Circuito generatore di onda quadra in attesa. Generatore di impulsi fai da te. Generatore di impulsi ad alta tensione. Figura 16.12. Rappresentazione schematica di un singolo vibratore

Questo dispositivo troverà applicazione in vari dispositivi di automazione per interrompere periodicamente la corrente nei circuiti di carico o per generare impulsi con durata e durata ampiamente variabili. Ciclo di lavoro a impulsi possono raggiungere diverse migliaia, il loro periodo di ripetizione e la durata sono di decine di secondi.

Quando la fonte di alimentazione è accesa (vedi diagramma), tutti i transistor Generatore sono chiusi, il condensatore C1 inizia a caricarsi attraverso il circuito VD1, R3, R H. Quando la tensione sull'emettitore del transistor VT1 diventa inferiore a quella alla base, si aprirà. Successivamente, si apriranno i transistor VT2 e VT3. Ora il condensatore C1 verrà scaricato attraverso il circuito VT2, R4, VT1. Dopo che il condensatore si è scaricato, i transistor si chiuderanno nuovamente e il processo si ripeterà.

Oltre a quello indicato, nel generatore viene introdotto un altro circuito di scarica per questo condensatore: VT3, R5, VD2. L'uso del transistor composito VT2VT3 consente di aumentare la resistenza del resistore R4, riducendo così l'influenza del circuito VT2, R4, VT1 sulla durata della scarica del condensatore C1. Allo stesso tempo, il generatore ha ricevuto numerosi vantaggi rispetto a quello originale; è diventato possibile regolare ampiamente la durata degli impulsi; è stata eliminata la dipendenza della durata degli impulsi dal periodo della loro ripetizione; forma migliorata degli impulsi di uscita; voltaggio praticamente ha cessato di influenzare i parametri della sequenza degli impulsi.

Il carico RH (lampada a incandescenza, LED, avvolgimento relè, ecc.) può essere collegato sia al cavo di alimentazione negativo che a quello positivo. Il transistor VT3 viene selezionato in base alla corrente consumata dal carico. Non ci sono requisiti speciali per gli altri elementi del generatore.

Con i valori degli elementi di temporizzazione indicati nel diagramma - C1, R3, R4, R5 - il periodo di ripetizione dell'impulso può essere regolato da 20 a 1500 ms e la loro durata - da 0,5 a 12 ms.

A. DRYKOV

I generatori di impulsi rettangolari sono utilizzati in molti dispositivi radioamatoriali: contatori elettronici, slot machine e sono ampiamente utilizzati durante l'installazione di apparecchiature digitali. Portiamo alla vostra attenzione una selezione di circuiti e progetti di generatori di impulsi rettangolari

L'ampiezza del segnale generato in tali generatori è molto stabile e vicina alla tensione di alimentazione. Ma la forma delle oscillazioni è molto lontana dall'essere sinusoidale: il segnale è pulsato e la durata degli impulsi e delle pause tra loro è facilmente regolabile. Gli impulsi possono facilmente assumere l'aspetto di un meandro quando la durata dell'impulso è uguale alla durata della pausa tra di loro.

Il tipo principale e diffuso di generatore di rilassamento è un multivibratore simmetrico con due transistor, il cui circuito è mostrato nella figura seguente. In esso, due stadi amplificatori standard sui transistor VT1 e VT2 sono collegati in una catena in serie, ovvero l'uscita di uno stadio è collegata all'ingresso dell'altro attraverso i condensatori di separazione C1 e C2. Determinano anche la frequenza delle oscillazioni generate F, o più precisamente, il loro periodo T. Ricordo che il periodo e la frequenza sono legati dalla semplice relazione

Se il circuito è simmetrico e i valori nominali delle parti in entrambi gli stadi sono gli stessi, la tensione di uscita avrà una forma a meandro.

Il generatore funziona in questo modo: subito dopo l'accensione, mentre i condensatori C1 e C2 non sono carichi, i transistor si trovano in una modalità di amplificazione “lineare”, quando una piccola corrente di base viene impostata dai resistori R1 e R2, determina la corrente del collettore Vst volte maggiore e la tensione sui collettori è leggermente inferiore alla tensione di alimentazione a causa della caduta di tensione sui resistori di carico R3 e R4. In questo caso, i minimi cambiamenti nella tensione del collettore (almeno dovuti alle fluttuazioni termiche) di un transistor vengono trasmessi attraverso i condensatori C1 e C2 al circuito di base dell'altro.

Supponiamo che la tensione del collettore VT1 sia leggermente diminuita. Questa variazione viene trasmessa attraverso il condensatore C2 al circuito di base VT2 e lo blocca leggermente. La tensione del collettore VT2 aumenta e questa modifica viene trasmessa dal condensatore C1 alla base VT1, viene sbloccata, la corrente del collettore aumenta e la tensione del collettore diminuisce ancora di più. Il processo avviene come una valanga e molto rapidamente.

