Генераторы импульсов
Генераторы импульсов используют во многих радиотехнических устройствах (электронных счетчиках, реле времени), применяют при настройке цифровой техники. Диапазон частот таких генераторов может быть от единиц герц до многих мегагерц. Здесь приводятся простые схемы генераторов, в том числе на элементах цифровой «логики», которые широко используются в более сложных схемах как частотозадающие узлы, переключатели, источники образцовых сигналов и звуков.
На рис. 1 приведена схема генератора, который формирует одиночные импульсы прямоугольной формы при нажатии кнопки S1 (то есть он не является автогенератором, схемы которых приводятся далее). На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран RS-триггер, предотвращающий проникновение импульсов дребезга контактов кнопки на пересчетное устройство. В положении контактов кнопки S1, показанном на схеме, на выходе 1 будет напряжение высокого уровня, на выходе 2 — напряжение низкого уровня; при нажатой кнопке — наоборот.
Этот генератор удобно использовать при проверке работоспособности различных счетчиков.
На рис. 2 показана схема простейшего генератора импульсов на электромагнитном реле. При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1 и реле срабатывает, отключая источник питания контактами К 1.1. Но реле отпускает не сразу, поскольку некоторое время через его обмотку будет протекать ток за счет энергии, накопленной конденсатором С1. Когда контакты К 1.1 опять замкнутся, снова начнет заряжаться конденсатор — цикл повторяется.
Частота переключении электромагнитного реле зависит от его параметров, а также номиналов конденсатора С1 и резистора R1. При использовании реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.004) переключение происходит примерно один раз в секунду. Такой генератор можно использовать, например, для коммутации гирлянд на новогодней елке, для получения других световых эффектов. Его недостаток — необходимость использования конденсатора значительной емкости.
На рис. 3 приведена схема еще одного генератора на электромагнитном реле, принцип работы которого аналогичен предыдущему генератору, но обеспечивает частоту импульсов 1 Гц при емкости конденсатора в 10 раз меньшей.
При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Спустя некоторое время откроется стабилитрон VD1 и сработает реле К1. Конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и входное сопротивление составного транзистора VT1VT2. Вскоре реле отпустит и начнется новый цикл работы генератора. Включение транзисторов VT1 и VT2 по схеме составного транзистора повышает входное сопротивление каскада. Реле К 1 может быть таким же, как и в предыдущем устройстве. Но можно использовать РЭС-9 (паспорт РС4.524.201) или любое другое реле, срабатывающее при напряжении 15…17 В и токе 20…50 мА.
В генераторе импульсов, схема которого приведена на рис. 4, использованы логические элементы микросхемы DD1 и полевой транзистор VT1. При изменении номиналов конденсатора С1 и резисторов R2 и R3 генерируются импульсы частотой от 0,1 Гц до 1 МГц. Такой широкий диапазон получен благодаря использованию полевого транзистора, что позволило применить резисторы R2 и R3 сопротивлением в несколько мегаом.
С помощью этих резисторов можно изменять скважность импульсов: резистор R2 задает длительность напряжения высокого уровня на выходе генератора, а резистор R3 — длительность напряжения низкого уровня. Максимальная емкость конденсатора С1 зависит от его собственного тока утечки. В данном случае она составляет 1…2 мкФ. Сопротивления резисторов R2, R3 — 10…15 МОм. Транзистор VT1 может быть любым из серий КП302, КП303. Микросхема — К155ЛА3, ее питание составляет 5В стабилизированного напряжения. Можно использовать КМОП микросхемы серий К561, К564, К176, питание которых лежит в пределах 3 … 12 В, цоколевка таких микросхем другая и показана в конце статьи.
При наличии микросхемы КМОП (серия К176, К561) можно собрать широкодиапазонный генератор импульсов без применения полевого транзистора. Схема приведена на рис. 5. Для удобства установки частоты емкость конденсатора времязадающей цепи изменяют переключателем S1. Диапазон частот, формируемых генератором, составляет 1…10 000 Гц.
