Генераторы на логических элементах | Основы электроакустики

Электрические процессы, в мультивибраторах на транзисторах, операционных усилителях, логических элементах, аналогичны. Структурно они также строятся по схемам: 2 транзистора по схеме ОЭ или 2ЛЭ с отрицанием типов И-НЕ, ИЛИ-НЕ, включенных последовательно. Мультивибратор имеет два временно устойчивых состояния: один ЛЭ (микросхема) закрыт, другой – открыт и наоборот. Параметры времязадающих RC-цепей определяют частоту мультивибратора.

Для построения мультивибраторов на потенциальных логических элементах (ПЛЭ) могут использоваться элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ. Для многовходовых элементов неиспользуемые входы объединяют, однако при этом возрастает входная емкость и уменьшается входное сопротивление, либо подключают их для элемента И-НЕ на +Е_ПИТ, для элемента ИЛИ-НЕ на общую шину.

Принципиальная схема мультивибратора на элементах И-НЕ приведена на рис. 16.19. Время формирования импульса и паузы определяется постоянными времени заряда конденсаторов

R₁C₁ и R₂C₂, разряд происходит через ускоряющие диоды VD₁ и VD₂.  

 

Рис. 16.19. Принципиальная схема мультивибратора на ПЛЭ «И-НЕ»

 

С₁ заряжается, когда элемент DD₂ находится в состоянии логической «1», при этом элемент DD₁ – в состоянии логического «0». В момент переключения элемента DD₂ в состояние «1», его выходное напряжение U_ВЫХDD2=3,5В (для серии К155) будет приложено ко входу DD₁

, т.к. в момент коммутации U_C1- = 0, при этом выходное напряжение элемента DD₂ U_ВЫХDD1 падает до 0 В. В мультивибраторе имеет место 1-ое временно устойчивое состояние (DD₂в состоянии логической «1», DD₁ – в «0»). По мере заряда конденсатора С₁ напряжение на входе DD₁ уменьшается и в определенный момент времени достигает порогового уровня U_ПОР (U_ПОР»1,5В для серии К155), при котором DD₁переключается в состояние логической «1», что соответственно переводит элемент DD₂ в состояние логического «0». При этом происходит переход схемы во 2-ое временно устойчивое состояние. В этом состоянии конденсатор С₁ разряжается, а конденсатор С₂ заряжается.

 

 

 

Рис. 16.20. Осциллограммы работы мультивибратора на ПЛЭ

 

 

Разряд конденсатора С₁ через открытый диод VD₁происходит быстро, поэтому момент следующего переключения определяется достижением U_ВХDD2=U_ПОР. Схема вновь переходит в 1-ое временно устойчивое состояние.

Существует насколько разновидностей генераторов на логических схемах. На рис.16.21 приведены схемы генераторов прямоугольных импульсов с времязадающей

RC-цепью (а) и с времязадающим конденсатором (б).

 

Рис.16.21. Генераторы прямоугольных импульсов на логических элементах

 

Одновибратор на логических элементах И-НЕ (см. рис. 16.22) можно получить из схемы автоколебательного мультивибратора на тех же элементах (см. рис. 16.19), исключив из последней одну времязадающую цепочку. Процессы генерирования импульсов в одновибраторе аналогичны процессам в автоколебательном мультивибраторе.

Осциллограммы работы одновибратора приведены на рис. 16.23.

 

Рис. 16.22. Принципиальная схема одновибратора на ПЛЭ «И-НЕ»

 

Одновибратор имеет одно устойчивое и одно временно устойчивое состояние. В исходном состоянии устойчивого равновесия (до поступления запускающего импульса) логический элемент DD₁ закрыт и U_ВЫХ1 равно уровню логической «1». Такое состояние элемента DD₁ обеспечивается подключением к его входу резистора R₁ небольшого сопротивления. Логический элемент DD₂ открыт высоким уровнем входного напряжения, поступающего на один из его входов. При этом конденсатор С₁ разряжен.

При подаче на вход схемы в момент времени t₁

отрицательного импульса запуска элемент DD₂ переходит в закрытое состояние и напряжение на его выходе достигает уровня логической «1». Этот положительный скачок напряжения U_ВЫХ2передается через конденсатор С₁ на вход элемента DD₁, закрывая его. Напряжение U_ВЫХ1 снижается до уровня логического «0». Конденсатор С₁ при этом заряжается, напряжение на его обкладках увеличивается, а U_ВЫХ1 на резисторе R₁ уменьшается. При U_ВЫХ1=U_ПОР (при t=t₂) происходит опрокидывание одновибратора, как и в автоколебательном мультивибраторе. На этом заканчивается формирование импульса и одновибратор переходит в исходное устойчивое состояние равновесия.

Длительность выходного импульса и время нахождения схемы во временно устойчивом состоянии определяется постоянной времени заряда конденсатора RC.

 

 

 

Рис. 16.23. Осциллограммы работы одновибратора на ПЛЭ

 

Простой генератор прямоугольных импульсов на логических элементах

4 ноября 2020 — Admin

На рисунке приведена простейшая схема генератора на логических элементах. Ничего лишнего: времязадающая RC-цепочка и микросхемка.

Данное устройство собрано на микросхеме CD4011BE (отечественный аналог К561ЛА7). Она содержит в себе 4 логических элемента 2И-НЕ. Сразу вспомним, что элемент 2И-НЕ имеет два входа, и сперва применяет к двум входным сигналам операцию И, а затем результат инвертирует (операция НЕ). Вот табличка логики:

Вход 1	Вход 2	Выход
0	0	1
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Впрочем, на схеме входы элементов соединены друг с другом. Это значит, что нам от элемента нужна только операция НЕ. Один элемент инвертирует сигнал, то есть поворачивает его на 180 градусов. Значит, два последовательных элемента повернут сигнал на 360 градусов = 0 градусов. Это как раз и требуется: для работы генератора должна обеспечиваться положительная обратная связь, то есть сигнал с выхода должен попадать на вход в «фазе», чтобы поддерживать сам себя.

Принцип работы

Допустим, после включения питания на входе DD1.1 установился низкий уровень. Значит, на выходе будет высокий уровень, который попадает на вход DD1.2, на выходе которого, в свою очередь, будет опять низкий уровень. Конденсатор C1 разряжен. И он начинает заряжаться через резистор R1, который правым выводом подключён к выходу DD1.1 — к точке, где потенциал высокий.

Постепенно напряжение на C1 растёт, и в какой-то момент окажется достаточным для переключения DD1.1 в состояние 1 на входе, 0 на выходе. Тут же и DD1.2 поменяет состояние на противоположное: 0 на входе, 1 на выходе. И процессы в RC-цепочке пойдут в обратную сторону, до тех пор, пока напряжение на конденсаторе снова не переключит DD1.1, а за ним DD1.2 и весь цикл повторится сначала. Описание несколько упрощённое (вблизи момента переключения там происходят чуть более сложные процессы), но достаточное для первоначального понимания.

