, но думаю не стОит рисковать транзисторами ради пары лишних сантиметров разряда. Каркасом первички служит обычный цветочный горшок. С начала думал что не будет пробивать если вторичку обмотать скотчем, а первичку поверх скотча. Но увы, пробивало… В горшке конечно тоже пробивало, но здесь скотч помог решить проблему. В общем готовая конструкция выглядит так:

   Ну и несколько фоток с разрядом

   Теперь вроде бы все.

Как выглядят низкочастотные генераторы сигналов?

Стандартные низкочастотные генераторы сигналов синусоидальной формы представлены в виде небольшого короба, на передней панели имеется экран. С его помощью производится контроль колебаний и регулировки. В верхней части экрана имеется текстовое поле – это своеобразное меню, в котором присутствуют разные функции. Управление может производиться кнопками и переменными резисторами. На экране указывается вся информация, необходимая при работе.

Амплитуда и смещение сигнала регулируются при помощи кнопок. Новейшие образцы приборов оснащаются выходами, посредством которых можно произвести запись всех результатов на флеш-накопитель. Для изменения частоты дискретизации в генераторах синусоидального сигнала применяются специальные регуляторы. Благодаря им пользователь может очень быстро осуществить синхронизацию. Обычно внизу, под экраном, располагается кнопка включения, а рядом с ней выходы генератора.

Самодельные приборы

Можно сделать низкочастотные генераторы сигналов своими руками из подручных средств. Основная часть любого генератора – это селектор (англ. select – выбор). В любой конструкции он рассчитан на несколько каналов. В стандартных конструкциях применяется не более двух микросхем. Этого для реализации простейших приборов оказывается достаточно. Идеально подойдут для изготовления генераторов микросхемы из серии КН148. Что касается преобразователей, то они используются только аналоговые.

В некоторых случаях допускается использовать персональный компьютер в качестве генератора сигналов. Своими руками можно сделать небольшой переходник – он устанавливается на выходе звуковой карты. Сигнал снимается с выхода и используется для тестирования аппаратуры. На ПК устанавливается программа, которая будет управлять звуковой картой. Недостаток такой конструкции – слишком узкий диапазон частот, поэтому его нельзя использовать при тестировании некоторых приборов.

Генераторы синусоидального сигнала

Синус – это наиболее распространенная форма низкочастотного сигнала генераторов. Он необходим для тестирования большей части аппаратуры. В конструкции применяются самые простые микросхемы. Они вырабатывают сигнал, который преобразовывается операционным усилителем. Чтобы производить регулировку сигналов, необходимо в схему включить переменные или постоянные резисторы. От типа используемых сопротивлений зависит, ступенчато или плавно будет осуществляться регулировка.

Генераторы синусоидального сигнала широко применяются для настройки не только радиоаппаратуры, но и высокочастотной техники – инверторов, блоков питания, преобразователей частоты для асинхронных двигателей и т. д. Эта техника позволяет производить преобразование исходного синуса бытовой сети (частота 50 Гц). Причем частота увеличивается в десятки раз – до 100 МГц. Это необходимо для нормальной работы импульсного трансформатора.

Низкочастотные генераторы сигналов

Такие конструкции применяются для настройки и тестирования аудиоаппаратуры

Если обратить внимание на схему простейшего низкочастотного генератора сигналов, то можно увидеть, что в нем устанавливаются переменные резисторы – с их помощью производится корректировка формы и величины сигнала. Чтобы осуществить изменение величины импульса, можно использовать модулятор серии КК202

Сигнал в этом случае должен генерироваться через конденсаторы.

Низкочастотный генератор сигналов используется для настройки любой аудио аппаратуры – проигрывателей, усилителей звуковой частоты и т. д. В качестве такого генератора можно использовать персональный компьютер (даже старый ноутбук подойдет). Это бюджетный вариант, который не потребует больших затрат, если в наличии имеется старенький компьютер. Достаточно установить последнюю версию драйверов, программу для работы со звуковой картой и сделать переходник для подключения к аппаратуре.

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.

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.

