Схема генератора импульсов 1Hz – 10KHz (4011)
Принципиальная схема самодельного генератора логических импульсов с частотой от 1 Гц до 10КГц, собран на микросхеме 4011 (К561ЛА7). При ремонте и налаживании схем на цифровых микросхемах может быть очень полезен генератор логических импульсов. В общем, это генератор прямоугольных импульсов, частоту которых можно регулировать в широких пределах.
Но нужно чтобы размах этих импульсов на выходе генератора соответствовал логическим уровням в той схеме, на которую их нужно подавать.
Если с ТТЛ все ясно, то величина напряжения логической единицы для МОП и КМОП логики может быть практически любой во всем допустимом напряжении питания микросхемы, определяясь величиной напряжения питания. Ведь, практически, логическая единица у КМОП-микросхемы, это немного меньше напряжения питания.
А напряжение питания у многих КМОП микросхем может быть от 3 до 18V, соответственно и напряжение логической единицы будет в широких пределах для схем с разным напряжением питания. Поэтому, лабораторный генератор прямоугольных логических импульсов должен позволять регулировать не только их частоту, но и амплитуду согласно конкретному напряжению питания, которое присутствует в ремонтируемой или налаживаемой схеме.
Если с частотой все относительно понятно, то с амплитудой возникают некоторые вопросы, в частности с тем, что для «чистоты эксперимента» нужно регулировать не столько амплитуду, сколько уровни нуля и единицы.
Проще всего это решить, если генератор прямоугольных импульсов сделать по схеме мультивибратора на КМОП-микросхеме, например, К561ЛЕ5, а амплитуду регулировать не при помощи какого-то регулятора выходного напряжения этого мультивибратора, а путем изменения напряжения питания самой микросхемы, на которой сделан этот мультивибратор.
То есть, например, в схеме, на которую мы собирается подавать импульсы с этого генератора, напряжение питания 6V, то мы прост выставляем напряжение питания микросхемы генератора точно таким же 6V, и на выходе получаем совершенно «правильные» логические импульсы, именно такие, как они должны быть при 6-вольтом питании.
Принципиальная схема
Схема показана на рисунке. На элементах D1.1 и D1.2 микросхемы D1 собран мультивибратор. Он генерирует импульсы частотой от 1 Hz до 10 kHz в четырех диапазонах, – 1-10 Hz, 10-100Hz, 100-1000Hz и 1-10kHz.
Диапазоны переключаются переключателем S1, который переключает конденсаторы С1-С4, емкостной составляющей частотозадающей цепи. А плавно частота внутри каждого диапазона регулируется переменным резистором R2.
Ведь частота импульсов, генерируемых мультивибратором, построенным по такой схеме зависит от сопротивления между входом и выходом элемента D1.1 и емкости между входом D1.1 и выходом D1.2. Емкость меняется ступенчато при помощи переключателя S1, а сопротивление регулируется плавно при помощи переменного резистора R2.
Рис. 1. Принципиальная схема генератора импульсов 1Hz – 10KHz на микросхеме 4011.
Два других элемента микросхемы D1.3 и D1.4 служат только для исключения влияния выходных цепей на работу мультивибратора (ну, нужно же было нейти им применение). Амплитуда импульсов, а вернее, логический уровень, регулируется при помощи регулируемого стабилизатора напряжения питания на микросхеме А1.
При помощи этого стабилизатора напряжение питания микросхемы D1 регулируется в пределах от 3 до 16 V. Соответственно, и параметры выходного импульсного сигнала будут соответствовать логическим уровням при данном напряжении питания. Налаживание заключается в градуировке шкал сделанных вокруг переменных резисторов R2 и R4. Желательно чтобы эти резисторы были с линейным законом регулировки сопротивления.
При работе с прибором следует учесть, что с изменением логического уровня (напряжения питания микросхемы] несколько меняется и частота выходных импульсов.
Печатная плата
Монтаж выполнен на печатной плате, схема которой показана на рисунке выше. На рисунке печатных проводников дорожки показаны схематически, реально они шире.