Пробуем на практике

Как вы уже поняли, частота генератора определяется параметрами времязадающей RC-цепочки: от сопротивления резистора и ёмкости конденсатора будет зависеть, сколько времени будет длиться заряд/разряд конденсатора. Примерная формула такова:

Верхняя частота генератора ограничена скоростью переключения КМОП-элементов (условно, порядка 2 МГц). При этом и на достаточно низких частотах генератор работает уверенно:

• С1 . . . . . . . 1 мкФ
• R1 . . . . . . . 680 кОм
• f . . . . . . . .  1 Гц.

Схема собрана на макетной плате. Чтобы увидеть работу генератора, я подключил к его выходу светодиод через токоограничивающий резистор. Считается, что микросхема этого типа может выдерживать выходной ток до 6.8 мА, так что вполне способна засветить не очень мощный светодиод без дополнительного ключа на транзисторе. Вот что получилось:

Ну а вот как выглядит сигнал генератора на осциллограмме:

Осциллограмма выходного сигнала генератора

Улучшение схемы

Как можно было бы доработать эту схему? Вот некоторые соображения.

Частота такого генератора весьма нестабильна. Для исправления этого недостатка часто заменяют конденсатор на кварцевый резонатор нужной частоты, а также пропускают сигнал ещё через один-два элемента 2И-НЕ.

Для регулировки частоты можно постоянный резистор заменить на подстроечный, а также добавить переключатель и несколько конденсаторов, чтобы менять ёмкость. Однако, как и в любой схеме, есть ограничения на номиналы деталей. Например, сопротивление R1 не может быть менее 1 кОм.

Более интересная задача — регулировка скважности. В приведённой схеме длительность импульса равна длительности паузы, скважность 50%. А что если мы хотим короткий импульс и длинную паузу, или наоборот? Тогда нужно последовательно с R1 включить примерно такую конструкцию:

Схема регулировки скважности

Здесь заряд и разряд конденсатора идут через разные плечи R2 благодаря диодам VD1 и VD2, так что соотношение импульса и паузы будет разное в зависимости от положения движка R2.

Поделиться в соцсетях:

12 Схем RC-мультивибраторов на микросхемах, расчет их частоты

Во многих схемах, построенных на логических микросхемах есть источники прямоугольных импульсов, — мультивибраторы на логических элементах с заданием частоты RC-цепями.

Здесь пойдет речь о мультивибраторах на логических элементах КМОП-логики, представляющей собой цифровые микросхемы с низким потреблением энергии, и способностью работы в широком диапазоне напряжения питания.

К числу таких относятся микросхемы серий К561, К176, а также многочисленные зарубежные аналоги серий «…40…» и «…45…».

Такие микросхемы построены по «полевой» технологии отличаются высоким, почти бесконечным входным сопротивлением Это значит то, что R-составляющая может быть весьма большой величины, -от килоома до десятков мегаом.

Схемы генераторов импульсов

На рисунке 1 показана, пожалуй, самая популярная схема мультивибратора на двух логических элементах.

Рис. 1. Схема мультивибратора на двух логических элементах.

Для создания мультивибратора по схеме на рисунке 1 нужно два логических инвертора. В данном случае показан вариант на двух элементах «2ИЛИ-НЕ» микросхемы К561ЛЕ5, К176ЛЕ5 или зарубежного аналога CD4001, переведенных в режим инверторов путем соединения вместе всех входов каждого логического элемента.

На рисунке 2 показана аналогичная схема мультивибратора на инверторах (элементах «НЕ») микросхемы К561ЛН2, а на рисунке 3 — для элементов «4И-НЕ» (микросхема К561ЛА9). Сколько бы входов у каждого элемента логики «И-НЕ» или «ИЛИ-HE» не было, для создания инвертора их соединяют вместе.

Рис 2. Схема мультивибратора на инверторах — элементах НЕ.

Рис. 3. Схема мультивибратора на элементах 4И-НЕ.

Частоту мультивибратора по схемам на рисунках 1, 2, 3 можно приблизительно рассчитать по формуле:

F = 0,5/(RC),

где F — в кГц, R — в кОм, С — в мкФ.

Почему приблизительно? Потому что многое зависит как от типа логических элементов и используемой микросхемы, кроме того есть зависимость и от напряжения питания, температуры. Например, для микросхемы К561ЛЕ5 более точная формула: F=0,46/(RC), а для К561ЛА7 формула:

F=0,52/(RC), для микросхемы К561ЛН2: F=0,48/(RC).

Еще и напряжение питания может внести погрешность до 10-15%. Ну а температура может оказать и большее влияние. Немного реже в радиолюбительской, а так же в справочной литературе и, чаще всего, в промышленной аппаратуре встречается схема, показанная на рис. 4. Здесь есть дополнительный резистор R2.

Он нужен для ограничения тока разряда конденсатора через диоды, имеющиеся внутри микросхемы, на входах логических элементов. Практически, резистор R2 делает схему более надежной, она работает более мягко, без пиковых перегрузок при заряде-разряде конденсатора.

Рис. 4. Схема генератора импульсов на с дополнительным резистором.

Больше стабильность частоты в зависимости от напряжения питания и температуры дает схема мультивибратора на трех логических элементах, показанная на рисунке 5 (и рисунке 6 с токоограничительным резистором R2).

Рис. 5. Схема мультивибратора на трех логических элементах.

Рис. 6. Схема генератора импульсов на трех логических элементах с токоограничительным резистором.

Если сравнить схему на рис. 5 со схемой на рисунке 1 станет заметно, что правый по схеме вывод резистора R подключен, на рис 5, к выходу D1 2 через инвертор D1.3, а на рисунке 1 — к выходу D1 1.

То есть, логически рассуждая, разницы никакой нет. Но, сопротивление, включенное между входом и выходом одного логического элемента придает ему свойства аналогового усилителя.

На рисунке 5 же, в «линейке» между выводами R целых три элемента, а в результате более стабильный режим и как следствие меньшая зависимость частоты от напряжения питания микросхемы.

В этих схемах (рис 5. 6) выходом тоже может быть совсем не обязательно выход D1.3, но так же и выход D1.2, если нужно получить импульсы, противофазные импульсам на выходе D1.3.

В некоторых схемах весьма важна скважность импульсов, ширина полуволн, то есть, соотношение времени, в течение которого на выходе единица, ко времени, в течение которого на выходе ноль.

В таком случае используют схему, показанную на рисунке 7. Здесь есть два резистора, определяющих частоту — R1 и R3. причем работают они каждый в своей полуволне, а диоды VD1 и VD2 служат переключателем этих резисторов.

Рис. 7. Схема генератора импульсов с изменяемоц скважностью.

Изменяя соотношение сопротивления R1 к R3 можно поучить на выходе импульсы самой различной скважности. Длительность единицы можно определить по формуле: t1 = 0.8CR1.

Длительность нуля: t0 = 0.8CR3. Существуют логические элементы с эффектом триггера Шмитта, суть отличия в том. что у них есть некий гистерезис, разница напряжений на входе, при котором происходит переключение в логическую единицу и логический ноль.

Благодаря этому свойству мультивибратор с RC-цепью, задающей частоту импульсов можно сделать всего на одном таком логическом элементе. На рисунке 8 показана схема мультивибратора на логическом элементе микросхемы К561ТЛ1 (зарубежный аналог CD4093).