Устройство с симметричными импульсами

Сделать простой генератор импульсов такого типа можно только с использованием инверторов. Адаптер в такой ситуации лучше всего подбирать аналогового типа. Стоит он на рынке намного меньше, чем бесконденсаторная модификация

Дополнительно важно обращать внимание на тип резисторов. Многие специалисты для генератора советуют подбирать кварцевые модели. Однако пропускная способность у них довольно низкая

В результате параметр возбуждения колебаний никогда не превысит 4 мс. Плюс к этому добавляется риск перегрева адаптера

Однако пропускная способность у них довольно низкая. В результате параметр возбуждения колебаний никогда не превысит 4 мс. Плюс к этому добавляется риск перегрева адаптера.

Учитывая все вышесказанное, целесообразнее использовать полевые резисторы. Пропускная способность в данном случае будет зависеть от их расположения на плате. Если выбирать вариант, когда они устанавливаются перед адаптером, в этом случае показатель возбуждения колебаний может дойти до 5 мс. В противной ситуации на хорошие результаты можно не рассчитывать. Проверить генератор импульсов на работоспособность можно просто подсоединив блок питания на 20 В. В результате уровень отрицательного сопротивления обязан находиться в районе 3 Ом.

Чтобы риск перегрева был минимальным, дополнительно важно использовать только емкостные конденсаторы. Регулятор в такое устройство устанавливать можно

Если рассматривать поворотные модификации, то как вариант подойдет модулятор серии ППР2. По своим характеристикам он на сегодняшний день является довольно надежным.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ JUNTEK MHS-5200A

Характеристики генератора сигналов
Количество каналов 2
Диапазон частот 0,01 Гц — 25 МГц
Частота дискретизации 200 МВыб / с
Глубина записи 2048 точек
Форма сигналов синусоидальная, прямоугольная, треугольная, пилообразная, TTL, произвольные сигналы
Синусоидальный сигнал до 25 МГц
Прямоугольный сигнал до 6 МГц
Треугольный сигнал до 6 МГц
Пилообразный сигнал до 6 МГц
TTL цифровой сигнал до 6 МГц
Амплитуда выходного сигнала 5 мВ — 20 В
Ток выходного сигнала до 50 мА
Амплитуда выходного сигнала ± 10 В
Выходное сопротивление 50 Ом (± 10%)
Характеристики частотомера и счетчика
Диапазон частоты 0,1 Гц — 60 МГц
Период 20 нс — 20 с
Длительность положительного/отрицательного импульса 10 нс — 10 с
Рабочий цикл 0,1% — 99,9%
Диапазон измерения 0 — 4294967295
Диапазон входного напряжения 0,5 — 20 В
Диапазон измерения вход Ext. IN (AC сигнал), вход TTL IN (цифровой сигнал)
Общие характеристики
Дисплей LCD 1602
Интерфейс USB, скорость 57600, протокол — командная строка
Питание DC 5 В, 2 А
Габариты 240 х 240 х 120 мм
Вес нетто 542 г
Комплектация генератор сигналов JUNTEK MHS-5200A — 1 шт
USB кабель — 1 шт
блок питания — 1 шт
BNC кабель — 2 шт
TTL плата расширения — 1 шт
диск с ПО — 1 шт
Совместимость Двухканальный усилитель мощности сигнала JUNTEK DPA-1698 Усилитель мощности сигнала генератора JUNTEK DPA-2698

Генератор сигналов произвольной формы MHS-5200A работает с помощью DDS technology- технологии прямого цифрового синтеза, которая производит высокоточный сигнал. Генератор используется для моделирования электронных схем, симуляции сигналов и датчиков. Оснащен высокоскоростным микропроцессором и имеет высокую производительность. Двухканальный генератор имеет интуитивно понятный интерфейс: вам не придется долго разбираться в настройках и схемах, можно сразу приступать к работе. Стабильный, многофункциональный генератор отличается удобством и надежностью. Заслуженно пользуется высоким спросом среди профессионалов и любителей.

