Схема импульсного: Страница не найдена – Электрознаток

Содержание

ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ

В этой статье Вы найдёте подробное описание процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания понадобится несколько часов. Можно изготовить и более мощные электронные трансформаторы, например на IR2153, а можно КУПИТЬ ГОТОВЫЙ и переделать под свои напряжения.

В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.

В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.

Однако электронный балласт такой лампочки, это почти готовый импульсный Блок Питания (БП), причем довольно компактный. Единственное, чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного блока питания, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя, если он необходим.

В то же время, современные радиолюбители испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден, то его перемотка требует использования большого количества медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий, собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей использовать балласт от неисправных энергосберегающих ламп, то экономия составит значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах на 100 Ватт и больше.

Отличие схемы балласта энергосберегающей лампы от импульсного блока питания

Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.

Схема энергосберегающей лампы

А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе балласта люминисцентной лампы с использованием дополнительного импульсного трансформатора.

Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.

Как видите, схема КЛЛ не требует больших изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы, привнесённые в схему.

Законченная схема импульсного блока питания

Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?

Мощность импульсного блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.

Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.

БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя

В случае если окно дросселя не позволяет намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то понадобится дополнительный импульсный трансформатор.

БП с дополнительным импульсным трансформатором

Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.

В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.

Если частота генерации окажется не очень высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных конденсаторов C4, C6.

Импульсный трансформатор для блока питания

Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.

Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.

Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения

Во входных фильтрах электронных балластов, из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения с частотой 100 Hz.

Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе блока питания, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.

Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100µF при напряжении 350 Вольт.

Блок питания мощностью 20 Ватт

Блок питания мощностью 20 Ватт

Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.

На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции). Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода, а сечение самой меди будет невелико.

Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.

Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!

Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.

Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.

Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.

Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60°C, а транзисторов – 42°C. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.

На картинке действующая модель БП

Мощность, подводимая к нагрузке – 20 Ватт.

Частота автоколебаний без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора – 60?С
Температура транзисторов – 42?С

Блок питания мощностью 100 Ватт

Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.

Блок питания мощностью 100 Ватт

Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.

Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.

Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такой конструкции, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые токи. Купить отдельно MJE13007 можно ЗДЕСЬ.

Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.

Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.

Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика). Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.

Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!

Действующий стоваттный импульсный блок питания

Резисторы эквивалента нагрузки помещены в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100 Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки – 28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75?C.
Площадь радиаторов каждого транзистора – 27см?.
Температура дросселя TV1 – 45?C.
TV2 – 2000НМ (O28 х O16 х 9мм)

Выпрямитель

Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным. Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.

Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.

Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.

Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.

Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.

Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки может рассеяться 8 Ват.

100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)

Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.

100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).

Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.

В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.

Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?

Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.

При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.

На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.

Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.

Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.

Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете попытаться тронуть резистор пальцами.

Как наладить импульсный блок питания?

Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.

Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.

Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.

Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.

Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65?С, то нужно уменьшить мощность нагрузки.

Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65?С, а транзисторов выше 80… 85?С.

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП маломощный импульсный блок питания из подручных материалов своими руками

Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?

Схема импульсного блока питания

R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения. В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.

VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.

L0, C0 – фильтр питания.

R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.

Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.

R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.

R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.

R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.

R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.

VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.

TV1 – трансформатор обратной связи.

L5 – балластный дроссель.

C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.

TV2 – импульсный трансформатор.

VD14, VD15 – импульсные диоды.

C9, C10 – конденсаторы фильтра.

По материалам сайта http://www.ruqrz.com/

Для большей наглядности приведено несколько принципиальных схем ламп популярных производителей:

РЕМОНТ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

ОПИСАНИЕ И СХЕМА БОЛЕЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Адрес администрации сайта: [email protected]

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ КОМПЬЮТЕРА

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
КОМПЬЮТЕРА

СТАТЬЯ ПОДГОТОВЛЕНА НА ОСНОВЕ КНИГИ А. В. ГОЛОВКОВА и В. Б ЛЮБИЦКОГО “БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМНЫХ МОДУЛЕЙ ТИПА IBM PC-XT/AT” ИЗДАТЕЛЬСТВА «ЛАД и Н»

ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ОДНОГО ИЗ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Подводя итог всему сказанному, для полноты картины приведем в качества примера полное описание принципиальной схемы для одного из 200-ваттных импульсных блоков питания (производство Тайвань PS6220C) (рис. 56).
Переменное напряжение сети подается через сетевой выключатель PWR SW через сетевой предохранитель F101 4А, помехоподавляющие фильтры, образованные элементами С101, R101, L101, С104, С103, С102 и дроссели И 02, L103 на:
• выходной трехконтактный разъем, к которому может подстыковываться кабель питания дисплея;
• двухконтактный разъем JP1, ответная часть которого находится на плате.
С разъема JP1 переменное напряжение сети поступает на:
• мостовую схему выпрямления BR1 через терморезистор THR1;
• первичную обмотку пускового трансформатора Т1.

Рисунок 56. Схема электрическая принципиальная импульсного блока питания ИБП PS-6220C