Рис. 8. Схема генератора импульсов на логическом элементе микросхемы К561ТЛ1 (зарубежный аналог CD4093).

Приблизительную частоту генерации для такого варианта можно определить по формуле:

F = 1.78/RC.

где F — в кГц, R — в кОм, С — в мкФ.

В некоторых схемах требуется управлять мультивибратором, чтобы он генерировал импульсы не все время, пока подано питание, а только тогда, когда это нужно, согласно логике работы схемы.

На рисунках 9, 10, 11, 12 показаны варианты управления для схем мультивибраторов на ИМС К561ЛЕ5 и К561ЛА7. В схеме на рис 9 при подаче логической единицы на вход «управление» генерация прекращается, а на выходе устанавливается логическая единица.

Рис. 9. Схема варианта управления для мультивибратора.

В схеме на рис. 10 при подаче логической единицы на вход «управление» генерация прекращается, а на выходе устанавливается логический ноль. Совсем наоборот работают схемы на рис.11 и 12. Здесь чтобы прекратить генерацию нужно подать логический ноль, а не единицу. В схеме на рис.

11 при подаче логического нуля на вход «управление» генерация прекращается, а на выходе устанавливается логический ноль.

Рис. 10. Схема управляемого генератора импульсов.

Рис. 11. Управляемый генератор сигналов на логических элементах.

Рис. 12. Схема управляемого мультивибратора на микросхеме.

В схеме на рис 12 при подаче логического нуля на вход «управление» генерация прекращается, а на выходе устанавливается логическая единица.

Связана эта разница с различием логики работы примененных логических элементов В первом случае, это элементы «ИЛИ-HE», во втором «И-НЕ».

Как прекратить работу мультивибратора

Вообще, чтобы прекратить работу любого мультивибратора на логических элементах нужно один (или единственный) логический элемент его схемы зафиксировать в состоянии, когда уровень на его выходе не меняется от изменения уровня на его других входах.

Например, на рисунке 9 подаем единицу на один из входов элемента D1 1. Но это элемент «2ИЛИ-НЕ», значит «главный» уровень для него единица. Теперь он зафиксирован в положении с нулем на выходе. А это приводит к остановке генерации.

Андреев С. РК-05-2019.

Генератор импульсов регулируемого тока



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).

Источник

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ С РЕГУЛИРОВКОЙ ЧАСТОТЫ

Как-то попросили меня сделать простую мигалку, чтоб реле управлять или маломощной лампочкой мигать. Собирать простейший мультивибратор, будь то симметричный или не симметричный, как-то банально, да и схема нестабильна и не совсем надежна, при том что работать она должна при напряжение 24 вольта в грузовом автомобиле, да и еще размеры иметь не слишком большие.

Схема

Поискав по сети схемы, решил по даташиту включить популярную микросхему NE555N. Прецизионный таймер, стоимость которого очень мала – порядка 10 рубликов за микросхему в дип корпусе! Но так как нагрузка у нас не совсем слабая, и может потребоваться большие токи относительно питания таймера, то нам нужен какой-то ключ, которым и будет управлять сам таймер.

Можно взять обычный транзистор, но он будет греться ввиду больших потерь из-за больших падений на переходах – поэтому взял высоковольтный полевой транзистор на несколько ампер тока, такому ключу при токе даже в 2 ампера не потребуется радиатор вообще.

Сам таймер 555 имеет ограничения в питающем напряжение – порядка 18 вольт, хотя уже и при 15 может смело вылететь, поэтому собираем цепочку из ограничительного резистора и стабилитрона с фильтрующим конденсатором по входу питания!

В схему введен регулятор, дабы можно было вращая ручку регулятора изменить частоту импульсов вспышки лампочки или срабатывания реле. Если же регулировка не требуется, можно подстроить частоту на нужные, замерить сопротивление и впаять потом готовое. На приведённой выше — сразу 2 регулятора, которыми меняется скважность (отношение включенного состояния выхода к выключенному). Если требуется соотношение 1:1 — убираем всё кроме одного переменного резистора.

Видео

Часть элементов выполнено в дип корпусах, часть в смд — для компактности и лучшей компоновки в целом. Схема генератора импульсов заработала после включения практически сразу, осталось только подстроить под нужную частоту. Плату желательно залить термоклеем или поставить в корпус из пластика, дабы автовладельцы не догадались ее прикрутить напрямую к корпусу или положить на что-то металлическое.

Источник

Генератор импульсов регулируемого тока

Лабораторный генератор ШИМ с широким диапазоном частот для проектирования высокочастотных импульсных стабилизаторов, преобразователей и испытания различных схем.

Автор: Провада Юрий Петрович
Опубликовано 16.09.2011
Создано при помощи КотоРед.
2011

Поздравляю radiokot.ru и Главного Кота с Днём Рождения! А также модераторов и всех, кто помогает сайту становиться все лучше и интересней. Желаю всего самого доброго! Так держать! Лично я отметил день рождения Кота, как на картинке, чего и всем советую.

«Для того чтобы четко понимать процесс, о нем нужно сто раз услышать, или всего лишь один раз увидеть».

В наше время весь мир крутится вокруг широтно-импульсной модуляции (ШИМ), да что и говорить, даже день и ночь – и те подвластны ШИМу (зимой день короче чем ночь и наоборот J ). ШИМ сейчас используется везде, где только можно представить его применение: регуляторы, стабилизаторы, преобразователи, блоки питания и прочие устройства. Учитывая тенденцию увеличения мощности, неуклонного роста используемых частот в силовой и преобразовательной технике, а также уменьшению массо — габаритных показателей, я решил что иметь у каждого в домашней лаборатории широкодиапазонный генератор ШИМ просто обязательно. Но это, конечно же, должен быть не просто генератор. Нужно что бы он имел регулировку частоты в широком диапазоне, регуляторы коэффициента заполнения, регуляторы DEAD TIME, однотактный и двухтактный выходы, а также инверсию выходов для каждого. Инверсия выходов необходима для проверки мостового преобразователя. Да и мало ли чего ещё захочется исследовать. Но в тоже время он должен быть простым для сборки, наладки и повторения. В данном случае будет достаточно перекрыть диапазон частот в однотактном режиме от 60 кГц до 2 МГц, в двухтактном режиме от 30 кГц до 1 МГц. Регулировать коэффициент заполнения в однотактном режиме от 1 % до 99%, а в двухтактном режиме от 2 % до 98%, с возможностью регулирования паузы DEAD TIME («мертвая зона»). Генератор должен иметь минимальное число переключателей по диапазонам. Все должно регулироваться плавно и без скачков. Желательно иметь настройку грубо и точно на каждый параметр регулирования.

С помощью такого генератора можно проверять качество работы драйверов управления полевых транзисторов, скоростные показатели работы различных компонентов и многое–многое другое.