Обзорная таблица

Модель MHS-5200A (25 МГц) MHS-5200P+ (25 МГц) с усилителем 300мА (0-5МГц) MHS-5200P (25 МГц) с усилителем 1А (0-80КГц) MHS-5200P (6 МГц) с усилителем 1А (0-80КГц)
Количество каналов 2
Полоса пропускания (синус) 25 МГц 6 МГц
Частота дискретизации 200 МВыб/с
Вертикальное разрешение 12 бит
Длина записи 2048 точек
Амплитуда выходного сигнала 5 мВ — 20 В 15 мВ — 15 В
Сила тока выходного сигнала до 50 мА
Выходное сопротивление 50 Ом (+/-10%)
Формы сигнала синусоидальная, прямоугольная, треугольная, пилообразная, TTL, произвольные сигналы
Диапазон частот:
Синусоидальная от 0 Гц до 25 МГц от 0 Гц до 6 МГц
Прямоугольная от 0 Гц до 6 МГц
Треугольная от 0 Гц до 6 МГц
Пилообразная от 0 Гц до 6 МГц
TTL цифровой сигнал от 0 Гц до 6 МГц
Интерфейсы передачи данных USB, скорость 57600, протокол — командная строка
Встроенный частотомер и счетчик + + + +
Усилитель + + +
Полоса пропускания (усилитель) до 5 МГц до 80 КГц
Максимальный выходной ток 300 мА 1 А 1 А
Максимальная выходная мощность 4,5 Вт * 2 15 Вт * 2
Питание DC 5 В 2 А
Дисплей двухстрочный текстовый ЖК
Габариты 180 мм x 190 мм x 72 мм

Статьи:Инструкция по эксплуатации MHS-5200A двухканальный DDS генератор (рус.)
Видеообзоры:
Видеообзор генератора сигналов MHS 5200A 25 МГц от магазина Суперайс

Видеообзор генератора сигналов MHS-5200A от наших друзей из Паяльник TV

Где применяется генератор частоты на Ардуино

Роль частотного генератора в мире электроники – настройка и определение технической характеристики тактов сигнальных волн. Другое применение – для регулировки узлов и элементов приемников, передающих радио-колебания.

Кроме того, генератор импульсов, построенный на Ардуино, используют как модулятор или источник питания для устройств, которые обладают измерительными свойствами.

Частотные измерители могут изменять выходные сигналы с определенным скачком.

Поэтому устройства с такими свойствами играют немаловажную роль в конструировании электронных приборов. Перечислим другие значительные функции Ардуино-генератора:

  1. Поиск расположения мест, где можно проложить кабели и трубопроводы. Причем поисковая работа проводится на дальних расстояниях.
  2. Поисковые работы для находки мультичастотной технологии с помощью процесса излучения сразу нескольких частотных волн.
  3. Создание аналоговых синтезаторов. Синтезирующие устройства применяются для сборки электронных устройств без использования множества блоков. Все сигнальные волны мелькают между разными блоками строго по стандартам.

Принцип действия «классического» двухтранзисторного мультивибратора

Схема может находиться в одном из двух нестабильных состояний и периодически переходит из одного в другое и обратно. Фаза перехода очень короткая относительно длительности нахождения в состояниях благодаря глубокой положительной обратной связи, охватывающей два каскада усиления.

Пусть в состоянии 1 Q1 закрыт, Q2 открыт и насыщен, при этом C1 быстро заряжается током открытого базового перехода Q2 через R1 и Q2 почти до напряжения питания, после чего при полностью заряженном C1 через R1 ток прекращается, напряжение на C1 равно (ток базы Q2)·R2, а на коллекторе Q1 — напряжению питания.

При этом напряжение на коллекторе Q2 невелико (равно падению напряжения на насыщенном транзисторе).