Микросхема — К561ЛН2.
Если нужна высокая стабильность генерируемой частоты, то такой генератор можно сделать «кварцованным» — включить кварцевый резонатор на нужную частоту. Ниже показан пример кварцованного генератора на частоту 4,3 МГц:
На рис. 6 представлена схема генератора импульсов с регулируемой скважностью.
Скважность – отношение периода следования импульсов (Т) к их длительности (t):
Скважность импульсов высокого уровня на выходе логического элемента DD1.3, резистором R1 может изменяться от 1 до нескольких тысяч. При этом частота импульсов также незначительно изменяется. Транзистор VT1, работающий в ключевом режиме, усиливает импульсы по мощности.
Генератор, схема которого приведена на рисунке ниже, вырабатывает импульсы как прямоугольной, так и пилообразной формы. Задающий генератор выполнен на логических элементах DD 1.1-DD1.3. На конденсаторе С2 и резисторе R2 собрана дифференцирующая цепь, благодаря которой на выходе логического элемента DD1.
5 формируются короткие положительные импульсы (длительностью около 1 мкс). На полевом транзисторе VT2 и переменном резисторе R4 выполнен регулируемый стабилизатор тока. Этот ток заряжает конденсатор С3, и напряжение на нем линейно возрастает. В момент поступления на базу транзистора VT1 короткого положительного импульса транзистор VT1 открывается, разряжая конденсатор СЗ. На его обкладках таким образом формируется пилообразное напряжение. Резистором R4 регулируют ток зарядки конденсатора и, следовательно, крутизну нарастания пилообразного напряжения и его амплитуду. Конденсаторы С1 и СЗ подбирают исходя из требуемой частоты импульсов. Микросхема — К561ЛН2.
Цифровые микросхемы в генераторах взаимозаменяемы в большинстве случаев и можно использовать в одной и той же схеме как микросхемы с элементами «И-НЕ», так и «ИЛИ-НЕ», или же просто инверторы. Вариант таких замен показан на примере рисунка 5, где была использована микросхема с инверторами К561ЛН2. Точно такую схему с сохранением всех параметров можно собрать и на К561ЛА7, и на К561ЛЕ5 (или серий К176, К564, К164), как показано ниже.
Нужно только соблюдать цоколевку микросхем, которая во многих случаях даже совпадает.
Если требуется повысить нагрузочную способность какого либо узла (чтобы, например, подключить динамик или другую нагрузку), можно применить на выходе усилитель на транзисторе, как в схеме на рис. 6, или же включить несколько элементов микросхемы параллельно, как показано на рисунке ниже:
Универсальная печатная макетная плата для двух микросхем. На таких платах удобно собирать несложные схемы с небольшим количеством деталей, как, например, приведенные в этой статье. Детали паяются к контактным площадкам и при необходимости соединятся перемычками. Размеры платы 100 х 55 мм.
На рисунке ниже приводится цоколевка некоторых широко применяемых цифровых логических микросхем КМОП — технологии с элементами «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ» и инверторов. Микросхемы серий К564, К176 имеют аналогичную цоколевку, цоколевка же микросхем серии К155 отличается от указанной (но такие уже давно не применяются).
Питание указанных микросхем, как уже говорилось выше, может быть от 3 до 15 В (кроме серии К176, которая более критична к напряжению питания и нормально работает при 9В).
Теги:
- Генератор
- Sprint-Layout
Импульсные схемы — блокирующие генераторы
Генератор представляет собой схему, которая самостоятельно генерирует переменное напряжение или ток без какого-либо ввода. Осциллятору нужен усилитель, а также обратная связь с выхода. Предоставляемая обратная связь должна быть регенеративной обратной связью, которая наряду с частью выходного сигнала содержит компонент в выходном сигнале, который находится в фазе с входным сигналом. Осциллятор, который использует регенеративную обратную связь для генерации несинусоидального выхода, называется Осциллятором релаксации .