Di conseguenza, il transistor VT1 è completamente aperto, la sua tensione di collettore non sarà superiore a 0,05...0,1 V e VT2 è completamente bloccato e la sua tensione di collettore è uguale alla tensione di alimentazione. Ora dobbiamo aspettare finché i condensatori C1 e C2 non si ricaricano e il transistor VT2 viene leggermente aperto dalla corrente che scorre attraverso il resistore di polarizzazione R2. Il processo simile a una valanga andrà nella direzione opposta e porterà alla completa apertura del transistor VT2 e alla completa chiusura di VT1. Ora è necessario attendere un altro mezzo periodo necessario per ricaricare i condensatori.

Il tempo di ricarica è determinato dalla tensione di alimentazione, dalla corrente attraverso i resistori Rl, R2 e dalla capacità dei condensatori Cl, C2. In questo caso si parla di “costante di tempo” delle catene Rl, C1 e R2, C2, corrispondente approssimativamente al periodo di oscillazione. Infatti, il prodotto della resistenza in ohm e della capacità in farad dà l'ora in secondi. Per i valori indicati nel diagramma di Figura 1 (360 kOhm e 4700 pF), la costante di tempo è di circa 1,7 millisecondi, il che indica che la frequenza del multivibratore si troverà nella gamma audio dell'ordine di centinaia di hertz. La frequenza aumenta all'aumentare della tensione di alimentazione e alla diminuzione dei valori nominali di Rl, C1 e R2, C2.

Il generatore descritto è molto senza pretese: puoi utilizzare quasi tutti i transistor e modificare i valori degli elementi entro un ampio intervallo. È possibile collegare telefoni ad alta impedenza alle sue uscite per ascoltare le vibrazioni sonore o persino un altoparlante: una testa dinamica con un trasformatore step-down, ad esempio un altoparlante per la trasmissione di un abbonato. In questo modo puoi organizzare, ad esempio, un generatore di suoni per imparare il codice Morse. La chiave telegrafica è posta nel circuito di alimentazione, in serie alla batteria.

Poiché nella pratica radioamatoriale sono raramente necessarie due uscite antifase di un multivibratore, l'autore ha deciso di progettare un generatore più semplice ed economico contenente meno elementi. Quello che è successo è mostrato nella figura seguente. Qui vengono utilizzati due transistor con diversi tipi di conduttività: p-p-p e p-n-p. Si aprono simultaneamente, la corrente di collettore del primo transistor funge da corrente di base del secondo.

Insieme, i transistor formano anche un amplificatore a due stadi, coperto dal PIC attraverso la catena R2, C1. Quando i transistor sono spenti, la tensione sul collettore VT2 (uscita 1 V) scende a zero, questa caduta viene trasmessa attraverso la catena PIC alla base VT1 e lo spegne completamente. Quando il condensatore C1 viene caricato a circa 0,5 V sulla piastra sinistra, il transistor VT1 si aprirà leggermente, la corrente lo attraverserà, causando ancora più corrente al transistor VT2; La tensione di uscita inizierà a salire. Questo aumento si trasmette alla base di VT1, facendolo aprire ancora di più. Si verifica il processo simile a una valanga sopra descritto, sbloccando completamente entrambi i transistor. Dopo un po 'di tempo necessario per ricaricare C1, il transistor VT1 si chiuderà, poiché la corrente attraverso il resistore di alto valore R1 non è sufficiente per aprirlo completamente e il processo simile a una valanga si svilupperà nella direzione opposta.

Il ciclo di lavoro degli impulsi generati, ovvero il rapporto tra la durata e le pause degli impulsi, è regolato dalla selezione dei resistori R1 e R2 e la frequenza di oscillazione dalla selezione della capacità C1. La generazione stabile alla tensione di alimentazione selezionata si ottiene selezionando il resistore R5. Può anche regolare la tensione di uscita entro determinati limiti. Quindi, ad esempio, con i valori indicati nel diagramma e una tensione di alimentazione di 2,5 V (due batterie a disco alcaline), la frequenza di generazione era di 1 kHz e la tensione di uscita era esattamente di 1 V. La corrente consumata dalla batteria era di circa 0,2 mA, che indica un'efficienza molto elevata del generatore.

Il carico del generatore R3, R4 è realizzato sotto forma di un divisore per 10, in modo che sia possibile rimuovere una tensione di segnale inferiore, in questo caso 0,1 V. Una tensione ancora inferiore (regolabile) viene rimossa dal motore a resistore variabile R4 . Questa regolazione può essere utile se è necessario determinare o confrontare la sensibilità dei telefoni, testare un ULF altamente sensibile applicando un piccolo segnale al suo ingresso e così via. Se tali compiti non sono impostati, il resistore R4 può essere sostituito con uno o un altro collegamento divisore costante (0,01 V) che può essere creato aggiungendo un altro resistore da 27 Ohm nella parte inferiore.