На выходе выпрямителя BR1 включены сглаживающие емкости фильтра С1, С2. Терморезистор THR ограничивает начальный бросок зарядного тока этих конденсаторов. Переключатель 115V/230V SW обеспечивает возможность питания импульсного блока питания как от сети 220-240В, так и от сети 110/127 В.
Высокооомные резисторы R1, R2, шунтирующие конденсаторы С1, С2 являются симметрирующими (выравнивают напряжения на С1 и С2), а также обеспечивают разрядку этих конденсаторов после выключения импульсного блока питания из сети. Результатом работы входных цепей является появление на шине выпрямленного напряжения сети постоянного напряжения Uep, равного +310В, с некоторыми пульсациями. В данном импульсном блоке питания используется схема запуска с принудительным (внешним) возбуждением, которая реализована на специальном пусковом трансформаторе Т1, на вторичной обмотке которого после включения блока питания в сеть появляется переменное напряжение с частотой питающей сети. Это напряжение выпрямляется диодами D25, D26, которые образуют со вторичной обмоткой Т1 двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой. СЗО – сглаживающая емкость фильтра, на которой образуется постоянное напряжение, используемое для питания управляющей микросхемы U4.
В качестве управляющей микросхемы в данном импульсном блоке питания традиционно используется ИМС TL494.
Питающее напряжение с конденсатора СЗО подается на вывод 12 U4. В результате на выводе 14 U4 появляется выходное напряжение внутреннего опорного источника Uref=-5B, запускается внутренний генератор пилообразного напряжения микросхемы, а на выводах 8 и 11 появляются управляющие напряжения, которые представляют собой последовательности прямоугольных импульсов с отрицательными передними фронтами, сдвинутые друг относительно друга на половину периода. Элементы С29, R50, подключенные к выводам 5 и 6 микросхемы U4 определяют частоту пилообразного напряжения, вырабатываемого внутренним генератором микросхемы.
Согласующий каскад в данном импульсном блоке питания выполнен по бестранзисторной схеме с раздельным управлением. Напряжение питания с конденсатора СЗО подается в средние точки первичных обмоток управляющих трансформаторов Т2, ТЗ. Выходные транзисторы ИМС U4 выполняют функции транзисторов согласующего каскада и включены по схеме с ОЭ. Эмиттеры обоих транзисторов (выводы 9 и 10 микросхемы) подключены к “корпусу”. Коллекторными нагрузками этих транзисторов являются первичные полуобмотки управляющих трансформаторов Т2, ТЗ, подключенные к выводам 8, 11 микросхемы U4 (открытые коллекторы выходных транзисторов). Другие половины первичных обмоток Т2, ТЗ с подключенными к ним диодами D22, D23 образуют цепи размагничивания сердечников этих трансформаторов.
Трансформаторы Т2, ТЗ управляют мощными транзисторами полумостового инвертора.
Переключения выходных транзисторов микросхемы вызывают появление импульсных управляющих ЭДС на вторичных обмотках управляющих трансформаторов Т2, ТЗ. Под действием этих ЭДС силовые транзисторы Q1, Q2 попеременно открываются с регулируемыми паузами (“мертвыми зонами”). Поэтому через первичную обмотку силового импульсного трансформатора Т5 протекает переменный ток в виде пилообразных токовых импульсов. Это объясняется тем, что первичная обмотка Т5 включена в диагональ электрического моста, одно плечо которого образовано транзисторами Q1, Q2, а другое – конденсаторами С1, С2. Поэтому при открывании какого-либо из транзисторов Q1, Q2 первичная обмотка Т5 оказывается подключена к одному из конденсаторов С1 или С2, что и обуславливает протекание через нее тока в течение всего времени, пока открыт транзистор.
Демпферные диоды D1, D2 обеспечивают возврат энергии, запасенной в индуктивности рассеяния первичной обмотки Т5 за время закрытого состояния транзисторов Q1, Q2 обратно в источник (рекуперация).
Цепочка С4, R7, шунтирующая первичную обмотку Т5, способствует подавлению высокочастотных паразитных колебательных процессов, которые возникают в контуре, образованном индуктивностью первичной обмотки Т5 и ее меж-витковой емкостью, при закрываниях транзисторов Q1, Q2, когда ток через первичную обмотку резко прекращается.
Конденсатор СЗ, включенный последовательно с первичной обмоткой Т5, ликвидирует постоянную составляющую тока через первичную обмотку Т5, исключая тем самым нежелательное подмагничивание его сердечника.
Резисторы R3, R4 и R5, R6 образуют базовые делители для мощных транзисторов Q1, Q2 соответственно и обеспечивают оптимальный режим их переключения с точки зрения динамических потерь мощности на этих транзисторах.
Протекание переменного тока через первичную обмотку Т5 обуславливает наличие знакопеременных прямоугольных импульсных ЭДС на вторичных обмотках этого трансформатора.
Силовой трансформатор Т5 имеет три вторичные обмотки, каждая из которых имеет вывод от средней точки.
Обмотка IV обеспечивает получение выходного напряжения +5В. Диодная сборка SD2 (полумост) образует с обмоткой IV двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой (средняя точка обмотки IV заземлена).
Элементы L2, СЮ, С11, С12 образуют сглаживающий фильтр в канале +5В.
Для подавления паразитных высокочастотных колебательных процессов, возникающих при коммутациях диодов сборки SD2, эти диоды за-шунтированы успокаивающими RC-цепочками С8, R10nC9, R11.
Диоды сборки SD2 представляют собой диоды с барьером Шоттки, чем достигается необходимое быстродействие и повышается КПД выпрямителя.
Обмотка III совместно с обмоткой IV обеспечивает получение выходного напряжения +12В вместе с диодной сборкой (полумостом) SD1. Эта сборка образует с обмоткой III двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой. Однако средняя точка обмотки III не заземлена, а подключена к шине выходного напряжения +5В. Это даст возможность использовать диоды Шоттки в канале выработки +12В, т.к. обратное напряжение, прикладываемое к диодам выпрямителя при таком включении, уменьшается до допустимого для диодов Шоттки уровня.
Элементы L1, С6, С7 образуют сглаживающий фильтр в канале +12В.
Резисторы R9, R12 предназначены для ускорения разрядки выходных конденсаторов шин +5В и +12В после выключения ИБП из сети.
RC-цепочка С5, R8 предназначена для подавления колебательных процессов, возникающих в паразитном контуре, образованном индуктивностью обмотки III и ее межвитковой емкостью.
Обмотка И с пятью отводами обеспечивает получение отрицательных выходных напряжений -5В и-12В.
Два дискретных диода D3, D4 образуют полумост двухполупериодного выпрямления в канале выработки -12В, а диоды D5, D6 – в канале -5В.
Элементы L3, С14 и L2, С12 образуют сглаживающие фильтры для этих каналов.
Обмотка II, также как и обмотка III, зашунтиро-вана успокоительной RC-цепочкой R13, С13.
Средняя точка обмотки II заземлена.
Стабилизация выходных напряжений осуществляются разными способами в разных каналах.
Отрицательные выходные напряжения -5В и -12В стабилизируются при помощи линейных интегральных трехвыводных стабилизаторов U4 (типа 7905) и U2 (типа 7912).
Для этого на входы этих стабилизаторов подаются выходные напряжения выпрямителей с конденсаторов С14, С15. На выходных конденсаторах С16, С17 получаются стабилизированные выходные напряжения -12В и -5В.
Диоды D7, D9 обеспечивают разрядку выходных конденсаторов С16, С17 через резисторы R14, R15 после выключения импульсного блока питания из сети. Иначе эти конденсаторы разряжались бы через схему стабилизаторов, что нежелательно.
Через резисторы R14, R15 разряжаются и конденсаторы С14, С15.
Диоды D5, D10 выполняют защитную функцию в случае пробоя выпрямительных диодов.
Если хотя бы один из этих диодов (D3, D4, D5 или D6) окажется “пробитым”, то в отсутствие диодов D5, D10 ко входу интегрального стабилизатора U1 (или U2) прикладывалось бы положительное импульсное напряжение, а через электролитические конденсаторы С14 или С15 протекал бы переменный ток, что привело бы к выходу их из строя.
Наличие диодов D5, D10 в этом случае устраняет возможность возникновения такой ситуации, т.к. ток замыкается через них.
Например, в случае, если “пробит” диод D3, положительная часть периода, когда D3 должен быть закрыт, ток замкнется по цепи: к-а D3 – L3 -D7- D5- “корпус”.
Стабилизация выходного напряжения +5В осуществляется методом ШИМ. Для этого к шине выходного напряжения +5В подключен измерительный резистивный делитель R51, R52. Сигнал, пропорциональный уровню выходного напряжения в канале +5В, снимается с резистора R51 и подается на инвертирующий вход усилителя ошибки DA3 (вывод 1 управляющей микросхемы). На прямой вход этого усилителя (вывод 2) подается опорный уровень напряжения, снимаемый с резистора R48, входящего в делитель VR1, R49, R48, который подключен к выходу внутреннего опорного источника микросхемы U4 Uref=+5B. При изменениях уровня напряжения на шине +5В под воздействием различных дестабилизирующих факторов происходит изменение величины рассогласования (ошибки) между опорным и контролируемым уровнями напряжения на входах усилителя ошибки DA3. В результате ширина (длительность) управляющих импульсов на выводах 8 и 11 микросхемы U4 изменяется таким образом, чтобы вернуть отклонившееся выходное напряжение +5В к номинальному значению (при уменьшении напряжения на шине +5В ширина управляющих импульсов увеличивается, а при увеличении этого напряжения -уменьшается).
Устойчивая (без возникновения паразитной генерации) работа всей петли регулирования обеспечивается за счет цепочки частотно-зависимой отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель ошибки DA3. Эта цепочка включается между выводами 3 и 2 управляющей микросхемы U4 (R47, С27).
Выходное напряжение +12В в данном ИБП не стабилизируется.
Регулировка уровня выходных напряжений в данном ИБП производится только для каналов +5В и +12В. Эта регулировка осуществляется за счет изменения уровня опорного напряжения на прямом входе усилителя ошибки DA3 при помощи подстроечного резистора VR1.
При изменении положения движка VR1 в процессе настройки ИБП будет изменяться в некоторых пределах уровень напряжения на шине +5В, а значит и на шине +12В, т.к. напряжение с шины +5В подается в среднюю точку обмотки III.
Комбинированная зашита данного ИБП включает в себя:
• ограничивающую схему контроля ширины управляющих импульсов;
• полную схему защиты от КЗ в нагрузках;
• неполную схему контроля выходного перенапряжения (только на шине +5В).
Рассмотрим каждую из этих схем.
Ограничивающая схема контроля использует в качестве датчика трансформатор тока Т4, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой силового импульсного трансформатора Т5.
Резистор R42 является нагрузкой вторичной обмотки Т4, а диоды D20, D21 образуют двухпо-лупериодную схему выпрямления знакопеременного импульсного напряжения, снимаемого с нагрузки R42.
Резисторы R59, R51 образуют делитель. Часть напряжения сглаживается конденсатором С25. Уровень напряжения на этом конденсаторе пропорционально зависит от ширины управляющих импульсов на базах силовых транзисторов Q1, Q2. Этот уровень через резистор R44 подается на инвертирующий вход усилителя ошибки DA4 (вывод 15 микросхемы U4). Прямой вход этого усилителя (вывод 16) заземлен. Диоды D20, D21 включены так, что конденсатор С25 при протекании тока через эти диоды заряжается до отрицательного (относительно общего провода) напряжения.