Чтобы не утомлять прочтением всей статьи, сразу покажу, какой сигнал получился на выходах в разных режимах и на разных частотах:

С помощью этого генератора я запускаю любой блок питания, в котором микросхема не дает импульсов на запуск, или уходит в защиту по непонятной причине. Плавно увеличивая коэффициент заполнения, смотрю, что происходит на выходе блока, или токовом шунте ключевого транзистора. Отыскание неисправности в любых импульсных блоках с этим генератором — просто сказка и занимает по времени считанные минуты. Откидываю, например, затвор силового транзистора от родной микросхемы, и цепляю его к своему генератору с драйвером. Для того что бы подключаться например по высокой стороне к двухтактникам, иногда такое надо, необходимо использовать оптодрайвер на 6N137 или любых других быстрых оптопарах.

Ещё можно проверять на что годны операционные и аудио усилители. Поскольку самые низкие искажения имеют только повторители напряжения, проверку буду производить именно в этом режиме. Приведу пример проверки самого распространенного операционного усилителя типа LM358. Тем самым ввергну в шок некоторых аудиофилов. Так вот, использовать LM358 в аудиоусилителях даже низкого класса категорически не рекомендую.

Ради прикола, беру самый первый советский операционник К140УД1Б и загоняю его на испытания. Показатели у него значительно лучше, чем у LM358.

Можно проверять время задержки в логических элементах и минимальную длительность импульса для триггеров.

Источник

Генерирование мощных импульсов тока регулируемой длительности

Виктор Опре

Регулирование амплитуды импульсов тока нагрузки обычно производится за счет изменения уровня напряжения заряда формирующей цепи. Для нахождения оптимальных параметров импульсного процесса кроме этого требуется также регулировать длительность импульсов. Из трех канонических схем формирующих двухполюсников, нашедших применение на практике, приемлемыми для этого являются генераторы, выполненные на основе однородных искусственных линий, а также генераторы с частичным разрядом емкостного накопителя. В статье приводятся схемные решения и методики расчета мощных генераторов, обеспечивающих регулирование длительности прямоугольных импульсов тока нагрузки в диапазоне от десятков микросекунд до единиц миллисекунд. Амплитуды токов нагрузки при этом могут достигать десятков тысяч ампер, а уровни напряжений — десятков тысяч вольт.

Необходимость регулирования длительности импульсов тока нагрузки обычно связана с поиском оптимальных режимов, определяемых частотой следования импульсов, их амплитудой и длительностью. Одним из наиболее простых решений, обеспечивающих регулирование длительности импульсов, является использование емкостного накопителя, работающего в режиме частичного разряда (рис. 1). Для коммутации тока нагрузки в таких генераторах используются мощные полностью управляемые ключи различных видов. В качестве таких ключей могут быть применены силовые транзисторы, модуляторные лампы или полностью управляемые ключи, выполненные на полууправляемых приборах — тиратронах или тиристорах [1]. При подключении накопителя С_н к нагрузке начинается разряд, причем ток разряда i_Р(t) изменяется по экспоненциальному закону. Ключ К отключается в момент времени t ≤ τmax, а τmax 24.07.2009 | Источники питания
Оставить комментарий

Источник

Генератор импульсов на четырех логических элементах с одним конденсатором. Генератор импульсов на тунельном диоде в автоколебательном режиме

ЭиМСХТ  №4

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НА ЧЕТЫРЕХ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТАХ С ОДНИМ КОНДЕНСАТОРОМ.

Вводим условный интегратор на логических элементах; вместо неинвертирующего триггера на ОУ можно ввести триггер на логике или 2-х последовательно включенных логических элементах, которые дают фазовый сдвиг 360°, что с точки зрения общей ОС эквивалентно нулевому фазовому сдвигу.

            &₁, &₂ выполняют роль подобную триггеру на ОУ; триггер на ОУ дает нулевой фазовый сдвиг, здесь два логических элемента дают 360°, что эквивалентно нулевому для образования положительной ОС, кроме того &₁, &₂ образуют пороги подобно триггеру. Если ввести общую ОС, то получаем легко возбуждающийся, стабильный генератор импульсов. Если нужно повысить стабильность генерации включается  пьезопреобразователь – кварц, но прямая постановка его вместо конденсатора это неправильно (это очень плохо), схема генерировать не будет. Для того что бы условный интегратор интегрировал более качественно всю схему делают на ЛА8, т.е. с открытым коллектором. Т.к. на выходе &₃ импульсы не прямоугольны, то включают 4-ый логический элемент &₄, который выдает практически прямоугольные импульсы; если это ЛА3, то на выходе сразу импульсы, если ЛА8, то нужно на выходе в цепь открытого коллектора включить резистор и подключить его к источнику +5В. Величина сопротивления резистора, из допустимого тока вых. ЛА8. Типовое изображение этой схемы:

ЭиМСХТ  №10

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НА ТУНЕЛЬНОМ ДИОДЕ В АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ

Последовательность расчета та же что и в предыдущем вопросе, но нагрузочная прямая выбирается иначе. После включения E₀ сразу формируется основание импульса, т.е. движение рабочей точки к колену 2, затем скачок – фронт в точке 3, затем формируется вершина 3-4, затем спад импульса и задний фронт – точки 4-5.

8. Генераторы тактовых импульсов (гти) на логических элементах

8.1 Гти на двух инверторах

Существует много различных схем ГТИ (мультивибраторов) на логических элементах (ЛЭ) [6, 12], простейшей из которых является схема на двух элементах И-НЕ (инверторах) (рисунок 8.1).

Рисунок 8.1

Для стабилизации работы в схеме использована местная (охватывающая только одну ИМС) отрицательная обратная связь (ООС) через резистор R.

Необходимая для самовозбуждения генератора положительная обратная связь (ПОС) реализована через конденсатор С.

В процессе работы схемы перезаряд конденсатора С через резистор R (рисунок 8.2).

Рисунок 8.2

На временном интервале Т1 на входе элемента DD1 напряжение U11 > Uпор ≈ 1,3…1,5 В, где Uпор – пороговое напряжение логического элемента (рисунок 6.1). Поэтому на выходе DD1 поддерживается низкий уровень напряжения U021, а на выходе DD2 — высокий уровень U022. Ток перезаряда конденсатора течет от источника питания по цепи: (“+Епит”; R1вых2; С; R; R0вых1; “земля”) и экспоненциально уменьшается с постоянной времени

.(8.1)

При этом напряжение на входе DD1 также экспоненциально падает от начального напряжения , асимптотически стремясь к уровню . В момент, когда напряжение на входе DD1 достигает уровня порога Uпор, инвертор DD1 переходит в усилительный режим (наклонный участок передаточной характеристики логического элемента (рисунок 6.1)). Напряжение U21 возрастает и инвертор DD2 также переходит в усилительный режим. В схеме начинает выполняться условие возникновения скачков: баланс амплитуд и баланс фаз (ПОС), что способствует быстрому (лавинообразному) переключению мультивибратора в другое квазиустойчивое состояние равновесия (U21 = 1, U22 = 0).

На выходе возникает отрицательный скачок напряжения, который через конденсатор С прикладывается ко входу U11, вызывая там тоже скачок напряжения. Т.к. , то на входе появляется небольшое отрицательное напряжение .