Un segnale rettangolare con bordi ripidi contiene un'ampia gamma di frequenze: oltre alla frequenza fondamentale F, anche le sue armoniche dispari 3F, 5F, 7F e così via, fino alla gamma delle radiofrequenze. Pertanto, il generatore può essere utilizzato per testare non solo apparecchiature audio, ma anche ricevitori radio. Naturalmente, l'ampiezza delle armoniche diminuisce all'aumentare della loro frequenza, ma un ricevitore sufficientemente sensibile consente di ascoltarle nell'intera gamma delle onde lunghe e medie.

È un anello di due inverter. Le funzioni del primo sono eseguite dal transistor VT2, all'ingresso del quale è collegato un inseguitore di emettitore sul transistor VT1. Questo viene fatto per aumentare la resistenza di ingresso del primo inverter, rendendo possibile generare basse frequenze con una capacità relativamente piccola del condensatore C7. All'uscita del generatore è incluso l'elemento DD1.2 che funge da elemento buffer che migliora l'adattamento dell'uscita del generatore con il circuito in prova.

In serie con il condensatore di temporizzazione (il valore di capacità richiesto è selezionato dall'interruttore SA1), è collegato il resistore R1, modificando la resistenza di cui viene regolata la frequenza di uscita del generatore. Per regolare il ciclo di lavoro del segnale di uscita (il rapporto tra il periodo dell'impulso e la sua durata), nel circuito viene introdotto il resistore R2.

Il dispositivo genera impulsi di polarità positiva con una frequenza di 0,1 Hz...1 MHz e un ciclo di lavoro di 2...500.La gamma di frequenza del generatore è divisa in 7 sottocampi: 0,1...1, 1,10, 10 ...100, 100 ...1000 Hz e 1...10, 10...100, 100...1000 kHz, impostati tramite l'interruttore SA1.

Il circuito può utilizzare transistor al silicio a bassa potenza con un guadagno di almeno 50 (ad esempio KT312, KT342, ecc.), Circuiti integrati K155LNZ, K155LN5.

Il generatore di impulsi rettangolare sul microcontrollore di questo circuito sarà un'eccellente aggiunta al tuo laboratorio di misurazione domestico.

Una caratteristica di questo circuito oscillatore è un numero fisso di frequenze, per l'esattezza 31. E può essere utilizzato in varie soluzioni di circuiti digitali dove è necessario modificare le frequenze dell'oscillatore automaticamente o utilizzando cinque interruttori.

La scelta di una frequenza o dell'altra viene effettuata inviando un codice binario a cinque bit all'ingresso del microcontrollore.

Il circuito è assemblato su uno dei microcontrollori più comuni, Attiny2313. Nel software è integrato un divisore di frequenza con rapporto di divisione regolabile, utilizzando come riferimento la frequenza di un oscillatore al quarzo.

I generatori di impulsi sono un componente importante di molti dispositivi radioelettronici. Il generatore di impulsi più semplice (multivibratore) può essere ottenuto da un ULF a due stadi (Fig. 6.1). Per fare ciò, collega semplicemente l'ingresso dell'amplificatore alla sua uscita. La frequenza operativa di tale generatore è determinata dai valori di R1C1, R3C2 e dalla tensione di alimentazione. Nella fig. 6.2, 6.3 mostrano circuiti multivibratore ottenuti semplicemente riorganizzando gli elementi (parti) del circuito mostrato in Fig. 6.1. Ne consegue che lo stesso semplice diagramma può essere rappresentato in modi diversi.

Esempi pratici di utilizzo di un multivibratore sono mostrati in Fig. 6.4, 6.5.

Nella fig. La Figura 6.4 mostra un circuito generatore che consente di ridistribuire uniformemente la durata o la luminosità dei LED collegati come carico nel circuito del collettore. Ruotando la manopola del potenziometro R3 è possibile controllare il rapporto tra le durate dei LED dei rami sinistro e destro. Se aumenti la capacità dei condensatori C1 e C2, la frequenza di generazione diminuirà e i LED inizieranno a lampeggiare. Man mano che la capacità di questi condensatori diminuisce, la frequenza di generazione aumenta, lo sfarfallio dei LED si fonderà in una luce continua, la cui luminosità dipenderà dalla posizione della manopola del potenziometro R3. Sulla base di tale progettazione circuitale è possibile assemblare varie strutture utili, ad esempio un controllo della luminosità per una torcia a LED; giocattolo con occhi lampeggianti; un dispositivo per modificare uniformemente la composizione spettrale della sorgente di radiazione (LED multicolori o lampadine in miniatura e uno schermo sommatore di luce).