В нормальном режиме работы, когда ширина управляющих импульсов не выходит за допустимые пределы, потенциал вывода 15 положителен, благодаря связи этого вывода через резистор R45 с шиной Uref. При чрезмерном увеличении ширины управляющих импульсов по какой-либо причине, отрицательное напряжение на конденсаторе С25 возрастает, и потенциал вывода 15 становится отрицательным. Это приводит к появлению выходного напряжения усилителя ошибки DA4, которое до этого было равно 0В. Дальнейший рост ширины управляющих импульсов приводит к тому, что управление переключениями ШИМ-ком-паратора DA2 передается к усилителю DA4, и последующего за этим увеличения ширины управляющих импульсов уже не происходит (режим ограничения), т.к. ширина этих импульсов перестает зависеть от уровня сигнала обратной связи на прямом входе усилителя ошибки DA3.
Схема защиты от КЗ в нагрузках условно может быть разделена на защиту каналов выработки положительных напряжений и защиту каналов выработки отрицательных напряжений, которые схемотехнически реализованы примерно одинаково.
Датчиком схемы защиты от КЗ в нагрузках каналов выработки положительных напряжений (+5В и +12В) является диодно-резистивный делитель D11, R17, подключенный между выходными шинами этих каналов. Уровень напряжения на аноде диода D11 является контролируемым сигналом. В нормальном режиме работы, когда напряжения на выходных шинах каналов +5В и +12В имеют номинальные величины, потенциал анода диода D11 составляет около +5,8В, т.к. через делитель-датчик протекает ток с шины +12В на шину +5В по цепи: шина +12В – R17- D11 – шина +56.
Контролируемый сигнал с анода D11 подается на резистивный делитель R18, R19. Часть этого напряжения снимается с резистора R19 и подается на прямой вход компаратора 1 микросхемы U3 типа LM339N. На инвертирующий вход этого компаратора подается опорный уровень напряжения с резистора R27 делителя R26, R27, подключенного к выходу опорного источника Uref=+5B управляющей микросхемы U4. Опорный уровень выбран таким, чтобы при нормальном режиме работы потенциал прямого входа компаратора 1 превышал бы потенциал инверсного входа. Тогда выходной транзистор компаратора 1 закрыт, и схема ИБП нормально функционирует в режиме ШИМ.
В случае КЗ в нагрузке канала +12В, например, потенциал анода диода D11 становится равным 0В, поэтому потенциал инвертирующего входа компаратора 1 станет выше, чем потенциал прямого входа, и выходной транзистор компаратора откроется. Это вызовет закрывание транзистора Q4, который нормально открыт током базы, протекающим по цепи: шина Upom – R39 – R36 -б-э Q4 – “корпус”.
Открывание выходного транзистора компаратора 1 подключает резистор R39 к “корпусу”, и поэтому транзистор Q4 пассивно закрывается нулевым смещением. Закрывание транзистора Q4 влечет за собой зарядку конденсатора С22, который выполняет функцию звена задержки срабатывания защиты. Задержка необходима из тех соображений, что в процессе выхода ИБП на режим, выходные напряжения на шинах +5В и +12В появляются не сразу, а по мере зарядки выходных конденсаторов большой емкости. Опорное же напряжение от источника Uref, напротив, появляется практически сразу же после включения ИБП в сеть. Поэтому в пусковом режиме компаратор 1 переключается, его выходной транзистор открывается, и если бы задерживающий конденсатор С22 отсутствовал, то это привело бы к срабатыванию защиты сразу при включении ИБП в сеть. Однако в схему включен С22, и срабатывание защиты происходит лишь после того как напряжение на нем достигнет уровня, определяемого номиналами резисторов R37, R58 делителя, подключенного к шине Upom и являющегося базовым для транзистора Q5. Когда это произойдет, транзистор Q5 открывается, и резистор R30 оказывается подключен через малое внутреннее сопротивление этого транзистора к “корпусу”. Поэтому появляется путь для протекания тока базы транзистора Q6 по цепи: Uref – э-6 Q6 – R30 – к-э Q5 -“корпус”.
Транзистор Q6 открывается этим током до насыщения, в результате чего напряжение Uref=5B, которым запитан по эмиттеру транзистор Q6, оказывается приложенным через его малое внутреннее сопротивление к выводу 4 управляющей микросхемы U4. Это, как было показано ранее, ведет к останову работы цифрового тракта микросхемы, пропаданию выходных управляющих импульсов и прекращению переключении силовых транзисторов Q1, Q2, т.е. к защитному отключению. КЗ в нагрузке канала +5В приведет к тому, что потенциал анода диода D11 будет составлять всего около +0.8В. Поэтому выходной транзистор компаратора (1) окажется открыт, и произойдет защитное отключение.
Аналогичным образом построена защита от КЗ в нагрузках каналов выработки отрицательных напряжений (-5В и -12В) на компараторе 2 микросхемы U3. Элементы D12, R20 образуют диодно-резистивный делитель-датчик, подключаемый между выходными шинами каналов выработки отрицательных напряжений. Контролируемым сигналом является потенциал катода диода D12. При КЗ в нагрузке канала -5В или -12В, потенциал катода D12 повышается (от -5,8 до 0В при КЗ в нагрузке канала -12В и до -0,8В при КЗ в нагрузке канала -5В). В любом из этих случаев открывается нормально закрытый выходной транзистор компаратора 2, что и обуславливает срабатывание защиты по приведенному выше механизму. При этом опорный уровень с резистора R27 подается на прямой вход компаратора 2, а потенциал инвертирующего входа определяется номиналами резисторов R22, R21. Эти резисторы образуют двуполярно запитанный делитель (резистор R22 подключен к шине Uref=+5B, а резистор R21 – к катоду диода D12, потенциал которого в нормальном режиме работы ИБП, как уже отмечалось, составляет -5,8В). Поэтому потенциал инвертирующего входа компаратора 2 в нормальном режиме работы поддерживается меньшим, чем потенциал прямого входа, и выходной транзистор компаратора будет закрыт.
Защита от выходного перенапряжения на шине +5В реализована на элементах ZD1, D19, R38, С23. Стабилитрон ZD1 (с пробивным напряжением 5,1В) подключается к шине выходного напряжения +5В. Поэтому, пока напряжение на этой шине не превышает +5,1 В, стабилитрон закрыт, а также закрыт транзистор Q5. В случае увеличения напряжения на шине +5В выше +5,1В стабилитрон “пробивается”, и в базу транзистора Q5 течет отпирающий ток, что приводит к открыванию транзистора Q6 и появлению напряжения Uref=+5B на выводе 4 управляющей микросхемы U4, т.е. к защитному отключению. Резистор R38 является балластным для стабилитрона ZD1. Конденсатор С23 предотвращает срабатывание защиты при случайных кратковременных выбросах напряжения на шине +5В (например, в результате установления напряжения после скачкообразного уменьшения тока нагрузки). Диод D19 является развязывающим.
Схема образования сигнала PG в данном импульсном блоке питания является двухфункциональной и собрана на компараторах (3) и (4) микросхемы U3 и транзисторе Q3.
Схема построена на принципе контроля наличия переменного низкочастотного напряжения на вторичной обмотке пускового трансформатора Т1, которое действует на этой обмотке лишь при наличии питающего напряжения на первичной обмотке Т1, т.е. пока импульсный блок питания включен в питающую сеть.
Практически сразу после включения ИБП в питающую сеть появляется вспомогательное напряжение Upom на конденсаторе СЗО, которым запитывается управляющая микросхема U4 и вспомогательная микросхема U3. Кроме того, переменное напряжение со вторичной обмотки пускового трансформатора Т1 через диод D13 и то-коограничивающий резистор R23 заряжает конденсатор С19. Напряжением с С19 запитывается резистивный делитель R24, R25. С резистора R25 часть этого напряжения подается на прямой вход компаратора 3, что приводит к закрыванию его выходного транзистора. Появляющееся сразу вслед за этим выходное напряжение внутреннего опорного источника микросхемы U4 Uref=+5B за-питывает делитель R26, R27. Поэтому на инвертирующий вход компаратора 3 подается опорный уровень с резистора R27. Однако этот уровень выбран меньшим, чем уровень на прямом входе, и поэтому выходной транзистор компаратора 3 остается в закрытом состоянии. Поэтому начинается процесс зарядки задерживающей емкости С20 по цепи: Upom – R39 – R30 – С20 – “корпус”.
Растущее по мере зарядки конденсатора С20 напряжение подается на инверсный вход 4 микросхемы U3. На прямой вход этого компаратора подается напряжение с резистора R32 делителя R31, R32, подключенного к шине Upom. Пока напряжение на заряжающемся конденсаторе С20 не превышает напряжения на резисторе R32, выходной транзистор компаратора 4 закрыт. Поэтому в базу транзистора Q3 протекает открывающий ток по цепи: Upom – R33 – R34 – 6-э Q3 – “корпус”.
Транзистор Q3 открыт до насыщения, а сигнал PG, снимаемый с его коллектора, имеет пассивный низкий уровень и запрещает запуск процессора. За это время, в течение которого уровень напряжения на конденсаторе С20 достигает уровня на резисторе R32, импульсный блок питания успевает надежно выйти в номинальный режим работы, т.е. все его выходные напряжения появляются в полном объеме.
Как только напряжение на С20 превысит напряжение, снимаемое с R32, компаратор 4 переключится, него выход ной транзистор откроется.
Это повлечет за собой закрывание транзистора Q3, и сигнал PG, снимаемый с его коллекторной нагрузки R35, становится активным (Н-уровня) и разрешает запуск процессора.
При выключении импульсного блока питания из сети на вторичной обмотке пускового трансформатора Т1 переменное напряжение исчезает. Поэтому напряжение на конденсаторе С19 быстро уменьшается из-за малой емкости последнего (1 мкф). Как только падение напряжения на резисторе R25 станет меньше, чем на резисторе R27, компаратор 3 переключится, и его выходной транзистор откроется. Это повлечет за собой защитное отключение выходных напряжений управляющей микросхемы U4, т.к. откроется транзистор Q4. Кроме того, через открытый выходной транзистор компаратора 3 начнется процесс ускоренной разрядки конденсатора С20 по цепи: (+)С20 – R61 – D14 – к-э выходного транзистора компаратора 3 – “корпус”.
Как только уровень напряжения на С20 станет меньше, чем уровень напряжения на R32, компаратор 4 переключится, и его выходной транзистор закроется. Это повлечет за собой открывание транзистора Q3 и переход сигнала PG в неактивный низкий уровень до того, как начнут недопустимо уменьшаться напряжения на выходных шинах ИБП. Это приведет к инициализации сигнала системного сброса компьютера и к исходному состоянию всей цифровой части компьютера.
Оба компаратора 3 и 4 схемы выработки сигнала PG охвачены положительными обратными связями с помощью резисторов R28 и R60 соответственно, что ускоряет их переключение.
Плавный выход на режим в данном ИБП традиционно обеспечивается при помощи формирующей цепочки С24, R41, подключенной к выводу 4 управляющей микросхемы U4. Остаточное напряжение на выводе 4, определяющее максимально возможную длительность выходных импульсов, задается делителем R49, R41.
Питание двигателя вентилятора осуществляется напряжением с конденсатора С14 в канале выработки напряжения -12В через дополнительный развязывающий Г-образный фильтр R16, С15.

