Схема импульсного генератора: Схемы простых генераторов импульсов

Схемы простых генераторов импульсов

Генераторы импульсов являются важной составляющей многих радиоэлектронных устройств. Простейший генератор импульсов (мультивибратор) может быть получен из двух-каскадного УНЧ (рис. 6.1). Для этого достаточно соединить вход усилителя с его выходом. Рабочая частота такого генератора определяется значениями R1C1, R3C2 и напряжением питания. На рис. 6.2, 6.3 показаны схемы мультивибраторов, полученные простой перестановкой элементов (деталей) схемы, изображенной на рис. 6.1. Отсюда следует, что одну и ту же простейшую схему можно изобразить различными способами.

Рис. 6.1

 

Рис. 6.2

Практические примеры использования мультивибратора приведены на рис. 6.4, 6.5.

На рис. 6.4 показана схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов, включенных в качестве нагрузки в цепи коллекторов. Вращением ручки потенциометра R3 можно управлять соотношением длительностей свечения светодиодов левой и правой ветвей. Если увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, частота генерации понизится, светодиоды начнут мигать. При уменьшении емкости этих конденсаторов частота генерации возрастает, мелькание светодиодов сольется в сплошное свечение, яркость которого будет зависеть от положения ручки потенциометра R3. На основе подобного схемного решения могут быть собраны разнообразные полезные конструкции, например, регулятор яркости светодиодного фонарика; игрушка с мигающими глазами; устройство плавного изменения спектрального состава источника излучения (разноцветные светодиоды или миниатюрные лампочки и светосуммирую-щий экран).

Рис. 6.3

 

Рис. 6.4

Генератор переменной частоты (рис. 6.5) конструкции В. Цибульского позволяет получать плавно изменяющееся со временем по частоте звучание [Р 5/85-54]. При включении генератора его частота возрастает с 300 до 3000 Гц за 6 сек (при емкости конденсатора СЗ 500 мкФ). Изменение емкости этого конденсатора в ту или иную сторону ускоряет или, напротив, замедляет скорость изменения частоты. Плавно изменять эту скорость можно и переменным сопротивлением R6. Для того чтобы этот генератор мог выполнять роль сирены, или быть использованным в качестве генератора качающейся частоты, можно предусмотреть схему принудительного периодического разряда конденсатора СЗ. Такие эксперименты можно рекомендовать для самостоятельного расширения познаний в области импульсной техники.

Рис. 6.5

 

Рис. 6.6

Управляемый генератор прямоугольных импульсов показан на рис. 6.6 [Р 10/76-60]. Генератор также представляет собой двухкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью. Для упрощения схемы генератора достаточно соединить эмиттеры транзисторов конденсатором. Емкость этого конденсатора определяет рабочую частоту генерации. В данной схеме для управления частотой генерации в качестве управляемой напряжением емкости использован варикап. Увеличение запирающего напряжения на варикапе приводит к уменьшению его емкости. Соответственно, как показано на рис. 6.7, возрастает рабочая частота генерации.

Рис. 6.7

Варикап, в порядке эксперимента и изучения принципа работы этого полупроводникового прибора, можно заменить простым диодом. При этом следует учитывать, что германиевые точечные диоды (например, Д9) имеют очень малую начальную емкость (порядка нескольких пФ), и, соответственно, обеспечивают небольшое изменение этой емкости от величины приложенного напряжения. Кремниевые диоды, особенно силовые, рассчитанные на большой ток, а также стабилитроны, имеют начальную емкость 100… 1000 пФ, поэтому зачастую могут быть использованы вместо варикапов. В качестве варикапов можно применить и р-n переходы транзисторов, см. также главу 2.

Для контроля работы сигнал с генератора (рис. 6.6) можно подать на вход частотометра и проверить границы перестройки генератора при изменении величины управляющего напряжения, а также при смене варикапа или его аналога. Рекомендуется полученные результаты (значения управляющего напряжения и частоту генерации) при использовании разного вида варикапов занести в таблицу и отобразить на графике (см. , например, рис. 6.7). Отметим, что стабильность генераторов на RC-элементах невысока.