Рис. 2. Печатная плата для схемы генератора импульсов.
Сначала несмываемым маркером рисуют точки пайки, а потом их соединяют между собой линиями. Как точки пайки, так и линии могут быть на много шире, чем на этом рисунке, важно только чтобы они не сливались между собой. После, плату травят в растворе хлорного железа.
Промывают бензином или спиртом чтобы смыть краску несмываемого маркера. После высыхания сверлят отверстия и переходят в монтажу.
Снегирев И. РК-12-17.
Схема металлоискателя на биениях с триггером Шмидта (К561ЛА7, К561ЛН2)
Схема металлоискателя показана на рис. 3.12. Опорный генератор 32768 Гц собран на логическом элементе DD1.1 и кварцевом резонаторе ZQ1.
Поисковый генератор выполнен на элементе DD2.1 и катушке L1, представляющей собой датчик металла. Кроме этого, в генератор входят цепи установки частоты — подстроечный конденсатор СЗ и узел электронной перестройки частоты на стабилитроне VD1, играющем роль варикапа.
Элементы DD1.2 и DD2.2 — буферные. Элемент DD1.3 выполняет функции сумматора, его нагрузкой служит фильтр L2C8, который подавляет высокочастотные колебания, но пропускает низкую частоту биений.
На транзисторах VT1, VT2 собран триггер Шмидта, который из сигнала, близкого по форме к синусоидальному, формирует прямоугольные импульсы. Усилитель на транзисторе ѴТЗ увеличивает размах импульсов до уровня, равного напряжению питания. Элемент DD3.1 завершает формирование прямоугольных импульсов и инвертирует их.
Рис. 3.12. Принципиальная схема.
Эти импульсы поступают на один вход элемента совпадения DD2.3, а к другому входу подведены прямоугольные импульсы частотой 2 кГц с выхода генератора на инверторах DD3.2, DD3.3. Элементы DD3.4—DD3.6 играют роль выходного усилителя для пьезокерамического звукоизлучателя НА1.
Питается металлоискатель от батареи GB1. Перед тем как приступить к поиску скрытых металлических предметов, необходимо добиться нулевых биений на выходе сумматора DD1.3 или, говоря иначе, установить точное равенство значений частоты генераторов.
Для этого датчик прибора — катушку L1 — нужно:
- разместить в месте, удаленном от земли и металлических предметов на расстояние не менее 1 м;
- включить прибор;
- переменный резистор R7 перевести в среднее положение;
- подстроечным конденсатором СЗ устапавливить такую частоту поискового генератора, при котором звукоизлу-чатепь НА1 воспроизводит редкие короткие тональные сигналы или вовсе умолкает;
- добиться поворотом в очень малых пределах ручки переменного резистора R7 полного прекращения звучания.
Теперь датчик нужно опустить к земле и медленно начать водить над ее поверхностью, слушая звучание прибора. С приближением датчика к металлическому предмету появляются редкие короткие тональные сигналы, которые постепенно становятся более частыми и, наконец, сливаются в почти непрерывный гул.
При нулевых биениях разностная частота генераторов равна нулю, на входе триггера Шмидта колебаний напряжения нет, поэтому он не переключается. Транзистор ѴТЗ закрыт, на выходе инвертора DD3.1 низкий уровень, поэтому элемент DD2.3 не пропускает к выходному усилителю колебаний генератора DD3.2, DD3.3.
Как только катушка L1 приблизится к металлическому предмету, изменится ее индуктивность, а значит, и частота поискового генератора. На выходе фильтра L2C8 появится переменное напряжение.
Чем крупнее предмет и чем ближе к нему датчик, тем выше частота биений.
Это приводит к более частому открыванию элемента DD2.3 и увеличению частоты повторения звуковых тональных сигналов. Частота генератора на элементах DD3.2. и DD3.3 (2 кГц) выбрана близкой к собственной частоте пьезоизлучателя ЗП-5 с целью обеспечения максимальной громкости сигиала.
В металлоискателе используется кварцевый резонатор часового типа, но подойдут и другие резонаторы на частоту до 80—100 кГц. Однако при этом придется корректировать число витков L1 и номиналы конденсаторов в генераторах.
Конденсаторы С1, С2, С4, С5 следует выбрать с минимальным ТКЕ. Переменный резистор R7 должен быть группы А.
Транзисторы КТ361Б можно заменить на КТ3107К. КТ3107Л, а КТ315Б — на КТ3102ГМ, КТ3102ЕМ. Вместо ЗП-5 можно использовать и другие пьезоизлучатели.
Источник питания — батарея «Корунд» или аккумулятор.
Плату с деталями желательно поместить в небольшую прочную пластмассовую коробку, к которой будет прикреплена катушка-датчик L1. Катушка должна содержать 450 витков ПЭВ-2 0,18. Ее нужно наматывать на круглой бобышке диаметром 210 мм, затем снять и обмотать липкой ПВХ лентой. Сопротивление катушки — около 200 Ом.
Катушку нужно поместить в жесткий экран, представляющий собой незамкнутое кольцо, согнутое из мягкой дюра люминиевой трубки. Вдоль трубки необходимо пропилить паз с шириной, достаточной для укладки внутрь катушки, которая изолирована лентой. Экран с уложенной катушкой плотно обмотать липкой ПВХ лентой и двумя винтами прикрепить к коробке с платой.
Неиспользуемые выводы микросхем DD1, DD2 следует соединить с плюсовым проводом питания.
Иногда не удается сразу установить нулевые биения. Причинами этого могут быть такие:
- разряженная батарея питания;
- неисправность переменного резистора R7;
- нестабильность частоты генераторов.
Питание на каждую из микросхем целесообразно подавать через RC-фильтр. Конденсатор фильтра емкостью 0,01 мкФ следует припаивать непосредственно к выводам микросхемы, а резистор лучше подобрать экс-перитментально.
Источник: Корякин-Черняк С.Л. Семьян А.П. – Металлоискатели своими руками. Как искать, чтобы найти монеты, украшения, клады.
ДИЗАЙН ЗВУКИ МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР
Рубрики Сам электрик
Необычные звуки и звуковые эффекты с использованием простой электронной приставки на микросхеме CMOS, способной поразить воображение читателей.
Схема одной из таких коробок, представленная на рис.1, родилась в процессе различных экспериментов с популярной КМОП-микросхемой К176ЛА7 (DD1).
В данной схеме реализован каскад звуковых эффектов, особенно из мира животных. В зависимости от положения переменного резистора двигателя, установленного на входе схемы, можно получить почти реальные для слуха звуки: «кваканье лягушек», «соловьиная трель», «мяуканье кота», «мычание быка» и многие другие. Даже различные непонятные человеку сочетания звуков, вроде пьяных восклицаний и прочего.
Как известно, номинальное напряжение этой ИМС— 9 В. Однако на практике для достижения особых результатов возможно намеренное понижение напряжения до 4,5—5 В. При этом схема остается работоспособной. Вместо микросхемы 176-й серии в данном варианте целесообразно использовать и ее более распространенный аналог серии К561 (К564, К1564).
Колебания в звуковом излучателе ВА1 подаются с выхода промежуточного элемента логической схемы.
Рассмотрим работу прибора в «неправильном» режиме питания — при напряжении 5 В. В качестве источника питания можно использовать батарейки от элементов (например, три батарейки ААА, соединенные последовательно) или стабилизированное сетевое питание блок установлен на выходе фильтра — оксидный конденсатор емкостью 500 мкф с рабочим напряжением не менее 12 В. .
На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор импульсов, который работает «высоким напряжением» на выводе 1 DD1.1. Частота генератора импульсов звуковой частоты (ЗЧ) при использовании этих RC-элементов на выходе DD1. 2 составляет 2-2,5 кГц. Выходной сигнал первого генератора управляет частотой второго (собран на элементах DD1.3 и DD1.4). Однако если снимать импульсы с вывода 11 элемента DD1.4 — эффекта не будет. Один вход элемента управляется резистором R5. Оба генератора работают в тесной связке друг с другом, снегопады и его зависимость от входного напряжения в виде непредсказуемой пачки импульсов на выходе.
С выхода элемента DD1.3 импульсы подаются на простой усилитель тока на транзисторе VT1 и многократно усиливаются, воспроизводятся пьезоэлементом ВА1.
Детали
В качестве ВТ1 подойдет любой маломощный кремниевый транзистор p-n-p проводимости, в том числе КТ361 с любым буквенным индексом. Вместо излучателя ВА1 можно использовать телефонный наушник ТЕСЛА или отечественный капсюль ДАМС-4М с сопротивлением катушки 180-250 Ом. При необходимости усиления по громкости необходимо дополнить базовую схему усилителя мощности и применить динамическую головку из сопротивлений обмоток 8-50 Ом.
Рис.2. Электрическая схема генератора звуковой частоты.
Все резисторы и конденсаторы рекомендуется использовать на схеме с отклонениями не более 20 % у первых элементов (резисторов) и 5-10 % — у вторых (конденсаторов). Резисторы типа МЛТ номиналом 0,25 или 0,125, конденсаторы — типа МБМ, КМ и др. с незначительным допуском влияния температуры окружающей среды на их емкость.
Номинальное значение резистора R1 Mω 1 — переменная линейная характеристика изменения сопротивления.
Если вы хотите зафиксировать на себе какой-либо эффект, например «гоготание гусей» — необходимо добиться этого эффекта очень медленным вращением двигателя, затем отключить питание и выпаять переменный резистор из схемы и измерить его сопротивления, установить постоянный резистор того же номинала.
При правильной установке и исправности деталей устройство сразу начинает работать (издавать звуки).
В этом варианте звуковые эффекты (частота и взаимодействие генераторов) зависят от напряжения питания. При повышении напряжения питания выше 5 В для предохранительного входа первого элемента DD1.1 необходимо подключиться к разрыву проводника между контактом R1 верхней схемы и плюсовым полюсом ограничительного резистора питания 50—80 Ом.
Прибор у меня в доме используется для игр с домашними животными, дрессировки собак.
На рис. 2 показана схема генератора переменной звуковой частоты (АЧ).
Генератор ЗЧ реализован на логических элементах микросхем К561ЛА7. На первых двух элементах собран низкочастотный генератор. Он управляет частотой колебаний генератора высокой частоты на элементах DD1.3 и DD1.4. Отсюда получается, что схема работает на двух частотах попеременно. Слуховые смешанные колебания воспринимаются как «трели».
Излучатель звука представляет собой пьезоэлектрический капсюль СН х (СН-2, СН-З, СН-18 или аналогичный) или высокоомный телефонный наушник с сопротивлением катушки 1600 Ом.
Свойство КПД КМОП-микросхема серии К561 в широком диапазоне питающих напряжений используется в звуковой схеме на рис. 3. Электрическая схема автоколебательного генератора.
Автоколебательный генератор на микросхеме К561Ж1А7 (логические элементы DD1.1 и DD1.2 — рис.). Получает напряжение питания от схемы управления (рис. 36), состоящей из RC-зарядной цепочки и истокового повторителя на полевом транзисторе VT1.
При включении кнопки SB1 конденсатор цепи затвора транзистора быстро заряжается, а затем медленно разряжается. Истоковый повторитель имеет очень высокое сопротивление и на работу зарядной цепи практически не влияет. Выход VT1 «повторяет» входное напряжение и ток, достаточные для питания компонентов микросхемы.
На выходе генератора (точка соединения со звуковым излучателем) формируются колебания с уменьшающейся амплитудой до тех пор, пока напряжение питания не станет меньше допустимого (+3 для микросхемы серии К561). После этого вибрации прерываются. Частота колебаний выбрана приблизительно равной 800 Гц. Это зависит и может регулироваться конденсатором С1. При подаче выходного сигнала ЗЧ на звуковой излучатель или усилитель можно услышать звуки «мяукающего кота».
Схема, представленная на рисунке 4, позволяет воспроизводить звуки кукушки.
Рис. 4. Электрическая схема устройства с имитацией «кукушки».
При нажатии на кнопку S1 быстро заряжаются конденсаторы С1 и С2 (С1 через диод VD1) до напряжения питания. Постоянная времени разряда для С1 около 1, для С2— 2. Напряжение разряда С1 на двух инверторах микросхемы DD1 преобразуется в прямоугольный импульс длительностью около 1 с, который через резистор R4 модулирует частоту генератора на микросхема DD2 и одна микросхема инвертора DD1. Во время действия импульса частота генератора будет составлять от 400 Гц до 500 Гц, при отсутствии примерно 300 Гц.
Напряжение разряда С2 подается на входной элемент И (DD2) и разрешает работу генератора в течение 2 с. в результате на выходе схемы получается двухчастотный импульс.
Схемы находят применение в бытовой технике для привлечения внимания творческой звуковой индикацией происходящих электронных процессов.
Генератор сильноточных импульсов для пиропатрона подушек безопасности и баллистических испытаний
Спецификация
Прайс-лист
Генератор сильноточных импульсов модели 507 идеально подходит для испытаний пиропатронов подушек безопасности, детонаторов и пиротехнических инициаторов. Прибор обеспечивает регулируемые токовые сигналы до 25 ампер. Устройство поставляется с 2 или 4 независимыми выходами, устойчивыми к нагрузке, с цифровым управлением. Ширина выходного импульса и задержки уникальны для каждого канала и могут точно регулироваться в диапазоне от 0,1 до 100 мс с шагом 200 нс. Генератор импульсов тока также обеспечивает выход TTL-синхронизации для T0, что особенно полезно в качестве опорного источника/триггера для камер или другого оборудования. Такие приложения, как тестирование срабатывания подушки безопасности (детонация пиропатрона), срабатывание воспламенителя или баллистические работы, могут выполняться надежно, безопасно и с высоким уровнем воспроизводимости.
Обзор
Обзор
Краткие характеристики | приложений |
|
|
Технические характеристики
ЗАДЕРЖКИ
Каналы | Два независимых выхода с цифровым управлением задержкой и шириной импульса |
Текущий | от 0 до 25 А (напряжение батареи минимум 44 В) |
Разрешение | 10 мА |
Точность | 50 мА |
Задержка | от 0 до 99,9999998 с |
Разрешение | 200 нс |
Ширина импульса | от 100 мкс до 100 мс |
Разрешение | 200нс |
Точность | 100 нс + задержка 0,0001x |
База времени | 5МГц, 25PPM кварцевый генератор |
Среднеквадратичное дрожание | 100нс |
Задержка TRIG | Ext Trig < 10 мкс |
* Длина провода указана в одну сторону. Общая длина кабеля составляет 6 футов (0,1 Ом) и 50 футов (0,4 Ом) соответственно.
ВНЕШНЯЯ ТРИГ/ВЕНТИЛЬ
Скорость | От постоянного тока до 1/ (75 мс + наибольшая задержка + период) |
Порог | 3 В постоянного тока (3 мА на оптрон) |
Импеданс | 1000 Ом |
ВНУТРЕННИЙ ГЕНЕРАТОР СКОРОСТИ
Режимы | Одиночный выстрел или внешний триггер |
Среднеквадратичное дрожание | 100нс |
ВЫХОДЫ
Полное сопротивление | 1,405 Ом |
Скорость нарастания | > 2,5 А/мкс |
Перерегулирование | < 100 мА + 10 % амплитуды импульса |
Амплитуда | 0–25 А (нагрузки 1–10 Ом) |
Пиковый ток | А на канал |
Ограничение постоянного тока | 150 мА (каждый канал) |
КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИНТЕРФЕЙС
Связь | RS-232, 9600 бод *Всеми функциями и настройками прибора можно управлять через интерфейсную шину |
ОБЩИЕ
Контейнеры для хранения | Двенадцать (12) * Полные конфигурации можно сохранять и вызывать с передней панели или через удаленный интерфейс ПК |
Вес | 10 фунтов. |