На временном интервале Т2 напряжение на входе DD1 U11 < Uпор, поэтому на выходе DD1 — высокий уровень , а на выходе элемента DD2 — низкий . Конденсатор С вновь перезаряжается. Ток перезаряда С протекает в противоположном направлении по цепи: (“+Епит”; ; R; С; ; “земля”).

По мере перезаряда ток через резистор R уменьшается экспоненциально с постоянной времени

,(8.2)

а напряжение на входе DD1 экспоненциально возрастает от уровня , асимптотически стремясь к уровню .

В момент совпадения U11 и Uпор схема вновь переключается. На выходе U22 появляется положительный скачок напряжения, который через конденсатор С прикладывается ко входу U11, вызывая там также скачок напряжения. Далее описанные процессы повторяются.

Период генерируемых импульсов определяется зависимостью [12]

(8.3)

при условии, что величина резистора R лежит в диапазоне:

240 Ом < R < 470 Ом.(8.4)

К достоинствам рассмотренного МВ относятся: простота схемы и стабильность частоты генерации. При изменении напряжения питания ИМС ТТЛ-типа в диапазоне (4,5…5,5) В частота изменяется только на 2%. Главный недостаток — искажение вершины выходных импульсов, т.к. выход связан с конденсатором, который постоянно перезаряжается.

Для устранения этого недостатка в схему вводят еще один элемент И-НЕ (инвертор).

Стабильный генератор прямоугольных импульсов — RadioRadar

Генераторы тактовых импульсов (ГТИ) – это своего рода задающие механизмы в большинстве сложных цифровых схем. На выходе ГТИ формируются повторяющиеся с определенной частотой электрические импульсы. Чаще всего они имеют прямоугольную форму. На основе этих колебаний синхронизируется работа всех включенных в устройство цифровых микросхем. За один такт выполняется одна атомарная операция (т.е. неделимая, та, которую нельзя выполнить или не выполнить частично).

Сгенерировать импульсы напряжения можно с различной степенью точности и стабильности. Но чем требовательнее схема к задающей частоте, тем точнее и стабильнее должен быть генератор.

Наиболее распространены:

1.Классические (аналоговые) генераторы. Они просты в сборке, но имеют низкую стабильность или генерируют не совсем прямоугольные импульсы. В качестве простейшего примера – LC-контуры или схемы на их основе.

2.Кварцевые (на основе кристаллов кварца). Здесь кварц выступает в качестве высокоизбирательного фильтра. Схема отличается высокой степенью стабильности и простотой сборки.

3.На основе программируемых микросхем (таких как Arduino). Решения тоже формируют стабильные импульсы, но в отличие от кварцевых могут управляться в заданных диапазонах и формировать сразу несколько опорных частот.

4.Автогенераторы. Это управляемые ГТИ, работающие преимущественно с современными процессорами, чаще всего интегрируются непосредственно в кристалл.

Таким образом, на роль стабильных генераторов прямоугольных импульсов в схемотехнике подходят:

• Кварцевые
• И программируемые (на основе программируемых микросхем).

Отдельно стоит упомянуть схемы классических одно- и мультивибраторов, работающих с применением логических элементов. Такой класс ГТИ однозначно может применяться в цифровых схемах, так как способен формировать стабильную частоту.

 

Кварцевый генератор повышенной стабильности

Один из примеров реализации.

Рис. 1. Схема кварцевого генератора

 

Схема строится на основе кварцевого резонатора и КМОП инвертора по принципу генератора Пирса.

За повышение стабильности отвечают конденсаторы увеличенной емкости Ca и Cb.

 

Мультивибраторы на основе логических элементов

Простейшая схема мультивибратора выглядит так.

Рис. 2. Схема мультивибратора

 

Фактически это колебательный контур на основе конденсаторов и сопротивлений. Логические элементы позволяют отсечь плавные фронты увеличения и снижения напряжения при заряде/разряде конденсатора в колебательном контуре.

График формирования напряжений будет выглядеть следующим образом.

Рис. 3. График формирования напряжений

 

За длительность импульса отвечает конденсатор C1, а за паузу между импульсами – C2. Крутизна фронта зависит от времени реакции логического элемента.

Обозначенная схема имеет один недостаток – возможен режим самовозбуждения.

Чтобы исключить этот эффект применяется еще один дополнительный логический элемент (смотри схему ниже – ЛЭ3).

Рис. 4. Схема мультивибратора

 

Генераторы на операционных усилителях

Тот же колебательный контур, но с интеграцией ОУ будет выглядеть так.

Рис. 5. Схема колебательного контура

 

График формирования импульсов на его выходе.

Рис. 6. График формирования импульсов на его выходе

 

Упомянутая выше схема формирует импульсы, время которых равно времени паузы, что не всегда должно быть так.

Внести асимметрию в частоту генерации можно следующим образом.

Рис. 7. Схема генератора импульсов

 

Здесь время импульсов и паузы между ними определяют различные номиналы резисторов.

 

Генератор на основе NE555

Микросхема NE555 – это универсальный таймер, способный работать в режиме мульти- или одновибратора.

Существует множество аналогов этой микросхемы: 1006ВИ1, UPC617C, ICM7555 и др.

Один из простых вариантов построения генераторов стабильных прямоугольных импульсов с возможностью подстройки частоты можно увидеть ниже.

Рис. 8. Вариант схемы генератора стабильных прямоугольных импульсов

 

Здесь в схему включаются различные конденсаторы (C1, C2, C3, их может быть и больше), и подстроечные резисторы (R2,R3, а R4 отвечает за уровень выходного тока).

Формула расчета частоты выглядит следующим образом.

Генератор на основе Arduino мы рассмотрим в отдельной статье.

Автор: RadioRadar

Генератор импульсов

»Электроника

— основные сведения о генераторах импульсов: что это такое; как они работают; как их можно использовать.

---

Генераторы сигналов включают:
Основы генератора сигналов

Типы генераторов сигналов: Основы генератора радиочастотных сигналов Генератор сигналов произвольной формы Генератор функций Генератор импульсов

---

Генераторы импульсов — это 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 оборудования для стендовых испытаний при разработке логических схем различных форм.

Генераторы импульсов могут использоваться 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 функциональные генераторы сигналов или генераторы сигналов произвольной формы включают возможности функциональных генераторов, что делает их универсальными испытательными приборами.

Основы генератора импульсов

Генераторы импульсов используются для генерации импульсов для использования в различных электронных устройствах. Обычно генераторы импульсов предоставляют ряд функций и возможностей:

• Генерация прямоугольных волн Как следует из названия, генератор импульсов разработан для генерации импульсов прямоугольной формы, часто способных управлять логическими схемами, хотя они не обязательно ограничиваются только этим типом приложений.
• Ширина импульса: Для получения различных форм сигналов ширину импульса можно изменять.
• Частота повторения: Частота повторения является ключевым параметром. При использовании в режиме «свободного хода» частота повторения может варьироваться.
• Импульсный триггер: 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 импульс запускается, нормально иметь возможность 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, этого не требуется, потому что сегодня используется много стандартных логических уровней.
• Время нарастания и спада импульса: Для некоторых приложений может потребоваться возможность регулировки времени нарастания и спада логических выходов.Эта возможность доступна на многих генераторах импульсов.