Рис. 6.8

 

Рис. 6.9

На рис. 6.8, 6.9 показаны типовые схемы генераторов световых и звуковых импульсов, выполненные на транзисторах различного типа проводимости. Генераторы работоспособны в широком диапазоне питающих напряжений. Первый из них вырабатывает короткие вспышки света частотой единицы Гц, второй — импульсы звуковой частоты. Соответственно, первый генератор может быть использован в качестве маячка, светового метронома, второй — в качестве звукового генератора, частота колебаний которого зависит от положения ручки потенциометра R1. Эти генераторы можно объединить в единое целое. Для этого достаточно один из генераторов включить в качестве нагрузки другого, либо параллельно ей. Например, вместо цепочки из светодиода HL1, R2 или параллельно ей (рис. 6.8) можно включить генератор по схеме на рис. 6.9. В итоге получится устройство периодической звуковой или светозвуковой сигнализации.

Генератор импульсов (рис. 6.10), выполненный на составном транзисторе (п-р-п и р-п-р), не содержит конденсаторов (в качестве частотозадающего конденсатора использован пьезокерамиче-ский излучатель BF1). Генератор работает при напряжении от 1 до 10 Б и потребляет ток от 0,4 до 5 мА. Для повышения громкости звучания пьезокерамического излучателя его настраивают на резонансную частоту подбором резистора R1.

Рис. 6.10

 

Рис. 6.11

На рис. 6.11 показан достаточно оригинальный генератор релаксационных колебаний, выполненный на биполярном лавинном транзисторе.

Генератор содержит в качестве активного элемента транзистор микросхемы К101КТ1А с инверсным включением в режиме с «оборванной» базой. Лавинный транзистор может быть заменен его аналогом (см. рис. 2.1).

Устройства (рис. 6.11) часто используют для преобразования измеряемого параметра (интенсивности светового потока, температуры, давления, влажности и т.д.) в частоту при помощи резистивных или емкостных датчиков.

При работе генератора конденсатор, подключенный параллельно активному элементу, заряжается от источника питания через резистор. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения пробоя активного элемента (лавинного транзистора, динистора или т.п. элемента), происходит разряд конденсатора на сопротивление нагрузки, после чего процесс повторяется с частотой, определяемой постоянной RC-цепи. Резистор R1 ограничивает максимальный ток через транзистор, препятствуя его тепловому пробою. Времязадающая цепь генератора (R1C1) определяет рабочую область частот генерации. В качестве индикатора звуковых колебаний при качественном контроле работы генератора используют головные телефоны. Для количественной оценки частоты к выходу генератора может быть подключен частотомер или счетчик импульсов.

Устройство работоспособно в широком интервале изменения параметров: R1 от 10 до 100 кОм (и даже до 10 МОм), С1 — от 100 пФ до 1000 мкФ, напряжения питания от 8 до 300 В. Потребляемый устройством ток обычно не превышает одного мА. Возможна работа генератора в ждущем режиме: при замыкании базы транзистора на землю (общую шину) генерация срывается. Преобразователь-генератор (рис. 6.11) может быть использован и в режиме сенсорного ключа, простейшего Rx-и Сх-метра, перестраиваемого широкодиапазонного генератора импульсов и т.д.

Генераторы импульсов (рис. 6.12, 6.13) также выполнены на лавинных транзисторах микросхемы К101КТ1 типа п-р-п или К162КТ1 типа р-п-р, динисторах, или их аналогах (см. рис. 2.1). Генераторы работают при напряжении питания выше 9 Б и вырабатывают напряжение треугольной формы. Выходной сигнал снимается с одного из выводов конденсатора. Входное сопротивление следующего за генератором каскада (сопротивление нагрузки) должно в десятки раз превышать величину сопротивления R1 (или R2). Низкоомную нагрузку (до 1 кОм) можно включать в коллекторную цепь одного из транзисторов генератора.