Il generatore di frequenza variabile (Fig. 6.5) progettato da V. Tsibulsky consente di ottenere un suono che cambia gradualmente la frequenza nel tempo [R 5/85-54]. Quando il generatore è acceso, la sua frequenza aumenta da 300 a 3000 Hz in 6 secondi (con una capacità del condensatore di SZ 500 μF). La modifica della capacità di questo condensatore in una direzione o nell'altra accelera o, al contrario, rallenta la velocità di variazione della frequenza. Puoi modificare facilmente questa velocità con la resistenza variabile R6. Affinché questo generatore possa fungere da sirena, oppure essere utilizzato come generatore di frequenza di scansione, è possibile prevedere un circuito per la scarica periodica forzata del condensatore SZ. Tali esperimenti possono essere raccomandati per l'espansione indipendente delle conoscenze nel campo della tecnologia degli impulsi.

Un generatore di impulsi quadrati controllati è mostrato in Fig. 6.6 [R 10/76-60]. Il generatore è anch'esso un amplificatore a due stadi coperto da feedback positivo. Per semplificare il circuito del generatore è sufficiente collegare gli emettitori dei transistor con un condensatore. La capacità di questo condensatore determina la frequenza operativa di generazione. In questo circuito, un varicap viene utilizzato come capacità controllata in tensione per controllare la frequenza di generazione. Un aumento della tensione di blocco sul varicap porta ad una diminuzione della sua capacità. Di conseguenza, come mostrato in Fig. 6.7, la frequenza operativa di generazione aumenta.

Il varicap, a titolo sperimentale e per studiare il principio di funzionamento di questo dispositivo a semiconduttore, può essere sostituito con un semplice diodo. Va tenuto presente che i diodi a punti al germanio (ad esempio D9) hanno una capacità iniziale molto piccola (dell'ordine di diversi pF) e, di conseguenza, forniscono una piccola variazione di questa capacità a seconda della tensione applicata. I diodi al silicio, in particolare i diodi di potenza progettati per correnti elevate, così come i diodi zener, hanno una capacità iniziale di 100...1000 pF, quindi spesso possono essere utilizzati al posto dei varicap. Le giunzioni Pn dei transistor possono essere utilizzate anche come varicap, vedere anche il Capitolo 2.

Per controllare il funzionamento, il segnale proveniente dal generatore (Fig. 6.6) può essere applicato all'ingresso del frequenzimetro e i limiti di sintonia del generatore possono essere controllati quando cambia la tensione di controllo, così come quando si cambia un varicap o il suo analogico. Si consiglia di inserire i risultati ottenuti (valori di tensione di controllo e frequenza di generazione) quando si utilizzano diversi tipi di varicap in una tabella e visualizzarli su un grafico (vedere, ad esempio, Fig. 6.7). Si noti che la stabilità dei generatori basati su elementi RC è bassa.

Nella fig. 6.8, 6.9 mostrano circuiti tipici di generatori di impulsi luminosi e sonori realizzati su transistor di vari tipi di conduttività. I generatori funzionano in un'ampia gamma di tensioni di alimentazione. Il primo produce brevi lampi di luce con una frequenza di un Hz, il secondo produce impulsi di frequenza sonora. Di conseguenza, il primo generatore può essere utilizzato come faro, metronomo leggero, il secondo come generatore di suoni, la cui frequenza di oscillazione dipende dalla posizione del potenziometro R1. Questi generatori possono essere combinati in una singola unità. Per fare ciò è sufficiente accendere uno dei generatori come carico dell'altro, o in parallelo ad esso. Ad esempio, invece di una catena di LED HL1, R2 o in parallelo ad essa (Fig. 6.8), è possibile accendere il generatore secondo lo schema di Fig. 6.9. Il risultato sarà un suono periodico o un dispositivo di segnalazione luminosa e sonora.

Il generatore di impulsi (Fig. 6.10), realizzato su un transistor composito (p-p-p e p-p-p), non contiene condensatori (un emettitore piezoceramico BF1 viene utilizzato come condensatore di impostazione della frequenza). Il generatore funziona con una tensione da 1 a 10 B e consuma una corrente da 0,4 a 5 mA. Per aumentare il volume del suono di un emettitore piezoceramico, è sintonizzato sulla frequenza di risonanza selezionando il resistore R1.

Nella fig. La Figura 6.11 mostra un generatore piuttosto originale di oscillazioni di rilassamento, realizzato su un transistor a valanga bipolare.

Il generatore contiene come elemento attivo un transistor del microcircuito K101KT1A con commutazione inversa nella modalità con base "rotta". Il transistor da valanga può essere sostituito con il suo analogo (vedi Fig. 2.1).

I dispositivi (Fig. 6.11) vengono spesso utilizzati per convertire il parametro misurato (intensità della luce, temperatura, pressione, umidità, ecc.) in frequenza utilizzando sensori resistivi o capacitivi.