Мы уже видели UJT релаксационный генератор. Другой тип генератора релаксации – это блокирующий генератор.
Блокирующий генератор
Блокирующий генератор – это генератор сигналов, который используется для создания узких импульсов или триггерных импульсов. Имея обратную связь с выходным сигналом, она блокирует обратную связь после цикла в течение определенного предварительно определенного времени. Эта особенность блокировки выхода , будучи осциллятором , возвращает ему имя блокирующего генератора.
В конструкции блокирующего генератора транзистор используется в качестве усилителя, а трансформатор – для обратной связи. Используемый здесь трансформатор является импульсным трансформатором . Символ импульсного трансформатора показан ниже.
Импульсный трансформатор
Импульсный трансформатор – это тот, который соединяет источник прямоугольных импульсов электрической энергии с нагрузкой. Сохранение формы и других свойств импульсов без изменений. Это широкополосные трансформаторы с минимальным затуханием и нулевым или минимальным изменением фазы .
Выход трансформатора зависит от заряда и разряда подключенного конденсатора.
Регенеративная обратная связь облегчается с помощью импульсного трансформатора. Выход может быть возвращен на вход в той же фазе путем правильного выбора полярности обмотки импульсного трансформатора. Блокирующий генератор представляет собой такой генератор, работающий вхолостую и изготовленный с использованием конденсатора и импульсного трансформатора, а также одного транзистора, который отключается в течение большей части рабочего цикла, создавая периодические импульсы.
При использовании блокирующего генератора возможны операции Astable и Monostable. Но Бистабильная операция невозможна. Давайте пройдемся по ним.
Моностабильный блокирующий генератор
Если блокирующему генератору требуется один импульс, чтобы изменить его состояние, он называется моностабильной цепью блокирующего генератора. Эти моностабильные блокирующие генераторы могут быть двух типов. Они есть
- Моностабильный блокирующий генератор с базовой синхронизацией
- Моностабильный блокирующий генератор с синхронизацией излучателя
В обоих случаях синхронизирующий резистор R управляет шириной затвора, которая при размещении в базе транзистора становится базовой схемой синхронизации, а при помещении в эмиттер транзистора становится схемой синхронизации эмиттера.
Чтобы иметь четкое понимание, давайте обсудим работу базового таймера моностабильного мультивибратора.
Транзисторный триггерный моностабильный блокирующий генератор с базовой синхронизацией
Транзистор, импульсный трансформатор для обратной связи и резистор в базе транзистора составляют схему транзисторного моностабильного блокирующего генератора с синхронизацией базы. Используемый здесь импульсный трансформатор имеет отношение витков n: 1, где базовая цепь имеет n витков на каждый виток в цепи коллектора. Сопротивление R подключено последовательно к базе транзистора, который контролирует длительность импульса.
Первоначально транзистор находится в выключенном состоянии. Как показано на следующем рисунке, VBB считается нулевым или слишком низким, что незначительно.
Напряжение на коллекторе составляет V CC , поскольку устройство выключено. Но когда на коллектор подается отрицательный триггер, напряжение снижается.
Из-за полярности обмотки трансформатора напряжение коллектора падает, а напряжение базы увеличивается.
Когда напряжение от базы к эмиттеру становится больше, чем напряжение включения, т.е.
VBE>V gamma
Затем наблюдается небольшой базовый ток. Это повышает ток коллектора, который уменьшает напряжение коллектора. Это действие накапливается еще больше, что увеличивает ток коллектора и еще больше уменьшает напряжение коллектора. При действии регенеративной обратной связи, если усиление контура увеличивается, транзистор быстро насыщается. Но это не стабильное состояние.
Затем наблюдается небольшой базовый ток. Это повышает ток коллектора, который уменьшает напряжение коллектора. Это действие накапливается еще больше, что увеличивает ток коллектора и еще больше уменьшает напряжение коллектора. При действии регенеративной обратной связи, если усиление контура увеличивается, транзистор быстро насыщается. Но это не стабильное состояние.
Когда транзистор попадает в насыщение, ток коллектора увеличивается и ток базы постоянен.
Теперь ток коллектора начинает медленно заряжать конденсатор, и напряжение на трансформаторе уменьшается. Из-за полярности обмотки трансформатора базовое напряжение увеличивается. Это в свою очередь уменьшает базовый ток. Это кумулятивное действие переводит транзистор в состояние отключения, которое является стабильным состоянием цепи.
Выходные сигналы следующие:
Основным недостатком этой схемы является то, что ширина импульса на выходе не может быть стабильной. Мы знаем, что ток коллектора
ic=hFEiB
Поскольку h FE зависит от температуры, а ширина импульса изменяется линейно, ширина выходного импульса не может быть стабильной. Также h FE зависит от используемого транзистора.
В любом случае, этот недостаток может быть устранен, если резистор установлен в эмиттере, что означает, что решением является схема синхронизации эмиттера . Когда вышеупомянутое условие происходит, транзистор выключается в цепи синхронизации эмиттера, и, таким образом, получается стабильный выходной сигнал.
Нестабильный блокирующий генератор
Если блокирующий генератор может автоматически изменять свое состояние, он называется константой блокирующего генератора. Эти блокирующие генераторы Astable могут быть двух типов. Они есть
- Управляемый диодом генератор нестабильной блокировки
- RC управляемый нестабильный генератор колебаний
В управляемом диодом блокирующем генераторе Astable диод, помещенный в коллектор, изменяет состояние блокирующего генератора. В то время как в управляемом RC нестабильном блокирующем генераторе синхронизирующий резистор R и конденсатор C образуют сеть в секции эмиттера для управления синхронизацией импульсов.
Чтобы иметь четкое понимание, давайте обсудим работу блокирующего генератора с управляемым диодом Astable.
Управляемый диодом генератор нестабильной блокировки
Управляемый диодом генератор нестабильной блокировки содержит импульсный трансформатор в цепи коллектора. Конденсатор подключен между вторичной обмоткой трансформатора и базой транзистора.
Первичный трансформатор и диод соединены в коллекторе.
Начальный импульс подается на коллектор транзистора, чтобы инициировать процесс, и оттуда импульсы не требуются, и схема ведет себя как нестабильный мультивибратор. На рисунке ниже показана схема управляемого диодом генератора нестабильной блокировки.
Первоначально транзистор находится в выключенном состоянии. Для инициирования цепи на коллектор подается отрицательный импульс запуска. Диод, анод которого подключен к коллектору, будет в состоянии обратного смещения и будет отключен при применении этого отрицательного триггерного импульса.
Этот импульс подается на импульсный трансформатор, и из-за полярности обмотки (как показано на рисунке) такое же количество напряжения индуцируется без какой-либо инверсии фазы. Это напряжение течет через конденсатор к базе, внося некоторый базовый ток. Этот базовый ток создает некоторое напряжение базы к эмиттеру, которое, когда оно пересекает напряжение включения, переводит транзистор Q 1 во включенное состояние.
Теперь ток коллектора транзистора Q 1 повышается, и он подается как на диод, так и на трансформатор. Диод, который изначально выключен, теперь включается. Напряжение, которое индуцируется в первичной обмотке трансформатора, вызывает некоторое напряжение во вторичной обмотке трансформатора, с помощью которого конденсатор начинает заряжаться.
Поскольку конденсатор не будет подавать ток во время зарядки, базовый ток i B прекращает течь. Это отключает транзистор Q 1 . Отсюда состояние меняется.
Теперь диод, который был включен, имеет некоторое напряжение на нем, которое подается на первичную обмотку трансформатора, которая наводится на вторичную обмотку. Теперь ток течет через конденсатор, который позволяет конденсатору разряжаться. Следовательно, базовый ток i B протекает, снова включая транзистор. Выходные сигналы, как показано ниже.
Поскольку диод помогает транзистору изменить его состояние, эта схема управляется диодом.
Кроме того, поскольку импульс запуска подается только во время инициирования, в то время как схема продолжает самостоятельно изменять свое состояние, эта схема является нестабильным генератором. Отсюда и название контролируемого диодом генератора нестабильной блокировки.
Схема другого типа использует комбинацию R и C в эмиттерной части транзистора, и она называется управляемой RC цепью нестабильного блокирующего генератора.
Генератор импульсов» Заметки по электронике
Ключевые моменты о генераторах импульсов: что они из себя представляют; как они работают; как их можно использовать.
Генераторы сигналов включает:
Основы генератора сигналов
Типы генераторов сигналов: Основы генератора радиочастотных сигналов Генератор сигналов произвольной формы Генератор функций Генератор импульсов
Генераторы импульсов представляют собой элементы электронного испытательного оборудования, которые используются для генерации импульсов — обычно прямоугольных импульсов.
Эти генераторы импульсов используются для самых разных приложений, но чаще всего в качестве стендового испытательного оборудования при разработке логических схем различных форм.
Генераторы импульсов можно использовать для генерации импульсов, которые могут стимулировать логическую схему.
Для того, чтобы обеспечить правильные типы импульсов, требуется значительная степень регулировки импульсов с точки зрения длины, задержки, частоты повторения и т.п.
Многие функции генератора импульсов аналогичны функциям генератора функций или генератора сигналов произвольной формы. В результате многие генераторы функций или сигналов произвольной формы включают в себя функции генератора функций, что делает их универсальными измерительными приборами.
Основы генератора импульсов
Генераторы импульсовиспользуются для подачи импульсов для использования в различных электронных приложениях. Обычно генераторы импульсов обеспечивают ряд функций и возможностей:
- Генерация прямоугольных импульсов Как следует из названия, генератор импульсов предназначен для генерации импульсов прямоугольной формы, часто способных управлять логическими схемами, хотя они не обязательно ограничиваются только этим типом приложений.
- Ширина импульса: Для создания различных сигналов можно изменять ширину импульса.
- Частота повторения : Частота повторения является ключевым параметром. При использовании в режиме «свободного хода» частота повторения может варьироваться.
- Запуск по импульсу: Используя внешний сигнал, можно запустить генератор импульсов. Импульсный запуск обычно может происходить либо по отрицательному, либо по положительному фронту с помощью переключателя выбора.
- Задержка импульса: Когда запускается импульс, обычно можно выбрать задержку для импульса от генератора импульсов. Эта задержка регулируется.
- Амплитуда импульса: Хотя амплитуда импульса обычно требуется для управления логическими схемами, амплитуда обычно регулируется. По крайней мере, это необходимо, потому что сегодня используется много стандартных логических уровней.
- Время нарастания и спада импульса: Для некоторых приложений может потребоваться настройка времени нарастания и спада логических выходов.
Генераторы импульсов могут использовать либо цифровые, либо аналоговые технологии, либо их комбинацию. Такие элементы, как запуск и генерация импульсов, почти наверняка будут использовать цифровую технологию, но такие аспекты, как управление временем нарастания и спада генератора импульсов, скорее всего, будут использовать аналоговые технологии.
Генератор импульсов TTL
Часто для создания логических выходов ТТЛ требуются генераторы импульсов. Эти генераторы можно назвать генераторами импульсов ТТЛ. Их выходные уровни будут соответствовать стандартным уровням TTL 0 и 5V.
Хотя уровни TTL широко используются, существует множество различных семейств схем TTL, которые использовались, включая стандартный TTL, маломощный, маломощный Schottky и многие другие версии TTL. Однако приняты стандартные определения уровней TTL.
| TTL «Определение» | Низкий (В) | Высокий (В) |
|---|---|---|
| Определение входного сигнала TTL | 0–0,8 | 2,2–5 |
Часто пределы TTL ограничиваются более узким пределом для повышения устойчивости и т. д. | 0–0,4 | 2,6–5 |
Для элемента испытательного оборудования, такого как генератор импульсов TTL, должны быть приняты более узкие пределы TTL.
Многоканальные генераторы импульсов
Некоторые из более поздних генераторов импульсов называются многоканальными генераторами импульсов. Эти многоканальные генераторы импульсов могут создавать несколько каналов импульсов с независимой шириной импульса и задержкой с независимыми выходами и даже независимой полярностью.
Эти генераторы импульсов часто используются для синхронизации, задержки, стробирования и запуска нескольких устройств, часто в отношении одного события. Это означает, что хотя выходы независимы, все они так или иначе связаны с одним и тем же источником. Это позволяет связывать гораздо более сложные системы из одного источника, хотя и с разными задержками и т. д.
Также можно мультиплексировать синхронизацию нескольких каналов на один канал, чтобы запускать или стробировать одно и то же устройство несколько раз.
Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных
Цифровой мультиметр
Частотомер
Осциллограф
Генераторы сигналов
Анализатор спектра
LCR-метр
Измеритель наклона, ГДО
Логический анализатор
ВЧ измеритель мощности
Генератор радиочастотных сигналов
Логический пробник
PAT-тестирование и тестеры
Рефлектометр во временной области
Векторный анализатор цепей
PXI
ГПИБ
Граничное сканирование / JTAG
Получение данных
Сборка генератора импульсов | Журнал Nuts & Volts
» Перейти к разделу «Дополнительно»
Если вы работаете с цифровыми и логическими схемами (а мы все с ними работаем), этот прибор пригодится вам для проектирования, устранения неполадок и калибровки электронных схем. Хотя у меня есть довольно дорогой коммерческий генератор функций, я обнаружил, что этот генератор импульсов — тот, к которому я обращаюсь большую часть времени.
Генератор довольно прост в сборке и имеет простую конструкцию. Для этого требуется шесть интегральных схем и два транзистора. Кроме того, вам понадобится блок питания 15 вольт на 200 мА.
Вы можете построить этот блок, как показано, или добавить/удалить этапы, если вы предпочитаете что-то более индивидуальное для ваших нужд. За два года использования я не почувствовал необходимости менять дизайн, так как он хорошо работал во всех ситуациях.
Я разместил это устройство в коробке размером 7 x 4 x 5 дюймов. Если вы строите его точно так, как показано, не используйте коробку меньшего размера, так как вы будете теснить элементы управления на передней панели. Прежде чем мы перейдем к конструкции, я чувствую, что необходимо описать теорию работы.
Как это работает
На схеме ( Рисунок 1 ) сердцем устройства являются генератор скорости U4 и генератор ширины U3B. Частота мультивибратора U4 устанавливается в шесть ступеней выбором конденсатора S6a, S6b.
РИСУНОК 1. Сердцем устройства являются генератор скорости U4 и генератор ширины U3B.
Это, в свою очередь, регулируется потенциометром P2, чтобы обеспечить полный охват между диапазонами. Изменение RATE составляет от двух микросекунд до одной секунды непрерывно с R9.и значения P2, дающие примерно 10-процентное перекрытие между диапазонами. Выходной сигнал прямоугольной формы отправляется через U5a,b (логический элемент И), который обеспечивает буферизацию на U4. Один вентиль посылает сигнал на J3 (внутренний триггер). Другой вентиль посылает сигнал на U2b-P5, который изолирует различные входы друг от друга с помощью функции вентиля ИЛИ.
Положительный фронт с выхода U2b запускает генератор ширины U3b. Между прочим, все эти схемы запускаются положительным фронтом. U3b является моностабильным мультивибратором, и его выходная ширина определяется выбором конденсатора через S7a, S7b. Как и в U4, он регулируется потенциометром P3 (также обеспечивающим 10-процентное перекрытие) для обеспечения непрерывной конвергенции шириной от одной микросекунды до 100 миллисекунд.