Рис. 6.12

 

Рис. 6.13

 

Рис. 6.14

Довольно простые и часто встречающиеся на практике генераторы импульсов (блокинг-генераторы) с использованием индуктивной обратной связи показаны на рис. 6.14 [А. с. СССР 728214], 6.15 и 6.16. Такие генераторы обычно работоспособны в широком диапазоне изменения напряжения питания. При сборке блокинг-генераторов необходимо соблюдать фазировку выводов: при неправильном подключении «полярности» обмотки генератор не заработает.

Рис. 6.15

 

Рис. 6.16

Подобные генераторы можно использовать при проверке трансформаторов на наличие межвитковых замыканий (см. главу 32): никаким иным методом такие дефекты не могут быть выявлены.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Схема генератора импульсов регулируемой ширины

Схема генератора импульсов регулируемой ширины

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ширины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис. 1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561 ЛАТ) собран генератор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2.

Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необходимости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

Рис. 1. Схема формирователя биполярных симметричных импульсов регулируемой длительности.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компараторы напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через формирующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, C3, VD5) подаются прямоугольные импульсы.

Заряд конденсаторов С2, C3 происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или C3 достигнет порога срабатывания компараторов-ключей DA1.1 или DA1.3, соответственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой между импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1. 2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов используется в схеме импульсного источника питания.

Плавное регулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компараторов (конденсаторы С2, C3) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных импульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1.4 и конденсаторами Са, Сb. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного делителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — полевой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулировать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым выходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них.

_____ 24

Скважность (в физике, электронике) — безразмерная величина, один из классификационных признаков импульсных систем, определяющий отношение периода следования (повторения) импульсов к длительности импульса.

1. Слушать на английском:
2. Названия комплектующих ПК.
3. Названия аббревиатур и смайликов.
4. Произношение названий тегов HTML.
5. Дескрипторы и атрибуты CSS.
6. Порядковые числительные.
7. Десятичные дроби.
8. Название IT профессий на английском.
9. Слова и фразы IT тематики на английском.

1. Страницы:
2. 1
3. 2
4. 3
5. 4
6. 5
7. Смотреть все

Наверх

Генератор импульсов

» Заметки по электронике

Ключевые моменты о генераторах импульсов: что они из себя представляют; как они работают; как их можно использовать.

---

Генераторы сигналов включает:

Основы генератора сигналов

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

---

Генераторы импульсов представляют собой элементы электронного испытательного оборудования, которые используются для генерации импульсов – обычно прямоугольных импульсов.

Эти генераторы импульсов используются для самых разных приложений, но чаще всего в качестве стендового испытательного оборудования при разработке логических схем различных форм.

Генераторы импульсов можно использовать для генерации импульсов, которые могут стимулировать логическую схему.

Для того, чтобы обеспечить правильные типы импульсов, требуется значительная степень регулировки импульсов с точки зрения длины, задержки, частоты повторения и т.п.

Многие функции генератора импульсов аналогичны функциям генератора функций или генератора сигналов произвольной формы.

В результате многие генераторы функций или сигналов произвольной формы включают в себя функции генератора функций, что делает их универсальными измерительными приборами.

Основы генератора импульсов

Генераторы импульсов

используются для подачи импульсов для использования в различных электронных приложениях. Обычно генераторы импульсов обеспечивают ряд функций и возможностей:

• Генерация прямоугольных импульсов   Как следует из названия, генератор импульсов предназначен для генерации импульсов прямоугольной формы, часто способных управлять логическими схемами, хотя они не обязательно ограничиваются только этим типом приложений.
• Ширина импульса:  Для создания различных сигналов можно изменять ширину импульса.
• Частота повторения :   Частота повторения является ключевым параметром. При использовании в режиме «свободного хода» частота повторения может варьироваться.
• Запуск по импульсу:   Используя внешний сигнал, можно запустить генератор импульсов. Импульсный запуск обычно может происходить либо по отрицательному, либо по положительному фронту с помощью переключателя выбора.
• Задержка импульса:   Когда запускается импульс, обычно можно выбрать задержку для импульса от генератора импульсов. Эта задержка регулируется.
• Амплитуда импульса:   Хотя амплитуда импульса обычно требуется для управления логическими схемами, амплитуда обычно регулируется. По крайней мере, это необходимо, потому что сегодня используется много стандартных логических уровней.
• Время нарастания и спада импульса:   Для некоторых приложений может потребоваться настройка времени нарастания и спада логических выходов. Эта функция доступна на многих генераторах импульсов.

Генераторы импульсов могут использовать либо цифровые, либо аналоговые технологии, либо их комбинацию. Такие элементы, как запуск и генерация импульсов, почти наверняка будут использовать цифровую технологию, но такие аспекты, как управление временем нарастания и спада генератора импульсов, скорее всего, будут использовать аналоговые технологии.

Генератор импульсов TTL

Часто для создания логических выходов ТТЛ требуются генераторы импульсов. Эти генераторы можно назвать генераторами импульсов ТТЛ. Их выходные уровни будут соответствовать стандартным уровням TTL 0 и 5V.

Хотя уровни TTL широко используются, существует множество различных семейств схем TTL, которые использовались, включая стандартный TTL, маломощный, маломощный Schottky и многие другие версии TTL. Однако приняты стандартные определения уровней TTL.

TTL “Определение”	Низкий (В)	Высокий (В)
Определение входного сигнала TTL	0–0,8	2,2–5
Часто пределы TTL ограничиваются более узким пределом для повышения устойчивости и т. д.	0–0,4	2,6–5

Для элемента испытательного оборудования, такого как генератор импульсов TTL, должны быть приняты более узкие пределы TTL.

Многоканальные генераторы импульсов

Некоторые из более поздних генераторов импульсов называются многоканальными генераторами импульсов. Эти многоканальные генераторы импульсов могут создавать несколько каналов импульсов с независимой шириной импульса и задержкой с независимыми выходами и даже независимой полярностью.

Эти генераторы импульсов часто используются для синхронизации, задержки, стробирования и запуска нескольких устройств, часто в отношении одного события. Это означает, что хотя выходы независимы, все они так или иначе связаны с одним и тем же источником. Это позволяет связывать гораздо более сложные системы из одного источника, хотя и с разными задержками и т. д.

Также можно мультиплексировать синхронизацию нескольких каналов на один канал, чтобы запускать или стробировать одно и то же устройство несколько раз.

Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра LCR-метр Измеритель наклона, ГДО Логический анализатор ВЧ измеритель мощности Генератор радиочастотных сигналов Логический пробник PAT-тестирование и тестеры Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI ГПИБ Граничное сканирование / JTAG Получение данных

    Вернуться в меню “Тест”. . .

аккуратная маленькая схема генератора импульсов, которая мне нравится

Обновление (11 октября 2015 г.): Я добавил свой файл схемы и список соединений на случай, если вы захотите поиграть с этой схемой в своей локальной установке LTSpice. Это бесплатно, так что вы тоже можете!

Я медленно изучал книгу Горовица и Хилла Art of Electronics, 3-е издание , чтобы освежить и усовершенствовать свои знания в области аналоговой электроники. Большая часть моей профессиональной жизни связана со сборкой сложных ИС, и недостаточно со строительными блоками электронных схем. Я решил, что возьму более поучительные примеры из AoE и опубликовать здесь мою работу над ними. Ожидайте немного сухой прозы, несколько нацарапанных заметок на инженерной бумаге и, возможно, симуляцию или две, как я считаю нужным. (В настоящее время я использую LTSpice для Mac, но я не в восторге от него. Есть предложения?!)

Простой генератор импульсов

Рисунок 1: Генератор импульсов

обеспечить быстрый импульс на выходе Vout при стимуляции нарастающим фронтом на Vin.

###Примечания по условиям постоянного тока

• Q1 выключен, что означает, что V _Q1-C равно 5 В.
• Q2, однако, включен. Это помещает V _Q2-B примерно на 0,7 В, а V _Q2-C /V _Out на землю.
• Обратите внимание, что состояния включения/выключения транзисторов Q1 и Q2 в совокупности создают напряжение около 4,3 В на конденсаторе C1.

###AC Анализ Предположим, мы стимулируем V _в с нарастающим фронтом 5V. Это включит Q1, скорость которого ограничена только временем включения этого транзистора. Важно выбрать R1 таким образом, чтобы вы могли гарантировать переход Q1 в состояние насыщения; мы хотим, чтобы этот транзистор был включен, когда V _в рулит!

Это быстрое включение Q1 приведет к снижению напряжения коллектора, V _Q1-C , на землю. Обратите внимание на состояние постоянного тока C1 — он все еще сохраняет заряд ~ 4,3 В, который он приобрел, пока схема находилась в устойчивом состоянии. В результате напряжение V _Q2-B теперь составляет -4,3 В, отключая Q2 и приводя V _Out к +5 В. Вы заметите, что когда V _Q1-E находится на земле, комбинация R3 и C1 эффективно образуют RC-цепь с начальным состоянием V 9{\ frac {t} {\ tau}} \] \ [ln \ big (\ frac {1} {0,462} \ big) = \ frac {t} {\ tau} \ Rightarrow ln \ big (\ frac {1) }{0,462}\big) * \tau = t = 0,722 \tau\] \[0,722 \tau \примерно R3C1\]

По сути, это показывает нам, что мы можем установить время включения импульса с помощью R ₃ и C ₁ аналогичны выбору значений для RC-цепи. Прохладный!

Примечания по характеристикам переменного тока

Первое, что предполагает эта схема, это то, что V _в будет работать на высоком уровне и оставаться на высоком уровне. Что произойдет, если входной импульс короче, чем R3 * C1?

Рисунок 2: Выходной сигнал генератора импульсов, где Vin имеет высокое значение меньше, чем Tau

Моделирование выше показывает представление LTSpice того, что происходит с этой схемой, когда входной импульс меньше постоянной времени. Выходной импульс, в свою очередь, укорачивается – как только Q1 вернется в нормальное выключенное состояние, заряд C1 будет поляризован в направлении, противоположном установившемуся постоянному току. Это просто поможет шине 5 В удерживать Q2 во включенном состоянии и укорачивать выходной импульс. Что, если мы хотим пульс в V

из , который всегда имеет длину R3 * C1? Нам нужно отделить вывод от ввода. Этого легко добиться с помощью другого транзистора, который контролирует выход схемы.

Рис. 3. Генератор импульсов с гарантированной шириной импульса

Q3 служит для удержания V _Q1-C на земле при обнаружении нарастающего фронта в основании Q1. Пока входной импульс не меньше времени включения транзистора Q1, схема будет работать правильно. Это связано с тем, что после того, как Q1 успешно загнал V _Q1-C на землю, Q3 также будет включен, обеспечивая еще один путь для удержания цепи R3/C1 на земле. Рисунок 4 показывает это улучшение ширины выходного импульса.

Рис. 4. Выход генератора импульсов с гарантированной шириной выходного сигнала

Добавление транзистора Q3 немного упростило прогнозирование характеристик схемы, позволив нам изменить ширину импульса, изменив значения C1 и R3. Однако это была не серебряная пуля. Рисунок 4 показывает, что спадающий фронт импульса не такой резкий, как нарастающий фронт. В начале спада имеется отчетливо закругленный угол, который является результатом плавного перехода напряжения R3/C1 через напряжение включения Q3. Мы мало что можем сделать с этой схемой, чтобы ускорить этот переход, не влияя на ширину импульса. Вместо этого нам нужно изменить мощность выходного привода с помощью еще одного небольшого дополнения.

Рисунок 5: Выход генератора импульсов с выходом триггера Шмитта

Этот выходной каскад представляет собой триггер Шмитта, представляющий собой удобную небольшую схему для очистки медленных или шумных переходов фронтов.