Quando il generatore è in funzione, un condensatore collegato in parallelo all'elemento attivo viene caricato dalla fonte di alimentazione attraverso un resistore. Quando la tensione sul condensatore raggiunge la tensione di rottura dell'elemento attivo (transistor a valanga, dinistor o elemento simile), il condensatore si scarica nella resistenza di carico, dopodiché il processo si ripete con una frequenza determinata dalla costante RC circuito. Il resistore R1 limita la corrente massima attraverso il transistor, prevenendone la rottura termica. Il circuito di temporizzazione del generatore (R1C1) determina l'intervallo operativo delle frequenze di generazione. Le cuffie vengono utilizzate come indicatore delle vibrazioni sonore per il controllo di qualità del funzionamento del generatore. Per quantificare la frequenza è possibile collegare all'uscita del generatore un frequenzimetro o un contatore di impulsi.

Il dispositivo funziona in un'ampia gamma di parametri: R1 da 10 a 100 kOhm (e anche fino a 10 MOhm), C1 - da 100 pF a 1000 μF, tensione di alimentazione da 8 a 300 V. La corrente consumata dal dispositivo solitamente non supera un mA. È possibile che il generatore funzioni in modalità standby: quando la base del transistor è in cortocircuito a massa (bus comune), la generazione viene interrotta. Il convertitore-generatore (Fig. 6.11) può essere utilizzato anche nella modalità di un tasto touch, un semplice misuratore Rx e Cx, un generatore di impulsi sintonizzabile ad ampio raggio, ecc.

I generatori di impulsi (Fig. 6.12, 6.13) sono realizzati anche su transistor da valanga del microcircuito K101KT1 del tipo p-p-p o K162KT1 del tipo p-p-p, dinistori o loro analoghi (vedere Fig. 2.1). I generatori funzionano con una tensione di alimentazione superiore a 9 B e producono una tensione triangolare. Il segnale in uscita viene prelevato da uno dei terminali del condensatore. La resistenza d'ingresso della cascata che segue il generatore (resistenza di carico) deve essere decine di volte maggiore del valore della resistenza R1 (o R2). Un carico a bassa resistenza (fino a 1 kOhm) può essere collegato al circuito del collettore di uno dei transistor del generatore.

Abbastanza semplici e spesso incontrati nella pratica, i generatori di impulsi (generatori di blocco) che utilizzano feedback induttivo sono mostrati in Fig. 6.14 [A. Con. URSS 728214], 6.15 e 6.16. Tali generatori sono generalmente operativi in ​​un ampio intervallo di variazioni della tensione di alimentazione. Quando si montano generatori di blocco, è necessario osservare la fasatura dei terminali: se la “polarità” dell'avvolgimento è collegata in modo errato, il generatore non funzionerà.

Tali generatori possono essere utilizzati quando si testano i trasformatori per la presenza di cortocircuiti tra le spire (vedere Capitolo 32): tali difetti non possono essere rilevati con nessun altro metodo.

Letteratura: Shustov M.A. Circuiti pratici (Libro 1), 2003

I generatori di impulsi sono progettati per produrre impulsi di una determinata forma e durata. Sono utilizzati in molti circuiti e dispositivi. Vengono utilizzati anche nella tecnologia di misurazione per l'installazione e la riparazione di vari dispositivi digitali. Gli impulsi rettangolari sono ottimi per testare la funzionalità dei circuiti digitali, mentre gli impulsi triangolari possono essere utili per i generatori di spazzata o di spazzata.

Il generatore genera un singolo impulso rettangolare premendo un pulsante. Il circuito è assemblato su elementi logici basati su un normale trigger RS, che elimina anche la possibilità che gli impulsi di rimbalzo dai contatti dei pulsanti raggiungano il contatore.

Nella posizione dei contatti del pulsante, come mostrato nello schema, sulla prima uscita sarà presente una tensione di alto livello e sulla seconda uscita un livello basso o zero logico, quando si preme il pulsante, lo stato del trigger cambierà cambiare al contrario. Questo generatore è perfetto per testare il funzionamento di vari contatori

In questo circuito viene generato un unico impulso la cui durata non dipende dalla durata dell'impulso in ingresso. Tale generatore viene utilizzato in un'ampia varietà di opzioni: per simulare segnali di ingresso di dispositivi digitali, quando si testa la funzionalità di circuiti basati su microcircuiti digitali, la necessità di fornire un certo numero di impulsi ad alcuni dispositivi in ​​prova con controllo visivo dei processi , eccetera.

Non appena viene data alimentazione al circuito, il condensatore C1 inizia a caricarsi e il relè si attiva, aprendo il circuito di alimentazione con i suoi contatti frontali, ma il relè non si spegne immediatamente, ma con un ritardo, poiché il la corrente di scarica del condensatore C1 scorrerà attraverso il suo avvolgimento. Quando i contatti posteriori del relè verranno nuovamente chiusi, inizierà un nuovo ciclo. La frequenza di commutazione del relè elettromagnetico dipende dalla capacità del condensatore C1 e del resistore R1.

Puoi usare quasi tutti i relè, ho preso . Un generatore di questo tipo può essere utilizzato, ad esempio, per accendere le luci dell'albero di Natale e altri effetti. Lo svantaggio di questo schema è l'uso di un condensatore di grandi dimensioni.

Altro circuito generatore basato su relè, con principio di funzionamento simile al circuito precedente, ma a differenza di esso, la frequenza di ripetizione è di 1 Hz con una capacità del condensatore inferiore. Quando il generatore è acceso, il condensatore C1 inizia a caricarsi, quindi il diodo zener si apre e il relè K1 funziona. Il condensatore inizia a scaricarsi attraverso il resistore e il transistor composito. Dopo un breve periodo di tempo, il relè si spegne e inizia un nuovo ciclo del generatore.

Il generatore di impulsi, nella Figura A, utilizza tre elementi logici AND-NOT e un transistor unipolare VT1. A seconda dei valori del condensatore C1 e dei resistori R2 e R3, sull'uscita 8 vengono generati impulsi con una frequenza da 0,1 a 1 MHz. Una gamma così vasta è spiegata dall'uso di un transistor ad effetto di campo nel circuito, che ha permesso di utilizzare resistori megaohm R2 e R3. Usandoli, puoi anche modificare il ciclo di lavoro degli impulsi: il resistore R2 imposta la durata del livello alto e R3 imposta la durata della tensione di livello basso. VT1 può essere preso da qualsiasi serie KP302, KP303. -K155LA3.

Se si utilizzano microcircuiti CMOS, ad esempio K561LN2, invece di K155LA3, è possibile realizzare un generatore di impulsi ad ampio raggio senza utilizzare un transistor ad effetto di campo nel circuito. Il circuito di questo generatore è mostrato nella Figura B. Per espandere il numero di frequenze generate, la capacità del condensatore del circuito di temporizzazione viene selezionata dall'interruttore S1. La gamma di frequenza di questo generatore è compresa tra 1 Hz e 10 kHz.

L'ultima figura mostra il circuito del generatore di impulsi, che include la possibilità di regolare il ciclo di lavoro. Per chi se lo fosse dimenticato, ve lo ricordiamo. Il ciclo di lavoro degli impulsi è il rapporto tra il periodo di ripetizione (T) e la durata (t):

Il ciclo di lavoro all'uscita del circuito può essere impostato da 1 a diverse migliaia utilizzando il resistore R1. Il transistor che funziona in modalità di commutazione è progettato per amplificare gli impulsi di potenza

Se è necessario un generatore di impulsi altamente stabile, è necessario utilizzare il quarzo alla frequenza appropriata.

Il circuito generatore mostrato in figura è in grado di generare impulsi rettangolari e a dente di sega. L'oscillatore principale è realizzato sugli elementi logici DD 1.1-DD1.3 del microcircuito digitale K561LN2. Il resistore R2 abbinato al condensatore C2 forma un circuito di differenziazione, che genera brevi impulsi con una durata di 1 μs all'uscita di DD1.5. Uno stabilizzatore di corrente regolabile è assemblato su un transistor ad effetto di campo e un resistore R4. La corrente scorre dalla sua uscita al condensatore di carica C3 e la tensione ai suoi capi aumenta linearmente. Quando arriva un breve impulso positivo, il transistor VT1 si apre e il condensatore SZ si scarica. Formando così una tensione a dente di sega sulle sue piastre. Utilizzando un resistore variabile, è possibile regolare la corrente di carica del condensatore e la pendenza dell'impulso di tensione a dente di sega, nonché la sua ampiezza.

Il circuito è costruito utilizzando due amplificatori operazionali di tipo LM741. Il primo amplificatore operazionale viene utilizzato per generare una forma rettangolare e il secondo genera una forma triangolare. Il circuito del generatore è costruito come segue:

Nel primo LM741, il feedback (FE) è collegato all'ingresso invertente dall'uscita dell'amplificatore, realizzato utilizzando il resistore R1 e il condensatore C2, e anche il feedback è collegato all'ingresso non invertente, ma attraverso un partitore di tensione basato su resistori R2 e R5. L'uscita del primo amplificatore operazionale è collegata direttamente all'ingresso invertente del secondo LM741 tramite la resistenza R4. Questo secondo amplificatore operazionale, insieme a R4 e C1, forma un circuito integratore. Il suo ingresso non invertente è collegato a terra. Le tensioni di alimentazione +Vcc e –Vee vengono fornite a entrambi gli amplificatori operazionali, come al solito al settimo e al quarto pin.