Транзисторы, используемый в компьютерных импульсных блоках питания

Тип транзистора	I_{K max}, А	U_{r max} (U_кэ0 max, B	U_{кб0 max}, В	P_{к max}, Вт	T_max,°C	h_21э	Режим измерения		I_кб0,мкА	f_гр, МГц	C_K,пФ	t_сп,мкс	Корпус
Тип транзистора	I_{K max}, А	U_{r max} (U_кэ0 max, B	U_{кб0 max}, В	P_{к max}, Вт	T_max,°C	h_21э	U_кэ, В	I_к, A	I_кб0,мкА	f_гр, МГц	C_K,пФ	t_сп,мкс	Корпус
2SC3320	15	400	600	100	–	>10	6	5	–	–	–	0-15	ТО-247
2SC3042	12	(400)	500	2,5	140	15-50	5	0.8	10	20	–	–	ТО-218
2SC2625	10	400	650	100	–	>10	2	5	–	20	–	1	ТО-247
2SC3318	10	400	600	100	–	>10	2	5	—	—	—	0.15	ТО-247
2SC3306	10	400	530	100	140	>10	5	5	0,1	–	–	1	ТО-247
MJE16080	8	400	800	100	140	15-25	–	4	2500	20	–	–	ТО-220АВ
2N6929	8	350	550	100	175	10-35	8	3	100	20	–	–	ТО-220АВ
2SC3040	8	(400)	500	2.5	140	15-50	5	0.8	10	20	–	–	ТО-218
2N6928	8	300	450	100	175	10-35	8	3	100	25	–	–	ТО-220АВ
2SC3636	7	500	900	80	150	>8	0,8	5	10	–	–	0.2	SOT-93 (ТО-218)
2SC3039	7	(400)	500	1,7	140	15-50	5	0,8	10	20	–	–	ТО-220
2SC3039L	7	(400)	500	1.7	140	15-30	5	0.8	10	20	–	–	ТО-220
2SC3039M	7	(400)	500	1.6	140	20-30	5	0,8	10	20	–	–	ТО-220
2SC3039N	7	(400)	500	1,7	145	30-50	5	0,8	10	20	–	–	ТО-220
2SC3039	7	(400)	500	1.7	140	15-50	5	0,8	10	20	–	–	ТО-220
2SC3039L	7	(400)	500	1.7	140	15-30	5	0,8	10	20	–	–	ТО-220
2SC2536	7	400	500	80	140	>20	0,1	5	100	–	–	1	SOT-93 (ТО-218)
2SC4242	7	400	450	60	–	210	40	5	–	30	–	1	ТО-220АВ
2SC2305	7	400	400	80	140	>10	5	4	10	–	–	–	SOT-93 (ТО-218)
2SC3044A	6	450	450	100	175	>10	3	5	10	30	–	–	ТО-220АВ
2SC3755	5	800	1500	60	140	>8	1	5	10	–	–	0.3	SOT-93 (ТО-218)
2SD1877	4	800	1500	50	140	3.5-7	2.5	5	10	20	–	0.3	SOT-93 (ТО-218)
2SD1883	4	800	1500	50	140	3.5-7	2.5	5	10	20	–	0.3	SOT-93 (ТО-218)
2SD1876	3	800	1500	50	145	3-6	2	5	10	25	–	0.3	SOT-93 (ТО-218)
2SC2378	0.1	(50)	70	0.25	125	185	6	0.1	0.1	250	3	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945	0.1	50	60	0,25	125	200	6	0.001	0.1	250	3,5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945RA	0.1	(50)	60	0.25	125	180	5	0,001	0.1	250	3	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945R	0.1	(50)	60	0.25	125	90	6	0,0013	0.1	250	3,5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945PA	0.1	(50)	60	0,25	125	400	6	0.001	0,1	250	3	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945QA	0.1	(50)	60	0.25	125	270	6	0,001	0.1	250	3	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945P	0.1	(50)	60	0.25	125	200	6	0.001	0,1	250	3,5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945Q	0.1	(50)	60	0,25	125	135	6	0.001	0.1	250	3.5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945KA	0.1	(50)	60	0,25	125	600	6	0.001	0.1	250	3	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945LRA	0.1	(50)	60	0,25	125	180	6	0,001	0.1	250	3	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC945K	0.1	(50)	60	0.25	125	300	6	0.001	0.1	250	3.5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
КТ375А	0.1	60	60	0.2	125	10-100	2	0.002	0.4	250	5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC1222E	0,1	(50)	60	0.25	125	350	6	0,001	0,05	250	3.5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC2308	0,1	(50)	60	0.2	125	100	12	0.002	–	230	–	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC1345D	0.1	(50)	55	0.2	125	250	12	0.002	0.5	230	3.5	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC1570F	0.1	(50)	55	0.2	125	160	6	0.001	0,1	100	–	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC641KC	0.1	(15)	40	0.1	125	80	5	0,001	0.25	400	0.9	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC2026	0.05	(14)	30	0,25	150	80	10	0.01	0.1	1500	0.75	–	ТО-92 (ТО-226АА)
2SC2037	0,05	(14)	30	0.25	150	80	10	0.01	0,1	1500	0.75	–	ТО-92 (ТО-226АА)