C2, заряженный ранее в предыдущем состоянии 2 (полярность по схеме), медленно разряжается через открытый Q2 и R3. При этом напряжение на базе Q1 отрицательно и этим напряжением он удерживается в закрытом состоянии. Запертое состояние Q1 сохраняется до того, пока C2 не перезарядится через R3 и напряжение на базе Q1 не достигнет порога его отпирания (около +0,6 В). При этом Q1 начинает приоткрываться, напряжение его коллектора снижается, что вызывает начало запирания Q2, напряжение коллектора Q2 начинает увеличиваться, что через конденсатор C2 ещё больше открывает Q1. В результате в схеме развивается лавинообразный регенеративный процесс, приводящий к тому, что Q1 переходит в открытое насыщенное состояние, а Q2 наоборот полностью запирается.

Далее колебательные процессы в схеме периодически повторяются.

Длительности нахождения транзисторов в закрытом состоянии определяются постоянными времени для Q2 — T2 = С1·R2, для Q1 — T1 = C2·R3.

Номиналы R1 и R4 выбираются намного меньшие, чем R3 и R2, чтобы зарядка конденсаторов через R1 и R4 была быстрее, чем разрядка через R3 и R2. Чем больше будет время зарядки конденсаторов, тем положительней окажутся фронты импульсов. Но отношения R3/R1 и R2/R4 не должны быть больше, чем коэффициенты усиления соответствующих транзисторов, иначе транзисторы не будут открываться полностью.

Частота мультивибратора

Длительность одной из двух частей периода равна

t=ln⁡2⋅RC{\displaystyle t=\ln 2\cdot RC}

Длительность периода из двух частей равна:

T=t1+t2=ln⁡2⋅R2C1+ln⁡2⋅R3C2{\displaystyle T=t_{1}+t_{2}=\ln 2\cdot R_{2}C_{1}+\ln 2\cdot R_{3}C_{2}}

f=1T=1ln⁡2⋅(R2C1+R3C2)≈10.693⋅(R2C1+R3C2){\displaystyle f={\frac {1}{T}}={\frac {1}{\ln 2\cdot (R_{2}C_{1}+R_{3}C_{2})}}\approx {\frac {1}{0.693\cdot (R_{2}C_{1}+R_{3}C_{2})}}},

где

  • f — частота в Гц,
  • R2 и R3 — величины резисторов в омах,
  • C1 и C2 — величины конденсаторов в фарадах,
  • T — длительность периода (в данном случае, сумма двух частей периода).

В особом случае, когда

  • t1 = t2 (50 % цикл),
  • R2 = R3,
  • C1 = C2,

f=1T=1ln⁡2⋅2RC≈0.721RC{\displaystyle f={\frac {1}{T}}={\frac {1}{\ln 2\cdot 2RC}}\approx {\frac {0.721}{RC}}}

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.

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.

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.

Texas Instruments CD4070B CD4077B CD40106B

Михаил Шустов, г. Томск

Приведена схема генератора прямоугольных импульсов с независимой регулировкой частоты от 1 до 10 кГц и коэффициента заполнения от 0 до 100%

Проблема создания генераторов импульсов с независимым регулированием частоты следования импульсов и их скважности (или коэффициента заполнения), несмотря на ее актуальность, до последнего времени оставалась трудно разрешимой. На Рисунке 1 приведен один из вариантов генератора с независимой регулировкой частоты и скважности, работающего в диапазоне частот от 1 до 10 кГц

Сам генератор выполнен на элементе DD1.1 КМОП микросхемы CD40106. Его частотные характеристики задаются RC-элементами: конденсатором С1 и совокупностью резисторов и потенциометров R1–R5. При помощи потенциометра R5 можно плавно менять частоту генерации. Резистор R4 ограничивает ее верхнее значение

На Рисунке 1 приведен один из вариантов генератора с независимой регулировкой частоты и скважности, работающего в диапазоне частот от 1 до 10 кГц. Сам генератор выполнен на элементе DD1.1 КМОП микросхемы CD40106

Его частотные характеристики задаются RC-элементами: конденсатором С1 и совокупностью резисторов и потенциометров R1–R5. При помощи потенциометра R5 можно плавно менять частоту генерации. Резистор R4 ограничивает ее верхнее значение.

Рисунок 1.
Генератор с независимой регулировкой частоты и скважности.