Генераторы импульсов могут использовать либо цифровые, либо аналоговые методы, 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 в генераторе импульсов, вероятно, будут использовать аналоговые методы.

Генератор импульсов TTL

Часто для создания логических выходов TTL требуются генераторы импульсов. Эти генераторы могут называться генераторами импульсов TTL.Их выходные уровни будут соответствовать стандартным уровням TTL 0 и 5 В.

Хотя уровни TTL широко используются, и существует множество различных семейств схем TTL, которые использовались, включая стандартные TTL, маломощные, маломощные схемы Шоттки и многие другие версии TTL. Однако были приняты стандартные определения уровней TTL.

TTL «Определение»	Низкий (вольт)	Высокое (Вольт)
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.

Генераторы многоканальных 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 независимыми полярностями.

Эти генераторы импульсов часто используются для синхронизации, задержки, стробирования и запуска нескольких устройств, часто по отношению к одному событию. Это означает, что даже несмотря на то, что выходы независимы, все они так или иначе связаны с одним и тем же источником. Это позволяет подключать гораздо более сложные системы из одного источника, хотя и с разными задержками и т. Д.

Также возможно мультиплексировать синхронизацию нескольких каналов в один канал, чтобы запускать или блокировать одно и то же устройство несколько раз.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG Получение данных
Вернуться в меню тестирования.. .

Генератор импульсов

Генератор импульсов выполнен в ПЛК

Большинство ПЛК предоставляют возможность конфигурировать импульсы, такие как 1 Гц, 2 Гц и т. Д. В мире SIEMENS (TIA и классический S7) мы можем сделать это, используя тактовую память ПЛК, настроив байты памяти в конфигурации оборудования.

В аппаратной конфигурации SIMATIC S7 Manager вы можете установить номер байта памяти, который будет использоваться, тогда он будет установлен следующим образом:

Рисунок 1.S7 PLC устанавливает байт памяти для генерации импульсов в S7 Manager.

Рисунок 2. Настройка байта памяти для генерации импульсов в TIA Portal.

Бит	Длительность периода (с)	Частота (Гц)
0	0,1	10
1	0.2	5
2	0,4	2,5
3	0,5	2
4	0,8	1,25
5	1	1
6	1,6	0,625
7	2	0.5

Таблица 1. Длительность периода импульса.

Герц (Гц) — это единица измерения времени, измеряющая частоту в Международной системе единиц (СИ). Частота — это то, как часто что-то происходит. Частота 1 герц означает, что что-то происходит раз в секунду.

Иногда нам нужны импульсы с нестандартной / произвольно выбранной длительностью, например, длительность включенного состояния 3 с и длительность выключенного состояния 1 с.

Рисунок 3.Бобовые.

В следующем демонстрационном коде я покажу простой пример того, как программировать импульсы с разной длительностью высокого (ВКЛ) и низкого (ВЫКЛ) состояний. Демонстрационные исходные коды показаны для ПЛК Allen Bradley и SIEMENS, но они применимы для любого промышленного контроллера, который может быть запрограммирован в соответствии с IEC 61131-3.

Демо 1

Первая демонстрация реализована в Allen Bradley Studio 5000, Ladder Logic. Я использовал два таймера:

• TON — Таймер задержки включения.
• TOF — Таймер задержки выключения.

Параметры таймера:

.EN — BOOL. Бит разрешения указывает, что инструкция TON активирована.

.TT — BOOL. Бит синхронизации указывает, что выполняется операция синхронизации

.DN — BOOL. Бит выполнения указывает, что .ACC ³ достиг .PRE.

.PRE — DINT. Предустановленное значение определяет значение (единицы 1 мс), которого должно достичь накопленное значение, прежде чем инструкция установит бит .DN.

.АКК — ДИНТ. Накопленное значение указывает количество миллисекунд, прошедших с момента включения инструкции TON. Когда инструкция TON отключена, значение .ACC очищается.

Развертка времени всегда 1 мсек. Например, для 2-секундного таймера введите 2000 в качестве значения .PRE.

Время имеет развертку в одну миллисекунду, поэтому для параметра Preset я поставил значения 2000, это означает, что

Рис. 4. Генератор импульсов в Allen Bradley Studio 5000.

T2.DN может использоваться как импульсное состояние. Таймеры имеют временную развертку в одну миллисекунду, поэтому для параметра Preset я поставил значения 2000, это означает, что состояния ВКЛ и ВЫКЛ — последние 2 секунды каждое.

Демо 2

Вторая демонстрация реализована в классическом портале SIMATIC TIA в виде функциональной блок-схемы, логика такая же, как в Demo 1 .

Рисунок. Генератор импульсов на портале SIEMENS TIA.

Tag_1 в этом случае можно использовать для импульсного выхода.

TON задерживает нарастающий фронт сигнала на время PT. Нарастающий фронт на входе IN вызывает нарастающий фронт на выходе Q по истечении времени PT. Q затем остается установленным, пока вход IN снова не изменится на 0. Если вход IN изменится на 0 до истечения времени PT, выход Q останется установленным на 0.

TOF задерживает задний фронт на время PT. Таймер работает только в режимах ЗАПУСК и РАБОТА. Нарастающий фронт на входе IN вызывает нарастающий фронт на выходе Q.Спад на входе IN вызывает спад на выходе Q, задержанный на время PT.

Цифровой генератор задержки / импульсов — DG535

Цифровой генератор задержки DG535

Цифровой генератор задержки и импульсов DG535 обеспечивает четыре точно синхронизированных логических перехода или два независимых импульсных выхода.Разрешение задержки на всех каналах составляет 5 пс, а межканальное дрожание обычно составляет 50 пс. Выходы BNC на передней панели выдают импульсы TTL, ECL, NIM или переменного уровня (от -3 до +4 В) на нагрузку 50 Ом или высокоомную нагрузку. Высокая точность, низкий уровень джиттера и широкий диапазон задержки делают DG535 идеальным выбором для систем синхронизации лазера, автоматизированного тестирования и приложений с прецизионными импульсами.

Выходы задержки

Имеется четыре выходных канала задержки: A, B, C и D. Логические переходы этих выходов могут иметь задержку от внутреннего или внешнего триггера до 1000 секунд с шагом 5 пс.Импульс T0, который отмечает начало цикла синхронизации, генерируется сигналом запуска. Задержка вставки между внешним триггером и импульсом T0 составляет около 85 нс.

Задержки для каждого канала могут быть «привязаны» к T0 или любому из других каналов задержки. Например, вы можете указать задержки четырех каналов как:

A = T0 + 0,00125000
B = A + 0,00000005
C = T0 + 0,10000000
D = C + 0,00100000

В этом случае, когда задержка A изменяется, выход B перемещается вместе с ней.Это полезно, например, когда A и B задают импульс, и вы хотите, чтобы ширина импульса оставалась постоянной при изменении задержки импульса. Независимо от того, как задана задержка, каждый выход задержки будет оставаться активным до 800 нс после истечения времени ожидания всех задержек. После этого задержки не будут подтверждены, и устройство будет готово начать новый временной цикл.