Адрес администрации сайта: [email protected]

Самодельный импульсный блок питания 12В 400Вт на IR2153

Иногда в нашей практике бывает необходим довольно мощный нестабилизированный источник постоянного напряжения. От такого источника можно запитать например подогреваемый столик 3D принтера, батарейный шуруповерт или даже мощный усилитель НЧ класса D (в этом случае ИБП стоит оборудовать дополнительным фильтром для уменьшения высокочастотных помех). В случае изготовления источника питания, рассчитанного на мощности 200 — 500 вт дешевле пойти по пути изготовления импульсного источника, так как сетевой трансформатор 50 Гц на такую мощность будет довольно дорог и очень тяжел.

Проще всего такой источник питания собрать по полумостовой схеме на основе драйвера IR2153. Эта микросхема обычно используется в качественных драйверах (электронных балластах) люминесцентных ламп.

Принципиальная схема импульсного блока питания на IR2153

Сетевое напряжение 220В поступает на выпрямитель (диодный мост) через сетевой фильтр на элементах C1, C2, C3, C4, L1. Этот фильтр предотвращает проникновение высокочастотных помех от блока питания в электросеть. Термистор на входе устройства уменьшает бросок тока через диодный мост в момент включения блока питания в сеть, когда происходит заряд конденсаторов C5 и C6.

Катушку сетевого фильтра L1, термистор и конденсаторы C5 и C6 можно извлечь из старого компьютерного блока питания. импульсный силовой трансформатор Т1 придется намотать самостоятельно. Сердечник трансформатора берем также из старого компьютерного блока. Нужно разобрать трансформатор. Для этот помещаем трансформатор в емкость с водой (банку, кастрюльку) так, чтобы он был полностью погружен в жидкость. Ставим ескость на плиту и кипятим примерно полчаса. После этого сливаем воду, извлекаем трансформатор и пока он горячий, пытаемся аккуратно разобрать сердечник. Сматываем с каркаса все заводские обмотки и наматываем новые. Первичная обмотка содержит 40 витков провода диаметром 0.8мм. Вторичная обмотка содержит 2 части по 3 витка и намотана «косой» из 7 проводов того же провода диаметром 0.8мм.

Импульсный трансформатор от компьютерного блока питания

Резистор R2 в цепи питания микросхемы должен быть мощностью не менее 2 W и в процессе работы он будет слегка нагреваться. Это нормально. Диодный мост выпрямителя сетевого напряжения можно составить из четырех диодов 1N5408 (3А 1000В). Транзисторы IRF840 нужно установить на радиатор через изолирующие прокладки. желательно установить в корпусе блока питания небольшой вентилятор для охлаждения этих транзисторов и других элементов схемы.

Первое включение блока питания в сеть нужно производить через лампу накаливания мощностью 100вт, включенную последовательно с предохранителем FU1. В момент включения в сель лампа может вспыхнуть, затем она должна погаснуть. Если лампа светится постоянно, это означает что с блоком проблемы — короткое замыкание в монтаже или неисправность компонентом. В этом случае включать блок в сеть напрямую без лампы накаливания нельзя. Нужно найти причину неисправности.

Принципиальная схема импульсного блока питания ЗУСЦТ, принцип работы

Материал данной статьи предназначен не только для владельцев уже раритетных телевизоров, желающих восстановить их работоспособность, но и для тех, кто хочет разобраться со схемотехникой, устройством и принципом работы импульсных блоков питания. Если усвоить материал данной статьи, то без труда можно будет разобраться с любой схемой и принципом работы импульсных блоков питания для бытовой техники, будь то телевизор, ноутбук или офисная техника. И так приступим…

В телевизорах советского производства, третьего поколения ЗУСЦТ применялись импульсные блоки питания – МП (модуль питания).

Импульсные блоки питания в зависимости от модели телевизора, где они использовались, разделялись на три модификации – МП-1, МП-2 и МП-3-3. Модули питания собраны по одинаковой электрической схеме и различаются только типом импульсного трансформатора и номиналом напряжения конденсатора С27 на выходе фильтра выпрямителя (см. принципиальную схему).

Функциональная схема и принцип работы импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ

Рис. 1. Функциональная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ:

1 — сетевой выпрямитель; 2 — формирователь импульсов запуска; 3 — транзистор импульсного генератора, 4 — каскад управления; 5 — устройство стабилизации; 6 — устройство защиты; 7 — импульсный трансформатор блока питания телевизоров 3усцт; 8 – выпрямитель; 9 — нагрузка

Пусть в начальный момент времени в устройстве 2 будет сформирован импульс, который откроет транзистор импульсного генератора 3. При этом через обмотку импульсного трансформатора с выводами 19, 1 начнет протекать линейно нарастающий пилообразный ток. Одновременно в магнитном поле сердечника трансформатора будет накапливаться энергия, значение которой определяется временем открытого состояния транзистора импульсного генератора. Вторичная обмотка (выводы 6, 12) импульсного трансформатора намотана и подключена таким образом, что в период накопления магнитной энергии к аноду диода VD приложен отрицательный потенциал и он закрыт. Спустя некоторое время каскад управления 4 закрывает транзистор импульсного генератора. Так как ток в обмотке трансформатора 7 из-за накопленной магнитной энергии не может мгновенно измениться, возникает ЭДС самоиндукции обратного знака. Диод VD открывается, и ток вторичной обмотки (выводы 6, 12) резко возрастает. Таким образом, если в начальный период времени магнитное поле было связано с током, который протекал через обмотку 1, 19, то теперь оно создается током обмотки 6, 12. Когда вся энергия, накопленная за время замкнутого состояния ключа 3, перейдет в нагрузку, то во вторичной обмотке достигнет нулевого значения.