Цепочка R1–R3 подключена параллельно цепочке R4, R5, но не влияет на частоту генерации. С движка потенциометра R2 сигнал пилообразной формы, снимаемый с конденсатора С1, поступает на вход порогового элемента DD1.2, формируя регулируемый по длительности сигнал на его выходе. С выходов элементов DD1.1 и DD1.2 сигналы поступают на входы элемента «Исключающее ИЛИ» DD2.1 микросхемы CD4070 (или «Исключающее ИЛИ-НЕ») микросхемы CD4077. В итоге на выходе устройства коэффициент заполнения можно регулировать в пределах от 0 до 100% вне зависимости от частоты. Пределы регулировки этого коэффициента задаются ограничивающими резисторами R1 (нижняя граница) и R3 (верхняя граница диапазона).

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD4070B
  2. Datasheet Texas Instruments CD4077B
  3. Datasheet Texas Instruments CD40106B

На английском языке: Rectangular Pulse Generator with Independent Frequency and Duty Cycle Control

5 предложений от 5 поставщиков
CMOS Quad Exclusive-OR and Exclusive-NOR Gate

ВартаРоссия CD4070BTexas Instruments16,75 ₽Купить
МосЧипРоссия CD4070B/Harrisпо запросуКупить
TradeElectronicsРоссия CD4070B—-CALLREPHarrisпо запросуКупить
T-electronРоссия и страны СНГ CD4070BTexas Instrumentsпо запросуКупить
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.

Публикации по теме

  • Схемы Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты биполярных импульсов
  • Форум Обсуждение: Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов
  • Схемы Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов
  • Схемы Генератор импульсов с независимой регулировкой фазы
  • Форум Обсуждение: Генератор импульсов с независимой регулировкой фазы

Модель прямоугольных импульсов с регулятором

На сегодняшний день генератор прямоугольных импульсов с регуляторами является довольно распространенным. Для того чтобы у пользователя была возможность настраивать предельную частоту устройства, необходимо использовать модулятор. На рынке производителями они представлены поворотного и кнопочного типа. В данном случае лучше всего остановиться на первом варианте. Все это позволит более тонко проводить настройку и не бояться за сбой в системе.

Устанавливается модулятор в генератор прямоугольных импульсов непосредственно на адаптер. При этом пайку необходимо производить очень аккуратно. В первую очередь следует хорошо прочистить все контакты. Если рассматривать бесконденсаторные адаптеры, то у них выходы находятся с верхней стороны. Дополнительно существуют аналоговые адаптеры, которые часто выпускаются с защитной крышкой. В этой ситуации ее необходимо удалить.

Для того чтобы у устройства была высокая пропускная способность, необходимо резисторы устанавливать попарно. Параметр возбуждения колебаний в данном случае обязан находиться на уровне 4 мс. Как основную проблему генератор прямоугольных импульсов (схема показана ниже) имеет резкое повышение рабочей температуры. В данном случае следует проверить отрицательное сопротивление бесконденсаторного адаптера.

Генераторы с конденсаторами РР2

Складывается генератор высоковольтных импульсов с конденсаторами данного типа довольно просто. На рынке найти элементы для таких устройств не составляет никаких проблем

Однако важно подобрать качественную микросхему. Многие с этой целью приобретают многоканальные модификации

Однако стоят они в магазине довольно дорого по сравнению с обычными типами.

Транзисторы для генераторов подходят больше всего однопереходные. В данном случае параметр отрицательного сопротивления не должен превышать 7 Ом. В такой ситуации можно надеяться на стабильность работы системы. Чтобы повысить чувствительность устройства, многие советуют применять стабилитроны. При этом триггеры используются крайне редко. Связано это с тем, что пропускная способность модели значительно снижается. Основной проблемой конденсаторов принято считать усиление предельной частоты.

В результате смена фазы происходит с большим отрывом. Чтобы наладить процесс должным образом, необходимо вначале работы настроить адаптер. Если уровень отрицательного сопротивления находится на отметке 5 Ом, то предельная частота устройства должна составлять примерно 40 Гц. В результате нагрузка с резисторов снимается.

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector