Ushbu qurilmalarning maqsadi nomidan aniq. Ularning yordami bilan ular ma'lum parametrlarga ega bo'lgan impulslarni yaratadilar. Agar kerak bo'lsa, siz zavod texnologiyalari yordamida ishlab chiqarilgan qurilmani sotib olishingiz mumkin. Ammo ushbu maqolada elektron sxemalar va o'z qo'llaringiz bilan yig'ish texnologiyalari muhokama qilinadi. Ushbu bilim turli xil amaliy muammolarni hal qilish uchun foydali bo'ladi.
G5-54 impuls generatori nimaga o'xshaydi?
Elektr musiqa asbobidagi tugmachani bosganingizda, elektromagnit tebranishlar kuchayadi va karnayga yuboriladi. Muayyan ohangdagi tovush eshitiladi. Bunday holda, sinusoidal signal generatori ishlatiladi.
Xotira, protsessorlar va boshqa kompyuter komponentlarining muvofiqlashtirilgan ishlashi uchun aniq sinxronizatsiya zarur. Doimiy chastotali namuna signali soat generatori tomonidan yaratiladi.
Hisoblagichlar va boshqa elektron qurilmalarning ishlashini tekshirish va nosozliklarni aniqlash uchun zarur parametrlarga ega yagona impulslar qo'llaniladi. Bunday muammolar maxsus generatorlar yordamida hal qilinadi. Oddiy qo'lda kalit ishlamaydi, chunki u ma'lum bir signal shaklini ta'minlay olmaydi.
Bir yoki boshqa sxemani tanlashdan oldin, loyihaning maqsadini aniq shakllantirish kerak. Quyidagi rasmda odatdagi kvadrat to'lqinning kattalashtirilgan ko'rinishi ko'rsatilgan.
Kvadrat impuls zanjiri
Uning shakli ideal emas:
Shuningdek, kelajakdagi sxemaning parametrlarini aniqlash uchun ish aylanishi tushunchasi qo'llaniladi. Ushbu parametr quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
Agar ish aylanishi past bo'lsa, qisqa muddatli signalni aniqlash qiyin. Bu axborot uzatish tizimlarida nosozliklarni keltirib chiqaradi. Agar yuqori va past darajalarning vaqt taqsimoti bir xil bo'lsa, parametr ikkiga teng bo'ladi. Bunday signalga meander deyiladi.
Kvadrat to'lqin va asosiy impuls parametrlari
Oddiylik uchun faqat to'rtburchaklar impuls generatorlari quyida ko'rib chiqiladi.
Quyidagi misollardan foydalanib, siz ushbu sinfning eng oddiy qurilmalarining ishlash tamoyillarini tushunishingiz mumkin.
Kvadrat impuls generatori sxemalari
Birinchi sxema bitta to'rtburchak impulslarni yaratish uchun mo'ljallangan. U RS tipidagi flip-flop funksiyalarini bajarish uchun ulangan ikkita mantiqiy elementda yaratilgan. Agar tugma ko'rsatilgan holatda bo'lsa, mikrosxemaning uchinchi oyog'i yuqori kuchlanishga ega, oltinchi oyog'i esa past kuchlanishga ega bo'ladi. Bosilganda, darajalar o'zgaradi, lekin kontaktning sakrashi va chiqish signalining mos keladigan buzilishi sodir bo'lmaydi. Ishlash tashqi ta'sirni talab qilganligi sababli (bu holda qo'lda boshqarish), bu qurilma o'z-o'zidan ishlab chiqaruvchilar guruhiga kirmaydi.
Oddiy generator, lekin o'z vazifalarini mustaqil ravishda bajaradi, rasmning ikkinchi yarmida ko'rsatilgan. Rezistor orqali quvvat qo'llanilganda, kondansatör zaryadlanadi. O'rnimizni darhol ishlamaydi, chunki kontakt uzilgandan so'ng, bir muncha vaqt o'rash orqali oqim oqimi kondansatör zaryadi bilan ta'minlanadi. O'chirish yopilgandan so'ng, bu jarayon quvvat o'chirilguncha qayta-qayta takrorlanadi.
Qarshilik va kondansatör qiymatlarini o'zgartirish orqali siz osiloskopda chastota va boshqa signal parametrlarida mos keladigan o'zgarishlarni kuzatishingiz mumkin. O'z qo'lingiz bilan bunday kvadrat to'lqin generatorini yaratish qiyin bo'lmaydi.
Chastota diapazonini kengaytirish uchun quyidagi sxema foydalidir:
O'zgaruvchan impuls parametrlari bo'lgan generator
Rejani amalga oshirish uchun ikkita mantiqiy element etarli emas. Ammo bitta mos mikrosxemani tanlash qiyin emas (masalan, K564 seriyasida).
Qo'lda sozlash orqali o'zgartirilishi mumkin bo'lgan signal parametrlari, boshqa muhim parametrlar
| Elektr sxemasi elementi | Maqsad va xususiyatlar |
|---|---|
| VT1 | Ushbu dala effektli tranzistor yuqori qarshilikli rezistorlar qayta aloqa pallasida ishlatilishi uchun ishlatiladi. |
| C1 | Kondensatorning ruxsat etilgan sig'imi 1 dan 2 mkF gacha. |
| R2 | Qarshilik qiymati impulslarning yuqori qismlarining davomiyligini belgilaydi. |
| R3 | Ushbu qarshilik pastki qismlarning davomiyligini belgilaydi. |
To'rtburchaklar signallar chastotasining barqarorligini ta'minlash uchun kvarts elementlariga asoslangan sxemalar qo'llaniladi:
O'z qo'llaringiz bilan ma'lum chastotali impuls generatorini yig'ishni osonlashtirish uchun universal elektron platadan foydalanish yaxshiroqdir. Turli xil elektr zanjirlari bilan tajribalar uchun foydali bo'ladi. Ko'nikmalar va tegishli bilimlarni qo'lga kiritganingizdan so'ng, muayyan muammoni muvaffaqiyatli hal qilish uchun ideal qurilmani yaratish qiyin bo'lmaydi.
To'rtburchak impuls generatorlari ko'plab radio qurilmalarda qo'llaniladi: elektron hisoblagichlar, o'yin mashinalari va raqamli uskunalarni o'rnatishda ishlatiladi. Bunday generatorlarning chastota diapazoni bir necha gertsdan ko'p megahertsgacha bo'lishi mumkin.
Shaklda. 51-rasmda S1 tugmasi bosilganda bitta to'rtburchak impulslar hosil qiluvchi generatorning diagrammasi ko'rsatilgan. RS triggeri D1.1 va D1.2 mantiqiy elementlarida yig'ilgan bo'lib, bu tugma kontaktlaridan qayta hisoblash moslamasiga sakrash impulslarining kirib borishini oldini oladi. Diagrammada ko'rsatilgan S1 tugmachasining kontaktlari holatida 1-chiqish yuqori darajadagi kuchlanishga ega bo'ladi, 2-chiqish past darajadagi kuchlanishga ega bo'ladi; tugma bosilganda - aksincha. Ushbu generator turli hisoblagichlarning ishlashini tekshirishda foydalanish uchun qulay.
Va rasmda. 52-rasmda elektromagnit o'rni asosidagi eng oddiy impuls generatorining diagrammasi ko'rsatilgan. Quvvat qo'llanilganda, C1 kondansatörü R1 rezistori orqali zaryadlanadi va o'rni faollashadi, K1.1 kontaktlari bilan quvvat manbasini o'chiradi. Ammo o'rni darhol chiqarilmaydi, chunki bir muncha vaqt C1 kondansatkichi tomonidan to'plangan energiya tufayli uning o'rashidan oqim o'tadi. K1.1 kontaktlari yana yopilganda, kondansatör yana zaryadlashni boshlaydi - tsikl takrorlanadi.
Elektromagnit o'rni kommutatsiya chastotasi uning parametrlariga, shuningdek C1 kondansatör va R1 rezistorining qiymatlariga bog'liq. RES-15 o'rni (pasport RS4.591.004) dan foydalanilganda, kommutatsiya taxminan soniyada bir marta sodir bo'ladi.
Bunday generator, masalan, yangi yil daraxti gulchambarlarini almashtirish yoki boshqa yorug'lik effektlarini olish uchun ishlatilishi mumkin. Uning kamchiliklari muhim quvvatga ega kondansatkichdan foydalanish zarurati hisoblanadi.
Guruch. 51 Yagona impulsli generator sxemasi
Guruch. 52 Elektromagnit o'rni bo'yicha impuls davri
Shaklda. 53-rasmda elektromagnit o'rni asosidagi boshqa generatorning diagrammasi ko'rsatilgan, uning ishlash printsipi avvalgi generatorga o'xshash, ammo kamroq quvvatga ega. Quvvat qo'llanilganda, C1 kondansatörü R1 qarshiligi orqali zaryadlanadi. 1 Gts impuls chastotasiga erishilgandan so'ng, kondansatör quvvati o'n baravar kamroq bo'ladi - bir muncha vaqt V1 zener diyoti ochiladi va K1 o'rni ishlaydi. Kondensator R2 rezistori va V2V3 kompozit tranzistorining kirish qarshiligi orqali zaryadsizlana boshlaydi. Tez orada o'rni chiqariladi va generator ishining yangi tsikli boshlanadi. Emitent izdoshlari sxemasiga muvofiq V2 va V3 tranzistorlarining kiritilishi kaskadning kirish empedansini oshiradi.
Guruch. 53. Tranzistor va elektromagnit rele yordamida impuls generatorining sxemasi
Shakl 54. Mantiqiy elementlar va dala effektli tranzistorga asoslangan impuls generatori
K1 o'rni oldingi qurilmadagi kabi bo'lishi mumkin. Lekin siz RES-9 (pasport RS4.524.201) yoki 15...17 V kuchlanish va 20...50 mA oqim bilan ishlaydigan boshqa har qanday o'rni ishlatishingiz mumkin.
Diagrammasi rasmda ko'rsatilgan impuls generatorida. 54, mantiqiy chip D1 va dala effektli tranzistor V1 ishlatiladi. C1 kondansatörü va R2 va S3 rezistorlarining qiymatlari o'zgarganda, u 0,1 Gts dan 1 MGts gacha chastotali impulslarni hosil qiladi. Bunday keng diapazonga dala effektli tranzistor yordamida erishildi, bu esa bir necha megaohm qarshilikka ega R2 va R3 rezistorlaridan foydalanish imkonini berdi. Ushbu rezistorlar yordamida siz impulslarning ish aylanishini o'zgartirishingiz mumkin: rezistor R2 generatorning chiqishida yuqori potentsialning davomiyligini belgilaydi va R3 rezistori past potentsialning davomiyligini belgilaydi. C1 kondensatorining maksimal sig'imi o'zining qochqin oqimiga bog'liq. Bu holda u 1 ... 2 mkF ni tashkil qiladi. R2, R3 rezistorlarining qarshiligi 10...15 MOhm bo'lishi mumkin. Transistor V1 KP302, KP303 seriyali har qanday bo'lishi mumkin.
Ushbu generatorni korpusga yig'ish va uni raqamli qurilmalarni sozlash uchun mustaqil qurilma sifatida ishlatish tavsiya etiladi.
Ba'zan impulslar sonini hosil qiluvchi generatorni qurish zarurati tug'iladi. Bosilgan tugma raqamiga mos keladi. U, masalan, har bir javob ma'lum miqdordagi ballga to'g'ri keladigan belgilar yoki imtihonchilarni o'rnatishda ishlatilishi mumkin. Bunday impulslar soni generatorining sxematik diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 55.
Ushbu qurilma impuls generatori, hisoblagich va dekoderdan iborat. Taxminan 10 Hz takrorlash tezligi bilan to'rtburchaklar impulslarni ishlab chiqaradigan generator D1.3, D1.4 mantiqiy elementlari yordamida yig'iladi. D1.4 elementining chiqishidan impulslar D2 chipida yig'ilgan ikkilik kasr hisoblagichiga yuboriladi.
Guruch. 55. Impuls generatorining sxemasi (asl nusxaga qarang)
Ushbu hisoblagichning to'rtta chiqishi (pinlar 12, 9, 8 va 11) 4 ta kirish va 16 ta chiqishga ega dekoder bo'lgan D3 chipining kirishlariga ulangan. Hisoblagich ishlayotganida, dekoder chiqishlaridan birida past darajadagi kuchlanish mavjud va bu chiqish soni dekoder kirishiga ikkilik kodda berilgan ikkilik sonning o'nlik ekvivalentiga to'g'ri keladi.
Besleme kuchlanishi qo'llanilganda, D1.3 elementining 9-pinida past darajadagi kuchlanish bo'ladi va generator chiqishidan impulslar hisoblagich kirishiga etib bormaydi. S1-S15 tugmalaridan birini bosganingizda, C3 kondansatörü V1 diodi orqali bir zumda yuqori darajadagi kuchlanishga zaryadlanadi, D2 mikrosxemasining 2 va 3 pinlarida bu vaqtda past darajadagi kuchlanish paydo bo'lib, hisoblagichni kirish pulslarini hisoblash uchun o'rnatadi. davlat. Shu bilan birga, bosilgan tugmaning yopiq kontakti orqali D1.1 elementining (2-pin) kirishiga yuqori darajadagi kuchlanish beriladi va pulslar hisoblagichga yuboriladi. Hisoblagich ishlayotganida, dekoder chiqishlarida doimiy ravishda past darajadagi kuchlanish paydo bo'ladi. Bosilgan tugmachaning chap (diagramma bo'yicha) kontakti ulangan chiqishda paydo bo'lishi bilan, hisoblagich kirishiga impulslar etkazib berish to'xtaydi. Bosilgan tugma soniga mos keladigan impulslar soni D1.4 elementining 11-pinidan o'chiriladi. Agar siz tugmachani bosib ushlab turishni davom ettirsangiz, bir muncha vaqt o'tgach, C3 kondansatörü R2 rezistori orqali zaryadsizlanadi, D2 hisoblagichi nolga o'rnatiladi va generator yangi impulslar seriyasini chiqaradi. Bosilgan tugmani impulslar seriyasi tugamaguncha bo'shatib bo'lmasligi aniq.
Kutish rejimidagi multivibrator bo'lgan D1.1 va D1.2 elementlarida impuls hosil qiluvchi tugma kontaktlarining teskari kirishiga sakrashi natijasida hosil bo'lgan impulslarning kirib borishini oldini oladi.
Qurilmani o'rnatish R1 rezistorini va C2 kondansatkichini tanlash orqali gerts birliklaridan o'nlab kilogertsgacha bo'lgan generator impulsini takrorlashning kerakli tezligini o'rnatishdan iborat.
Bu erda tasvirlangan impuls generatorlarida siz MLT-0,25 rezistorlari va K50-6 kondansatkichlaridan foydalanishingiz mumkin. KT315B tranzistorlari KT312, KT315, KT316 seriyali tranzistorlar bilan almashtirilishi mumkin. Diyotlar - har qanday D7, D9, D311 seriyali. S1 - S15 tipidagi P2K, KM1-G va boshqalar tugmalari Mikrosxemalar K133, K134, K136, K158 seriyali bo'lishi mumkin.
Keng diapazonli chastotalar va ish davrlariga ega bo'lgan to'rtburchak impulslarni uA741 operatsion kuchaytirgich yordamida olish mumkin.
Bunday kvadrat impuls generatorining diagrammasi quyida ko'rsatilgan.
Diagrammada C1 va R1 kondansatkichlari vaqtni sozlash davrini tashkil qiladi. R2 va R3 rezistorlari kuchlanish bo'luvchisini hosil qiladi, u chiqish kuchlanishining belgilangan qismini op-ampning inverting bo'lmagan piniga mos yozuvlar kuchlanishi sifatida etkazib beradi.
Dastlab, C1 kondansatkichidagi kuchlanish nolga teng bo'ladi va op-ampning chiqishi yuqori bo'ladi. Natijada, C1 kondansatörü R1 potansiyometri orqali musbat kuchlanishdan zaryadlana boshlaydi.
C1 kondansatörü op-ampning teskari pinidagi kuchlanish teskari bo'lmagan pindagi kuchlanishdan yuqori bo'ladigan darajaga zaryadlanganda, op-ampning chiqishi manfiyga o'tadi.
Bunday holda, kondansatör R1 orqali tezda zaryadsizlanadi va keyin salbiy qutbga zaryadlashni boshlaydi. C1 salbiy kuchlanishdan zaryadlanganda, inverting terminalidagi kuchlanish inverting bo'lmagan terminalga qaraganda salbiyroq bo'lsa, kuchaytirgichning chiqishi musbatga o'tadi.
Endi kondansatör R1 orqali tezda zaryadsizlanadi va ijobiy qutbdan zaryadlashni boshlaydi. Bu tsikl cheksiz takrorlanadi va uning natijasi + Vcc dan -Vcc gacha bo'lgan amplitudali chiqishda uzluksiz kvadrat to'lqin bo'ladi.
Kvadrat to'lqin generatorining tebranish davri quyidagi tenglama yordamida ifodalanishi mumkin:
Qoida tariqasida, qarshilik R3 R2 ga tenglashtiriladi. Keyin davr uchun tenglamani soddalashtirish mumkin:
T = 2.1976R1C1
Chastotani quyidagi formula bo'yicha aniqlash mumkin: F = 1 / T
uA741 operatsion kuchaytirgichi ko'plab sxemalarda ishlatilishi mumkin bo'lgan juda mashhur IC hisoblanadi.
LM741 op kuchaytirgichi bitta kuchaytirgichni o'z ichiga olgan 8 pinli plastik DIP to'plamida mavjud.
uA741 operatsion kuchaytirgichi turli xil elektron sxemalarda qo'llanilishi mumkin, masalan: differentsialator, integrator, topuvchi, ayiruvchi, differentsial kuchaytirgich, preamplifikator, chastota generatori va boshqalar.
Garchi uA741, qoida tariqasida, bipolyar quvvat manbaidan ishlasa ham, u bir qutbli quvvat manbaidan ham muvaffaqiyatli ishlashi mumkin.
uA741 pinining tayinlanishi quyidagi rasmda ko'rsatilgan:
uA741 ta'minot kuchlanish diapazoni +/- 5 dan +/- 18 voltgacha.
Pin raqamlari 1 va 5 nol ofset sozlamalari uchundir. Buni 10K o'zgaruvchan rezistorni 1 va 2-pinlarga va rezistor slayderini 4-pinga ulash orqali amalga oshirish mumkin.
uA741 ning maksimal quvvat sarfi 500 mVtni tashkil qiladi.