Из приведенного примера можно сделать вывод, что, регулируя длительность открытого состояния транзистора в импульсном генераторе, можно управлять количеством энергии, которое поступает в нагрузку. Такая регулировка осуществляется с помощью каскада управления 4 по сигналу обратной связи — напряжению на выводах обмотки 7, 13 импульсного трансформатора. Сигнал обратной связи на выводах этой обмотки пропорционален напряжению на нагрузке 9.

Если напряжение на нагрузке по каким-либо причинам уменьшится, то уменьшится и напряжение, которое поступает в устройство стабилизации 5. В свою очередь, устройство стабилизации через каскад управления начнет закрывать транзистор импульсного генератора позже. Это увеличит время, в течение которого через обмотку 1, 19 будет течь ток, и соответственно возрастет количество энергии, передаваемой в нагрузку.

Момент очередного открывания транзистора 3 определяется устройством стабилизации, где анализируется сигнал, поступающий с обмотки 13, 7, что позволяет автоматически поддерживать среднее значение выходного постоянного напряжения.

Применение импульсного трансформатора дает возможность получить различные по амплитуде напряжения в обмотках и устраняет гальваническую связь между цепями вторичных выпрямленных напряжений и питающей электрической сетью. Каскад управления 4 определяет размах импульсов, создаваемых генератором, и при необходимости отключает его. Отключение генератора осуществляется при уменьшении напряжения сети ниже 150 В и понижении потребляемой мощности до 20 Вт, когда каскад стабилизации перестает функционировать. При неработающем каскаде стабилизации, импульсный генератор оказывается неуправляемым, что может привести к возникновению в нем больших импульсов тока и к выходу из строя транзистора импульсного генератора.

Принципиальная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ

Рассмотрим принципиальную схему модуля питания МП-3-3 и принцип ее работы.

Рис. 2 Принципиальная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ, модуль МП-3-3

Открыть схему блока питания телевизора ЗУСЦТ с высоким разрешением >>>.

В ее состав входит низковольтный выпрямитель (диоды VD4 — VD7), формирователь импульсов запуска (VT3), импульсный генератор (VT4), устройство стабилизации (VT1), устройство защиты (VT2), импульсный трансформатор Т1 блока питания 3усцт и выпрямители на диодах VD12 — VD15 со стабилизатором напряжения (VT5 — VT7).

Импульсный генератор собран по схеме блокинг-генератора с коллекторно-базовыми связями на транзисторе VT4. При включении телевизора постоянное напряжение с выхода фильтра низковольтного выпрямителя (конденсаторов С16, С19 и С20) через обмотку 19, 1 трансформатора Т1 поступает на коллектор транзистора VT4. Одновременно сетевое напряжение с диода VD7 через конденсаторы С11, С10 и резистор R11 заряжает конденсатор С7, а также поступает на базу транзистора VT2, где оно используется в устройстве защиты модуля питания от пониженного напряжения сети. Когда напряжение на конденсаторе С7, приложенное между эмиттером и базой 1 однопереходного транзистора VT3, достигнет значения 3 В, транзистор VT3 откроется. Происходит разрядка конденсатора С7 по цепи: переход эмиттер-база 1 транзистора VT3, эмиттерный переход транзистора VT4, параллельно соединенные, резисторы R14 и R16, конденсатор С7.

Ток разрядки конденсатора С7 открывает транзистор VT4 на время 10 – 15 мкс, достаточное, чтобы ток в его коллекторной цепи возрос до 3…4 А. Протекание коллекторного тока транзистора VT4 через обмотку намагничивания 19, 1 сопровождается накоплением энергии в магнитном поле сердечника. После окончания разрядки конденсатора С7 транзистор VT4 закрывается. Прекращение коллекторного тока вызывает в катушках трансформатора Т1 появление ЭДС самоиндукции, которая создает на выводах 6, 8, 10, 5 и 7 трансформатора Т1 положительные напряжения. При этом через диоды одно-полупериодных выпрямителей во вторичных цепях (VD12 — VD15) протекает ток.

При положительном напряжении на выводах 5, 7 трансформатора Т1 происходит зарядка конденсаторов С14 и С6 соответственно в цепях анода и управляющего электрода тиристора VS1 и С2 в эмиттерно-базовой цепи транзистора VT1.

Конденсатор С6 заряжается по цепи: вывод 5 трансформатора Т1, диод VD11, резистор R19, конденсатор С6, диод VD9, вывод 3 трансформатора. Конденсатор С14 заряжается по цепи: вывод 5 трансформатора Т1, диод VD8, конденсатор С14, вывод 3 трансформатора. Конденсатор С2 заряжается по цепи: вывод 7 трансформатора Т1, резистор R13, диод VD2, конденсатор С2, вывод 13 трансформатора.

Аналогично осуществляются последующие включения и выключения транзистора VT4 блокинг-генератора. Причем нескольких таких вынужденных колебаний оказывается достаточным, чтобы зарядить конденсаторы во вторичных цепях. С окончанием зарядки этих конденсаторов между обмотками блокинг-генератора, подсоединенными к коллектору (выводы 1, 19) и к базе (выводы 3, 5) транзистора VT4, начинает действовать положительная обратная связь. При этом блокинг-генератор переходит в режим автоколебаний, при котором транзистор VT4 будет автоматически открываться и закрываться с определенной частотой.

В период открытого состояния транзистора VT4 его коллекторный ток протекает от плюса электролитического конденсатора С16 через обмотку трансформатора Т1 с выводами 19, 1, коллекторный и эмиттерный переходы транзистора VT4, параллельно включенные резисторы R14, R16 к минусу конденсатора С16. Из-за наличия в цепи индуктивности нарастание коллекторного тока происходит по пилообразному закону.

Для исключения возможности выхода из строя транзистора VT4 от перегрузки сопротивление резисторов R14 и R16 подобрано таким образом, что, когда ток коллектора достигает значения 3,5 А, на них создается падение напряжения, достаточное для открывания тиристора VS1. При открывании тиристора конденсатор С14 разряжается через эмиттерный переход транзистора VT4, соединенные параллельно резисторы R14 и R16, открытый тиристор VS1. Ток разрядки конденсатора С14 вычитается из тока базы транзистора VT4, что приводит к его преждевременному закрыванию.

Дальнейшие процессы в работе блокинг-генератора определяются состоянием тиристора VS1, более раннее или более позднее открывание которого позволяет регулировать время нарастания пилообразного тока и тем самым количество энергии, запасаемой в сердечнике трансформатора.

Модуль питания может работать в режиме стабилизации и короткого замыкания.

Режим стабилизации определяется работой УПТ (усилителя постоянного тока) собранного на транзисторе VT1 и тиристоре VS1.

При напряжении сети 220 Вольт, когда выходные напряжения вторичных источников питания достигнут номинальных значений, напряжение на обмотке трансформатора Т1 (выводы 7, 13) возрастает до значения, при котором постоянное напряжение на базе транзистора VT1, куда оно поступает через делитель Rl — R3, становится более отрицательным, чем на эмиттере, куда оно передается полностью. Транзистор VT1 открывается по цепи: вывод 7 трансформатора, R13, VD2, VD1, эмиттерный и коллекторный переходы транзистора VT1, R6, управляющий электрод тиристора VS1, R14, R16, вывод 13 трансформатора. Этот ток, суммируясь с начальным током управляющего электрода тиристора VS1, открывает его в тот момент, когда выходное напряжение модуля достигает номинальных значений, прекращая нарастание коллекторного тока.