Выход U3b отправляется через U2c на базу Q1. В сочетании с S4, U5c и d обеспечивают выбор положительных или отрицательных импульсов (Q или Q не).
Уровень импульса в этой точке составляет пиковое значение 15 вольт, и работа эмиттерного повторителя Q1 заключается в управлении регулятором уровня импульса P4 и схемой преобразования R14, R15 для управления уровнем ТТЛ U6 для быстрых времен нарастания и спада, необходимых для это семейство цепей.
С выхода регулятора уровня импульсов импульс подается на Q2 через R16. Q2 — это усилитель тока для управления нагрузками с очень низким импедансом. Его выходное сопротивление составляет порядка 10 Ом, и он легко управляет нагрузкой 50 Ом при пятивольтовом логическом уровне.
Основной выход на J4 связан по переменному или постоянному току в зависимости от выбора S5. Выход в этой точке от нуля до 14 вольт, пик. R17 — это подтягивающий резистор, помогающий сократить время спада. R16 был выбран произвольно, чтобы уменьшить перерегулирование и звон.
Переключатель S2 (пуск-стоп) имеет несколько вариантов. В рабочем положении генератор скорости U4 работает непрерывно и обеспечивает запуск для U3b. В положении остановки запуск U3b может быть одним из следующих:
- Внешний запуск через J1
- Одиночный выстрел срабатывает через S3 (single) — один импульс на нажатие
- Внешнее управление через J2
- Внутренний всплеск срабатывает через S1 (всплеск) — один всплеск на одно нажатие
U1 и U2 являются идентичными высокоскоростными компараторами и принимают любую форму волны от постоянного тока до 1 МГц. Их диапазон входного напряжения составляет от 1,3 до 15 вольт, пиковое. Входное сопротивление составляет один МОм. U3a является генератором длины пакета и будет посылать одну группу импульсов каждый раз, когда S1 нажимается. Фактическое количество импульсов определяется настройками управления на передней панели и длительностью пакета, выбранной потенциометром P1. В своем устройстве я выбрал для этой схемы диапазон от 0,1 до 20 миллисекунд.
Вы можете изменить свою, изменив постоянную времени RC P1, C3.
C1 и C2 обеспечивают дешевое средство устранения дребезга для контактов S1 и S3 соответственно. Основной выход (J4) имеет время нарастания импульса 10 наносекунд и совместим с комплементарной схемой металл-оксид-полупроводник (CMOS) или биполярной схемой. Выход ТТЛ (J5) совместим с этим типом схемы, как упоминалось ранее. Возможностей, встроенных в этот генератор, хватило для всех моих нужд. Теперь о строительстве.
Строительство
Как я уже упоминал ранее, коробка, которую я использовал, будет настолько маленькой, насколько вы захотите. Мне даже пришлось смонтировать большинство компонентов блока питания на его заднем внутреннем углу, а выключатель питания — на задней панели.
РИСУНОК 2. Выключатель питания расположен на задней части корпуса.
Я не буду останавливаться на конструкции блока питания, так как вы можете использовать любую конфигурацию, вплоть до включения настенного трансформатора, если это необходимо.
Просто убедитесь, что он соответствует требованиям схемы от 18 до 22 вольт и минимум 200 мА.
Я построил настоящую схему на специальной плате с дорожками, которые подходят для двухрядных разъемов (DIP). Я всегда использую сокеты в своих проектах для будущих модификаций или устранения неполадок. Эта доска имела размеры 3,25 х 5,5 дюймов и была разложена, как показано на рисунке 9.0150 Рисунок 3 . Почти все компоненты были установлены на плате, за исключением компонентов с C5 по C15, о которых я расскажу позже.
РИСУНОК 3. Размеры платы 3,25 x 5,5 дюйма.
Q2 был выбран за его высокую скорость работы и мощность. Большинство быстродействующих переключающих транзисторов будут работать нормально, и даже скромный 2N3904 удовлетворительно показал себя в этой схеме. C16 должен быть установлен близко к этому коллектору. В этой конструкции не возникло никаких проблем с расположением схем, даже с сгруппированными и прошитыми проводами на передней панели.