Импульсные выходы

В дополнение к четырем выходам задержки, есть четыре канала импульсных выходов: AB, -AB, CD и -CD.Передний фронт импульса AB совпадает с передним фронтом более раннего из A или B, а задний фронт AB совпадает с передним фронтом более позднего из B или A. Например, в предыдущем примере, 50 нс импульс появится на выходе AB и импульс длительностью 1 мс на CD. Таким образом могут генерироваться импульсы длительностью до 4 нс (FWHM). Дополнительные выходы (-AB и -CD) выдают импульс с идентичной синхронизацией и инвертированной амплитудой.

Регулировка выходной амплитуды

Каждая задержка и импульсный выход имеют независимо регулируемые смещение и амплитуду, которые могут быть установлены в диапазоне от -3 В до 4 В с разрешением 10 мВ.Максимальный переход для каждого выхода ограничен 4 В. Кроме того, вы также можете отдельно выбрать нагрузку 50 Ом или высокоомную нагрузку для каждого выхода. Также можно выбрать предустановленные уровни, соответствующие стандартным логическим семействам. Уровни TTL, NIM и ECL можно выбрать одним нажатием кнопки.

Запуск

DG535 может запускаться внутри от 1 до 1 МГц с четырехзначным разрешением по частоте. Также поддерживаются внешние, однократные и серийные триггеры.Для приложений управления питанием DG535 может быть синхронизирован с линией переменного тока. Дополнительный вход запрета запуска позволяет включать или отключать запуск с помощью входного сигнала TTL.

Выходы ± 32 В

Для приложений, требующих более высокого напряжения, доступна опция высокого напряжения на задней панели (± 32 В). Эта опция обеспечивает пять BNC на задней панели, которые выводят импульсы длительностью 1 мкс во время перехода выходов T0, A, B, C и D на передней панели. Опция высокого напряжения не влияет на работу или синхронизацию выходов на передней панели.Амплитуда выходов на задней панели примерно в 8 раз больше, чем у соответствующих выходов на передней панели, а выходы рассчитаны на нагрузку 50 Ом. Поскольку эти выходы могут управлять только средним током 0,8 мА, зарядка и разрядка емкости кабеля могут быть наиболее важным фактором ограничения тока, который следует учитывать при их использовании (при условии высокого сопротивления нагрузки). В этом случае средний ток равен: I = 2Vtf / Z, где V — размер шага импульса, t — длина кабеля во времени (5 нс на метр для RG-58), f — частота следования импульсов, Z — волновое сопротивление кабеля (50 Ом для RG-58).

Внутренняя или внешняя синхронизация

Как внутренние, так и внешние опорные значения могут использоваться в качестве временной развертки для DG535. Внутренняя временная развертка может быть либо стандартной временной разверткой кварцевого генератора 25 ppm, либо дополнительным 1 ppm кварцевым генератором с температурной компенсацией (TCXO). Внутренняя временная развертка доступна в виде прямоугольной волны 1 Vpp на разъеме BNC на задней панели. Этот выход способен управлять нагрузкой 50 Ом и может использоваться для обеспечения основной временной развертки для других генераторов задержки.Любой внешний опорный сигнал 10,0 МГц с амплитудой 1 Vpp также может использоваться в качестве внешней временной развертки.

Модули быстрого нарастания и спада Икс Модули быстрого нарастания и спада DG535

Модули быстрого нарастания и спада

Доступны внешние линейные модули для уменьшения времени нарастания или спада выходов DG535 до 100 пс.В этих модулях используются ступенчатые диоды восстановления для ускорения времени нарастания (опция SRD1) или времени спада (опция O4B). Тройник смещения (опция O4C) позволяет использовать эти модули с дополнительными выходами на задней панели для создания шагов до 15 В. Для амплитуд шага менее 2,0 В блоки быстрого времени перехода должны быть прикреплены непосредственно к передней панели. модели DG535.

Легко использовать, легко программировать

Доступ ко всем функциям прибора можно получить через простой, интуитивно понятный интерфейс на основе меню.Задержки можно вводить с цифровой клавиатуры в виде с фиксированной запятой или экспоненциальной записи или с помощью клавиш курсора для выбора и изменения отдельных цифр. 20-символьный ЖК-дисплей с подсветкой позволяет легко просматривать настройки задержки в любых условиях освещения.

DG535 стандартно поставляется с интерфейсом GPIB (IEEE-488). Все функции прибора можно запрашивать и настраивать через интерфейс. Вы даже можете отобразить символы, полученные DG535 через интерфейс, на ЖК-дисплее передней панели.Это может быть полезно при отладке программ, отправляющих команды прибору.

DG535 Временная диаграмма

Цикл синхронизации инициируется внутренним или внешним триггером. T0 устанавливается примерно через 85 нс после внешнего запуска. Выходы A, B, C и D устанавливаются относительно T0 после их запрограммированных задержек. Все выходы возвращают низкий уровень около 800 нс после самой продолжительной задержки. Импульсные выходы AB и CD переходят в высокий уровень в течение интервала времени между соответствующими каналами задержки.

т триг	> 5 нс
т цикл	> 1 мкс + самая длинная задержка
т ID	<85 нс
т ЗАНЯТ	<800 нс + самая длинная задержка
т A, B, C, D	от 0 до 999.999 999 999 995 с

Простой и компактный генератор однократных импульсов с точной синхронизацией от 1 мкс до 33,6 с

Linear Technology объявляет LTC6993, точный и крошечный «одноразовый» генератор импульсов, последний представитель семейства TimerBlox ^™ устройства времени. Одноразовая функция, также известная как моностабильная мультивибратор, полезен для точной синхронизации событий, обнаружения фронтов, и частотная дискриминация. LTC6993 реализует простой, так как он программируется с использованием всего нескольких резисторов.В диапазон программируемости позволяет LTC6993 работать от 1 мкс до 33,6 секунды, охват 25 октав.

Доступны четыре версии LTC6993 с возможностью выбора полярности триггера нарастающего и спадающего фронта, а также повторного запуска возможности. При перезапуске выходной импульс удлиняется на несколько триггеров ввода. Без перезапуска выходной импульс игнорирует несколько триггеров ввода и может быть инициирован только тогда, когда выход не активен. Каждый LTC6993 можно настроить для генерации логические высокие или низкие выходные импульсы.Таким образом, семейство LTC6993 охватывает всего восемь логических функций для обеспечения гибкости и простота использования. Кроме того, ширина выходного импульса LTC6993 может можно динамически регулировать с помощью отдельного управляющего напряжения.

LTC6993 является частью семейства универсальных микросхем TimerBlox. синхронизирующие устройства, в которых есть точный программируемый осциллятор. в сочетании с прецизионной схемой и логикой. Конденсаторов нет, нет кристаллы, микроконтроллер и программирование не требуются. Устройства TimerBlox являются твердотельными и могут работать при высоких ускорение, вибрация и экстремальные температуры.Они предлагают выше точность, стабильность и более низкое энергопотребление, чем обычно генераторы на основе резисторов / конденсаторов. Источник и приемник 20 мА возможность прямого управления оптоизоляторами и трансформаторы для гальванической развязки. Полностью указано на диапазон температур от –40 ° C до 125 ° C, детали TimerBlox подходит для требовательных автомобильных и промышленных сред, где многие генераторы и микроконтроллеры не работают. В небольшая площадь основания SOT23 позволяет разместить каждое устройство синхронизации на точки использования, без маршрутизации сигналов на большие расстояния, и обеспечивает идеальный таймер для приложений с ограниченным пространством, таких как карманные и портативные устройства.