Изменяя напряжение на базе транзистора VT1 подстроечным резистором R2, можно регулировать напряжение на резисторе R10 и, следовательно, изменять момент открывания тиристора VS1 и продолжительность открытого состояния транзистора VT4, тем самым устанавливать выходные напряжения блока питания.

При уменьшении нагрузки (либо увеличении напряжения сети) возрастает напряжение на выводах 7, 13 трансформатора Т1. При этом увеличивается отрицательное напряжение на базе по отношению к эмиттеру транзистора VT1, вызывая возрастание коллекторного тока и падение напряжения на резисторе R10. Это приводит к более раннему открыванию тиристора VS1 и закрыванию транзистора VT4. Тем самым уменьшается мощность, отдаваемая в нагрузку.

При понижении напряжения сети соответственно меньше становится напряжение на обмотке трансформатора Т1 и потенциал базы транзистора VT1 по отношению к эмиттеру. Теперь из-за уменьшения напряжения, создаваемого коллекторным током транзистора VT1 на резисторе R10, тиристор VS1 открывается в более позднее время и количество энергии, передаваемой во вторичные цепи, возрастает. Важную роль в защите транзистора VT4 играет каскад на транзисторе VT2. При уменьшении напряжения сети ниже 150 В напряжение на обмотке трансформатора Т1 с выводами 7, 13 оказывается недостаточным для открывания транзистора VT1. При этом устройство стабилизации и защиты не работает, транзистор VT4 становится неуправляемым и создается возможность выхода его из строя из-за превышения предельно допустимых значений напряжения, температуры, тока транзистора. Чтобы предотвратить выход из строя транзистора VT4, необходимо блокировать работу блокинг-генератора. Предназначенный для этой цели транзистор VT2 включен таким образом, что на его базу подается постоянное напряжение с делителя R18, R4, а на эмиттер пульсирующее напряжение частотой 50 Гц, амплитуда которого стабилизируется стабилитроном VD3. При уменьшении напряжения сети уменьшается напряжение на базе транзистора VT2. Так как напряжение на эмиттере стабилизировано, уменьшение напряжения на базе приводит к открыванию транзистора. Через открытый транзистор VT2 импульсы трапецеидальной формы с диода VD7 поступают на управляющий электрод тиристора, открывая его на время, определяемое длительностью трапецеидального импульса. Это приводит к прекращению работы блокинг-генератора.

Режим короткого замыкания возникает при наличии короткого замыкания в нагрузке вторичных источников питания. Запуск блока питания в этом случае производится запускающими импульсами от устройства запуска собранного на транзисторе VT3, а выключение — с помощью тиристора VS1 по максимальному току коллектора транзистора VT4. После окончания запускающего импульса устройство не возбуждается, поскольку вся энергия расходуется в короткозамкнутой цепи.

После снятия короткого замыкания модуль входит в режим стабилизации.

Выпрямители импульсных напряжений, подсоединенные ко вторичной обмотке трансформатора Т1, собраны по однополупериодной схеме.

Выпрямитель на диоде VD12 создает напряжение 130 В для питания схемы строчной развертки. Сглаживание пульсаций этого напряжения производится электролитическим конденсатором С27. Резистор R22 устраняет возможность значительного повышения напряжения на выходе выпрямителя при отключении нагрузки.

На диоде VD13 собран выпрямитель напряжения 28 В, предназначенный для питания кадровой развертки телевизора. Фильтрация напряжения обеспечивается конденсатором С28 и дросселем L2.

Выпрямитель напряжения 15 В для питания усилителя звуковой частоты собран на диоде VD15 и конденсаторе СЗО.

Напряжение 12 В, используемое в модуле цветности (МЦ), модуле радиоканала (МРК) и модуле кадровой развертки (МК), создается выпрямителем на диоде VD14 и конденсаторе С29. На выходе этого выпрямителя включен компенсационный стабилизатор напряжения собранного на транзисторах. В его состав входит регулирующий транзистор VT5, усилитель тока VT6 и управляющий транзистор VT7. Напряжение с выхода стабилизатора через делитель R26, R27 поступает на базу транзистора VT7. Переменный резистор R27 предназначен для установки выходного напряжения. В эмиттерной цепи транзистора VT7 напряжение на выходе стабилизатора сравнивается с опорным напряжением на стабилитроне VD16. Напряжение с коллектора VT7 через усилитель на транзисторе VT6 поступает на базу транзистора VT5, включенного последовательно в цепь выпрямленного тока. Это приводит к изменению его внутреннего сопротивления, которое в зависимости от того, увеличилось или уменьшилось выходное напряжение, либо возрастает, либо понижается. Конденсатор С31 предохраняет стабилизатор от возбуждения. Через резистор R23 поступает напряжение на базу транзистора VT7, необходимое для его открывания при включении и восстановления после короткого замыкания. Дроссель L3 и конденсатор С32 — дополнительный фильтр на выходе стабилизатора.

Конденсаторы С22 — С26, шунтируют выпрямительные диоды для уменьшения помех, излучаемых импульсными выпрямителями в электрическую сеть.

Сетевой фильтр блока питания ЗУСЦТ

Плата фильтра питания ПФП подсоединена к электрической сети через соединитель Х17 (А12), выключатель S1 в блоке управления телевизором и сетевые предохранители FU1 и FU2.

В качестве сетевых предохранителей используются плавкие предохранители типа ВПТ-19, характеристики которых позволяют обеспечить значительно более надежную защиту телевизионных приемников при возникновении неисправностей, чем предохранители типа ПМ.

Назначение заградительного фильтра — воспрепятствовать проникновению в электрическую сеть импульсных помех, создаваемых источником питания для бытовой радиоаппаратуры.

На плате фильтра питания находятся элементы заградительного фильтра (C1, С2, СЗ, дроссель L1) (см. принципиальную схему).

Резистор R3 предназначен для ограничения тока выпрямительных диодов при включении телевизора. Позистор R1 и резистор R2 — элементы устройства размагничивания маски кинескопа.

При ремонте бытовой аппаратуры следует неукоснительно соблюдать правила техники безопасности.

СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО МД

Представляем ещё одну (в дополнение к многочисленным имеющимся на сайте) конструкцию импульсного металлоискателя. Детали тут недорогие, распространенные, а сама схема взята с буржунета, где судя по отзывам прошла все испытания и получила высокую оценку.

Принципиальная схема импульсного металлоискателя

Этот МД ищет металлы с помощью импульсной индукции, то есть каждый импульс генерирует магнитное поле и если рядом находится металл, то он индуцирует противоположное по полярности поле, которое фиксируется детектором. Немало глубинных заводских детекторов металла также работают по принципу PI.

Что касается схемы, главное ее преимущество перед другими самодельными детекторами в том, что нет программируемого микроконтроллерра, то есть спаяйте деталей без ошибок и всё заработает. Ток потребления в пределах 100-200 мА, что зависит от частоты, она регулируется PR2. Обращайтесь с этим осторожно, так как легко сжечь транзистор T1. Регулятор PR1 контролирует частоту звукового сигнала.

Также следует помнить о сопряжении резисторов на микросхеме CD4011 (4093), поскольку это влияет на стабильность работы металлоискателя. Использование аккумулятора 12 В 1,3 Ач даст до 8 часов автономной работы.

Катушка для импульсного металлоискателя

Катушка может быть разных диаметров, наиболее предпочтительно где-то между 22 и 30 см, а проволока её имеет толщину около 0,5 мм. Большие катушки видят большие объекты глубоко, но не видят малые. Маленькие видят маленькие вещи, но не глубоко.