J1, J2 и J3 доступны через вырез в задней стенке корпуса.
Что касается времязадающих конденсаторов от C5 до C15, я решил установить их между площадками поворотных переключателей S6 и S7. Когда связанные регуляторы переменных (P2 и P3) находятся в калиброванном положении (полностью против часовой стрелки), скорости и ширины будут такими, как отмечены на положениях переключателей на передней панели. К ним относятся:
RATE:
2 мкс, 10 мкс, 100 мкс, 1 мс, 10 мс, 100 мс
WIDTH:
1 мкс, 10 мкс, 100 мкс, 1 мс, 10 мс
РИСУНОК 4. Скорость и ширина отмечены на передней панели.
Элементы управления переменной переместят вас от одного диапазона к другому с 10-процентным перекрытием для обеспечения полного охвата. В положении калибровки точность будет зависеть от того, насколько значения конденсатора близки к требуемым значениям.
На некоторых диапазонах я прибил его на первом подобранном конденсаторе.
На других приходилось подкрадываться к нему с двумя конденсаторами (один большой, один маленький). Я стремился к однопроцентной точности на всех диапазонах, и добиться этого было несложно. Нет смысла пытаться добиться большей точности, чем эта, поскольку стабильность конденсатора не гарантирует, что время останется таким же стабильным. Если вы хотите большей стабильности и точности, вам придется использовать дорогие полистирольные или аналогичные конденсаторы.
В такой предельной точности на самом деле нет необходимости, так как вы обычно будете использовать этот прибор в сочетании с другим тестовым оборудованием (прицелами и т. д.) для перекрестной проверки. В перечне деталей указаны целевые значения конденсаторов с C5 по C15. Эти значения могут различаться в вашей конкретной схеме, но предлагают близкую отправную точку.
Кроме того, потенциометры (P2 и P3) можно шунтировать резисторами высокого номинала, чтобы слегка изменить их значения и привести синхронизацию нижнего конца (P2 и P3, полностью по часовой стрелке) в большее соответствие с ожидаемыми скоростями и длительностью для этих точки.
Важной функцией этих двух схем является не столько точность передней панели, сколько полное покрытие коммутируемых диапазонов.
Фактический выходной ток привода, создаваемый генератором, зависит от транзистора Q2 и рабочего цикла (процент времени, в течение которого Q2 остается на высоком уровне напряжения). Для показанного транзистора он будет выдавать 500 мА при 10-процентном рабочем цикле без ухудшения характеристик импульса. Например, 2N3904 будет выдавать 100 мА при тех же условиях.
Для U6 (транслятор cmos в TTL) я использовал шестнадцатеричный инвертор только потому, что это было удобно. Подходит любая конфигурация ворот TTL; просто убедитесь, что выход остается неинвертированным по отношению к входу.
По завершению, если возникнут проблемы, начните с проверки источников питания (+15 и +5 вольт). Затем посмотрите на генератор скорости U4, чтобы убедиться, что он работает. U4 будет работать, когда U2a-P9 положительный, и остановится, когда он отрицательный.
Помимо генератора и из-за простоты схемы, вы можете переходить поэтапно, используя стандартные методы устранения неполадок.
Когда вы закончите этот проект, у вас будет источник генерации импульсов с широким диапазоном выходных сигналов:
Частота — плавная регулировка от двух микросекунд до одной секунды
Ширина — плавная регулировка от одной микросекунды до одной миллисекунды 90 009
Триггер — непрерывный, одиночный импульс, внутренний или внешний
Выход — адекватный привод практически для любой схемы (от нуля до 14 вольт, пик)
Лично мне было интересно и весело строить этот проект, и он оказался важной частью моего испытательного стенда. Не торопитесь строить это, делайте профессиональную работу, и вы будете так же довольны, как и я.
NV