Lo schema funziona come segue. Supponiamo che inizialmente all'uscita di U1 ci sia +Vcc. Quindi la capacità C2 inizia a caricarsi attraverso il resistore R1. Ad un certo punto nel tempo, la tensione su C2 supererà il livello sull'ingresso non invertente, che viene calcolato utilizzando la formula seguente:

V 1 = (R 2 / (R 2 + R 5)) × V o = (10 / 20) × V o = 0,5 × V o

L'uscita di V 1 diventerà –Vee. Quindi, il condensatore inizia a scaricarsi attraverso il resistore R1. Quando la tensione ai capi della capacità diventa inferiore alla tensione determinata dalla formula, il segnale di uscita sarà nuovamente + Vcc. Pertanto, il ciclo viene ripetuto e, a causa di ciò, vengono generati impulsi rettangolari con un periodo di tempo determinato dal circuito RC costituito dalla resistenza R1 e dal condensatore C2. Queste forme rettangolari sono anche segnali di ingresso al circuito integratore, che le converte in una forma triangolare. Quando l'uscita dell'amplificatore operazionale U1 è +Vcc, la capacità C1 viene caricata al suo livello massimo e produce una pendenza positiva verso l'alto del triangolo all'uscita dell'amplificatore operazionale U2. E, di conseguenza, se c'è –Vee all'uscita del primo amplificatore operazionale, si formerà una pendenza negativa verso il basso. Cioè, otteniamo un'onda triangolare all'uscita del secondo amplificatore operazionale.

Il generatore di impulsi nel primo circuito è costruito sul microcircuito TL494, perfetto per realizzare qualsiasi circuito elettronico. La particolarità di questo circuito è che l'ampiezza degli impulsi di uscita può essere uguale alla tensione di alimentazione del circuito e il microcircuito è in grado di funzionare fino a 41 V, perché non per niente può essere trovato negli alimentatori dei personal computer.

È possibile scaricare il layout del PCB dal collegamento sopra.

La frequenza di ripetizione degli impulsi può essere modificata con l'interruttore S2 e il resistore variabile RV1; il resistore RV2 viene utilizzato per regolare il ciclo di lavoro. L'interruttore SA1 è progettato per modificare le modalità operative del generatore da in fase a antifase. Il resistore R3 deve coprire l'intervallo di frequenza e l'intervallo di regolazione del ciclo di lavoro è regolato selezionando R1, R2

Condensatori C1-4 da 1000 pF a 10 µF. Qualsiasi transistor ad alta frequenza KT972

Una selezione di circuiti e progetti di generatori di impulsi rettangolari. L'ampiezza del segnale generato in tali generatori è molto stabile e vicina alla tensione di alimentazione. Ma la forma delle oscillazioni è molto lontana dall'essere sinusoidale: il segnale è pulsato e la durata degli impulsi e delle pause tra loro è facilmente regolabile. Gli impulsi possono facilmente assumere l'aspetto di un meandro quando la durata dell'impulso è uguale alla durata della pausa tra di loro

Genera potenti brevi impulsi singoli che impostano un livello logico opposto a quello esistente all'ingresso o all'uscita di qualsiasi elemento digitale. La durata dell'impulso viene scelta in modo da non danneggiare l'elemento la cui uscita è collegata all'ingresso in prova. Ciò consente di non interrompere il collegamento elettrico dell'elemento in prova con il resto.

Nella tecnologia elettronica sono ampiamente utilizzati dispositivi la cui forma della tensione di uscita differisce nettamente da quella sinusoidale. Tali oscillazioni sono chiamate oscillazioni di rilassamento; un multivibratore è un tipo di uno dei generatori di rilassamento. Multivibratore (dalle parole latine multim- molto e vibrazione- oscillazione) è un generatore di rilassamento di impulsi rettangolari, realizzato sotto forma di un dispositivo amplificatore con un circuito di feedback positivo (POC).

I generatori di segnali di impulsi possono funzionare in tre modalità: auto-oscillante, standby o sincronizzazione.

Nella modalità auto-oscillante i generatori generano continuamente segnali di impulsi senza influenze esterne. In modalità standby, i generatori generano un segnale di impulso all'arrivo di un impulso esterno (di attivazione). Nella modalità di sincronizzazione, i generatori producono impulsi di tensione la cui frequenza è uguale o multipla alla frequenza del segnale di sincronizzazione.

L'essenza del multivibratore è la commutazione dell'energia del condensatore C dalla carica alla scarica, dalla fonte di alimentazione al resistore R. Questa commutazione viene effettuata tramite chiavi elettroniche.

Un multivibratore può essere costruito sulla base di transistor bipolari e ad effetto di campo, amplificatori operazionali, timer realizzati sotto forma di circuiti integrati, potenziali elementi logici o circuiti integrati specializzati. Quest’ultima opzione è sempre più diffusa.