«LTC6993 был разработан, чтобы быть гибким и простым». говорит Дуг ЛаПорте, менеджер по дизайну Linear Technology. «Это позволяет точный одиночный выстрел, который можно добавить практически к любой трассе с легкость «

LTC6993 уже доступен по цене от 1,35 доллара США за штуку. Количество 1000 штук. Для получения дополнительной информации посетите www.linear.com/product/LTC6993.

Обзор функций: LTC6993

• Диапазон длительности импульса: от 1 мкс до 33,6 с
• Простая установка с использованием от 1 до 3 резисторов
• Максимальная ошибка ширины импульса:
  • <2.3% для длительности импульса> 512 мкс
  • <3,4% для длительности импульса от 8 мкс до 512 мкс
  • <4,9% для длительности импульса 1 мкс - 8 мкс
• Доступны четыре варианта LTC6993:
  • Спусковой механизм по переднему или падающему краю
  • С возможностью повторного запуска или без повторного запуска
• Настраивается на положительный или отрицательный выходной импульс
• Быстрое время восстановления
• 500 мкс Время запуска
• Потребляемый ток от 55 мкА до 125 мкА
• 2.От 25 В до 5,5 В при однополярном питании
• Выходной драйвер CMOS Источники / приемники 20 мА
• -> от 40 ° C до 125 ° C Диапазон рабочих температур
• Низкопрофильный ThinSOT ^™ & 2 мм × 3 мм DFN

Генератор однократных импульсов с возможностью программирования от 1 мкс до 34 с

научных статей, журналов, авторов, подписчиков, издателей

		Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. зрительская аудитория.
		Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
		2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки. в службу поддержки клиентов журнала в Science Alert.
		Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В качестве некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
		Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
		Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.

Исследовательские статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

		Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. зрительская аудитория.
		Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
		2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки. в службу поддержки клиентов журнала в Science Alert.
		Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В качестве некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
		Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
		Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.

Генераторы прямоугольных импульсов с независимой регулировкой частоты и рабочего цикла

Известные ранее схемы RC-генераторов прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью имели неискоренимый недостаток: изменение коэффициента заполнения импульса (D) неизбежно приводило к изменению частоты генерации.Я описал в другом месте схемы генераторов с раздельным управлением частотой и коэффициентом заполнения (ссылки 1-3). Вот два новых решения проблемы независимой регулировки частоты и коэффициента заполнения в RC-генераторах.

Рисунок 1 Этот генератор прямоугольных импульсов с логическим вентилем имеет регулируемую частоту и рабочий цикл.

Генератор в Рисунок 1 работает следующим образом: Когда устройство включено, конденсатор C1 разряжается, поэтому на выходе U1A (U1) высокий уровень.Этот высокий выходной сигнал быстро заряжает конденсатор C1 через цепь D1-R4, пока C1 не достигнет порогового значения напряжения переключения логического элемента с низкого на высокое, после чего на выходе U1A будет низкий уровень. Когда на выходе U1A падает низкий уровень, конденсатор начинает разряжаться через параллельную комбинацию R1 и R2 + R3 по экспоненциальной кривой (, рис. 2, ). Когда C1 достигает порога переключения с высокого на низкий, на выходе U1A устанавливается высокий уровень, и цикл повторяется.

Рисунок 2 Последовательность импульсов, создаваемая генератором, не зависит от рабочего цикла выхода.

Гистерезис порогов переключения U1A помогает определить частоту результирующей последовательности импульсов. При напряжении питания (Vdd) 15 В и формуле, приведенной в техническом описании CD4093 (стр. 4), частота коммутации примерно равна

.

f (в ​​кГц) = 1,152 / (Rs x C1),

, где Rs = ((R1 x R2) + (R1 x R3)) / (R1 + R2 + R3).

Из-за способа подключения потенциометра сопротивление R3, которое видит цепь, является переменным, поэтому потенциометр можно использовать для установки частоты.Генератор будет надежно работать в диапазоне частот от 200 до 1100 Гц и останется работоспособным до частоты не менее 500 кГц.

Удивите инженерный мир своим уникальным дизайном: Руководство по отправке идей дизайна

Входные выводы логического элемента U1B также подключены к конденсатору C1, а также к среднему выводу потенциометра R1. Регулировка этого потенциометра, который действует как делитель напряжения, позволяет вам регулировать, какую долю напряжения видит на входном контакте 6 C1 U1B.Большая часть означает, что вход достигнет порога переключения быстрее, а небольшая часть будет достигать порога медленнее. Таким образом, регулировка R1 позволяет плавно изменять момент в цикле, который будет переключать логический элемент U1B, и, соответственно, позволяет регулировать ширину его выходных импульсов (Uout). Достижимы рабочие циклы от 0% до 100%. Кроме того, эта регулировка рабочего цикла не влияет на частоту генерации.

Рисунок 3 Этот генератор пилообразных импульсов также имеет регулируемый рабочий цикл.

Альтернативный генератор прямоугольных импульсов, показанный на рис. 3 . работает в диапазоне частот от 27 до 1000 Гц, а также позволяет отдельно настраивать частоту и коэффициент заполнения. Устройство состоит из генератора пилообразных импульсов (U1 — CD40106) и компаратора (U2 LM339) с регулируемым порогом переключения.

Генератор пилообразных импульсов использует Q1 для обеспечения стабильного источника тока для RC-генератора, создаваемого элементом U1A CD40106. Комбинация создает на конденсаторе C1 пилообразное напряжение, форма которого не меняется при изменении частоты (, рис. 4, ).Потенциометр R2 управляет источником тока и, следовательно, скоростью зарядки C1, которая определяет частоту импульсов. Потенциометр R6 управляет порогом переключения компаратора (U2A LM339) и, соответственно, коэффициентом заполнения выходного сигнала (Uout). Резисторы R5 и R7 устанавливают пределы для регулировки коэффициента заполнения импульса D.

Рисунок 4 Линейное время нарастания пилообразного зуба гарантирует, что рабочий цикл также является линейной функцией настройки потенциометра.

Поскольку напряжение на конденсаторе C1 изменяется линейно со временем, ширина выходного сигнала также изменяется линейно при настройке потенциометра R6.Это отличается от первого генератора, который имеет нелинейную регулировку коэффициента заполнения.

Список литературы

1. Генератор импульсов с раздельной регулировкой частоты и скважности, М.А.Шустов, Radioamateur (Беларусь), № 9, с. 21 августа 2018.
2. Генератор прямоугольных импульсов с независимым управлением частотой и скважностью, М.А. Шустов, Радиолоцман (Россия), № 5, с. 52–53, 2018.
3. Биполярный импульсный датчик с независимой регулировкой ширины и частоты, M.А. Шустов, Радиолоцман (Россия), № 5, с.