Generatori di impulsi basati su amplificatori operazionali. Nella fig. 16.7 mostra il rilassamento classico RCON-Generatore. Funziona in questo modo: diciamo che quando viene applicata per la prima volta la tensione, l'uscita dell'amplificatore operazionale entra in saturazione positiva (come ciò avvenga non è importante). Il condensatore inizia a caricarsi di tensione U IN OFF con costante di tempo pari a τ = RC.Quando la tensione del condensatore raggiunge la tensione U INGRESSO DISATTIVATO R 1 / (R 1 + R 2 ), L'amplificatore operazionale passa a uno stato di saturazione negativa (viene attivato come trigger di Schmitt) e il condensatore inizia a scaricarsi U VX ATTIVO R 1 /(R 1 + R 2 ), con la stessa costante di tempo. Il ciclo si ripete con un periodo indipendente dalla tensione di alimentazione (Fig. 16.8): T = Se utilizzato al posto di un resistore R Utilizzando due diversi resistori e diodi, è possibile costruire un multivibratore asimmetrico (Fig. 16.9), in cui le durate degli impulsi positivi e negativi non corrispondono.

Diverse durate degli impulsi positivi e negativi sono assicurate da diverse costanti di tempo per la ricarica dei condensatori τ1 E τ2: τ1 = R3C; e τ2 =R4C. (16.8)

Riso. 16.7. Generatore di impulsi rettangolare basato su amplificatore operazionale

Figura 16.8. Diagrammi temporali del funzionamento del generatore

Generatori di funzioni, che producono simultaneamente oscillazioni di vario tipo: rettangolare, triangolare, sinusoidale, possono essere implementate utilizzando un amplificatore operazionale. Generazione la tensione alternata triangolare viene eseguita secondo un circuito semplice utilizzando un integratore e un trigger di Schmitt. A sua volta, utilizzando una semplice unità per generare una funzione sinusoidale (ad esempio un filtro passa-basso), è possibile ottenere una tensione sinusoidale da una tensione triangolare. Lo schema a blocchi di un tale generatore è mostrato nella Figura 16.10.

Riso. 16.11. Rappresentazione schematica di un generatore di funzioni

Ampiezza della tensione triangolare dipende solo dall'impostazione del livello di trigger Schmitt ed è

UD = U Massimo (16.9)

dove Umax è il limite di saturazione dell'amplificatore operazionale DA1. Il periodo di oscillazione è pari al doppio del tempo impiegato dall'integratore per modificare la tensione di uscita da a. Ne consegue: T = 4RC Pertanto, la frequenza della tensione generata non dipende dal livello del limite di saturazione Umax dell'amplificatore operazionale.

Un monovibratore è un multivibratore in modalità standby. In base alle caratteristiche funzionali, al monovibratore vengono spesso assegnati altri nomi: sistema di trigger, multivibratore inibito, rilassatore a ciclo singolo, ecc. Tuttavia, indipendentemente dal nome, il monovibratore è un dispositivo con feedback positivo, avente una stabilità e uno stato stabile nel tempo, formando un singolo impulso rettangolare.

La formazione di un impulso rettangolare viene effettuata da un one-shot dopo l'arrivo di un impulso di trigger, che trasferisce l'one-shot da uno stato stabile a uno temporaneamente stabile. Il momento in cui termina lo stato temporaneamente stabile è determinato dalla catena di distribuzione. Modificando la costante di tempo della catena (in modo graduale o brusco), è possibile regolare la durata degli impulsi di uscita su un ampio intervallo. Pertanto, i monovibratori sono ampiamente utilizzati per generare impulsi rettangolari di una determinata durata e ampiezza e per ritardare gli impulsi per un dato tempo.

Un one-shot può essere ottenuto da un multivibratore autooscillante se viene bloccato con la forza in uno degli stati temporaneamente stabili, trasformandolo in uno stabile (Fig. 16.12).

Il circuito include un diodo VD2, che esegue la modalità standby e un circuito di trigger sugli elementi C1, R3, VD1. Il circuito ha uno stato stabile quando la tensione di uscita è uguale alla tensione di saturazione negativa dell'amplificatore operazionale U-.

Nello stato iniziale (sull'uscita U-), il diodo VD2 è aperto, la tensione sull'ingresso invertente UI è approssimativamente zero e la tensione sull'ingresso non invertente UN = U- R2 / (R1 + R2), ONU - UI< 0, UВЫХ = U- .Диод VD1, подключенный к неинвертирующему входу, заперт. В момент времени t1 (рис. 16.13) входной сигнал открывает этот диод, на неинвертирующий вход подается положительный сигнал, (на инвертирующем входе остается нулевой сигнал), на выходе ОУ появляется положительной напряжение. После этого начинается заряд конденсатора C. Когда напряжение на нем становится больше напряжения UН = U+ R2 / (R1 + R2), дифференциальный сигнал UН - UИ становится отрицательным и ОУ возвращается в исходное устойчивое состояние. Очередной запускающий импульс можно подавать только после момента времени t3.

Figura 16.12. Rappresentazione schematica di un singolo vibratore

Figura 16.13. Diagrammi temporali dell'operazione one-shot