В данном случае сделана поисковая катушка самая простая – в форме круга. Сопротивление катушки должно составлять около 1,5-2 Ом примерно 17 витков. При более низком импедансе появляется риск вылета T1, для него было бы неплохо установить радиатор.

Следующим шагом было изготовление катушки. Вырезано два круга из куска тонкой ламинированной фанеры и приклеено к одному из них 5 блоков ДСП толщиной 10 мм (такой длины и в таком месте, чтобы обе катушки опирались на них).

Затем изготовлен держатель рамки из тонкого стеклопластика. В одном из кругов, вырезаны два продолговатых отверстия для размещения рукоятки, которые затем приклеены с помощью поксипола и отверстие для проволоки во внутренней катушке.

Следующим шагом была укладка и склеивание катушек, а также подключение и размещение экранированных кабелей. Пришло время приклеить второй диск через 5 видимых блоков. После высыхания клея зазоры по бокам были покрыты замазкой из стекловолокна. Сглажены неровности обычной машинной замазкой, затем покраска в черный цвет.

Экран катушки PI не должен образовывать замкнутый контур и должен быть как можно более тонким – тогда он не оказывает негативного влияния и преимущества его использования это избавление от шума и паразитных наводок.

Хотя экранирование катушек не является таким уж необходимым. Кабель может быть даже от телевизора, важно, чтобы жилы были толще провода катушки. Экранированный кабель просто менее удобен в установке. Зонды оказывают отрицательное влияние, если разница диаметров слишком мала. Что касается продолжительности работы металлоискателя, дольше всего работал прибор непрерывно часа 3 без выключения. Динамик нужен как минимум на 8 Ом, тут использован от старого мобильного, плюс добавлен разъем для наушников.

На передней панели установлено 4 потенциометра, один для уровня звука, другой для частоты звукового сигнала и для более точной настройки частоты ещё 2, как показано на схеме. Чтобы сделать работу более удобной, установите зарядные клеммы и переключатель: источник питания – выкл – зарядка, а также предохранитель и светодиод.

Хорошо собранный детектор должен улавливать монету примерно с 30 сантиметров (с катушкой 30 см). Конечно это чуйка в лабораторных условиях. В полевых, при размахе катушки практически нет шансов найти мелочь на 30 см вглубь – слишком низкая частота импульсов. Детектор не сможет обработать информацию о найденном объекте.

Форум по МД

Форум по обсуждению материала СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО МД

Схема. Импульсный блок питания для УМЗЧ (1)

Быть или не быть импульсным источникам питания (ИИП) в УМЗЧ? Такой сакраментальный вопрос по отношению к данному классу устройств отнюдь не случаен. Об этом же свидетельствует и дискуссия радиолюбителей на форуме сайта журнала, посвященная публикации [1]. Большинство участников дискуссии все же считают оправданным использование ИИП в УМЗЧ. Но в конструкции импульсного трансформатора ИИП [1] есть недостаток, на который участники дискуссии совершенно не обратили внимания. Его первичная обмотка намотана в два провода. Хотя магнитная связь витков в этом случае максимальна, достигнута она рискованным способом. Во всех соседних витках действующая разность потенциалов достигает выпрямленного сетевого напряжения (около 300 В). Лаковая изоляция проводников способна выдерживать такое воздействие, но что может случиться с ней через несколько лет эксплуатации? Даже в отсутствие перехлеста проводников (а это не исключено) их неизбежное механическое смещение при нагревании и остывании после каждого включения может значительно ослабить электрическую прочность изоляции, и тогда… в лучшем случае «сгорит» предохранитель. В этом случае более оправдано применение провода ПЭЛШО взамен рекомендованного автором ПЭВ-2. В целом же предложенный схемотехнический вариант вполне жизнеспособен.

Некоторое преимущество (за исключением предельной мощности преобразования) перед предложенным в [1] импульсным преобразователем имеют обратноходовые ИИП. Всего один коммутирующий транзистор, эффективная стабилизация выходного напряжения при изменениях сетевого напряжения и нагрузки, высокая технологичность исполнения обмоток для Ш-образного магнитопровода по сравнению с кольцевым (тороидальным) — вот далеко не полный ряд достоинств такого преобразователя. Со времени публикации упомянутой статьи прошло около четырех лет, за этот период в журнале предложены и другие схемотехнические варианты ИИП, в частности [2—4]. В этой же статье я предлагаю вариант подобного устройства с многоканальным выходом.

Основные параметры
Интервал входного напряжения, В……………………….125…250
Номинальная частота преобразования, кГц…………….50
Выходное напряжение, В, (при токе нагрузки, А):
каналы 1—2……………………………………………….±35 (1)
каналы 3—4 ………………………………………………±15 (0,2)
Пульсации выходного напряжения, мВ, не более………5
КПД, %…………………………………………………………87

Среднеквадратическое значение пульсаций выходного напряжения измерено милливольтметром ВЗ-48А.
Рабочий интервал входного напряжения характеризует возможность как длительной работы ИИП в указанном интервале, так и способность нейтрализации кратковременных провалов и выбросов сетевого напряжения без ухудшения приводимых параметров. Тем не менее следует помнить о невозможности включения устройства при сетевом напряжении ниже 170 В. Режим работы обратноходового преобразователя — с прерывистым магнитным потоком в импульсном трансформаторе, максимальное значение коэффициента заполнения коммутирующих импульсов составляет 0,45 (при минимальном напряжении сети).

Более мощные выпрямители выходного напряжения (каналы 1, 2) предназначены для питания выходных каскадов мостового УМЗЧ, а маломощные (каналы 3, 4) — для цепей входного усилителя на ОУ.

Схема импульсного блока питания, показана на рис. 1. Как сама схема, так и использованные элементы с возможной их заменой подробно характеризовались в [2—4], и дополнительных комментариев тут не требуется. Следует, однако, подробнее описать примененный здесь способ включения вторичного контура регулирования, поскольку его особенности важно учитывать при налаживании ИИП. С небольшими упрощениями процесс стабилизации выходного напряжения по вторичному контуру обратной связи можно представить следующим образом.

В качестве следящего элемента в аналогичных устройствах применяют так называемый стабилизатор параллельного типа — микросхему DA2 КР142ЕН19А (импортный аналог — TL431 с любым буквенным индексом). Нагрузкой микросхемы являются параллельно соединенные балластный резистор R17 и излучающий диод (выводы 1, 2 оптрона U1) с токоограничивающим резистором R18. Балластный резистор создает минимальную нагрузку, необходимую для нормального функционирования микросхемы. Выходное напряжение через подстраиваемый резистивный делитель R14—R16 подано на управляющий вход микросхемы (вывод 1). Для обеспечения запаса регулирования делитель рассчитывают так, чтобы на управляющем входе микросхемы при номинальном выходном напряжении ИИП интервал напряжения, устанавливаемого подстроечным резистором R15, составлял около 2,5±0,25 В.

Предположим, на пике громкости фонограммы резко возрастет потребляемый УМЗЧ ток, и за счет увеличившегося падения напряжения на обмотке IVa и выпрямительном диоде VD6 выходное напряжение источника +35 В снизится. Соответственно понизится напряжение на управляющем входе микросхемы DA2 (вывод 1), и резко уменьшится ток через балластный резистор и излучающий диод. Эквивалентное сопротивление участка коллектор—эмиттер фототранзистора, оптически связанного с излучающим диодом, возрастет. Поскольку это сопротивление включено параллельно резистору R3, являющемуся верхним плечом резистивного делителя напряжения, напряжение на входе усилителя сигнала ошибки (+2,5 В на выводе 2 DA1) уменьшится. Усилитель сигнала ошибки немедленно скомпенсирует такое уменьшение входного напряжения увеличением коэффициента заполнения коммутирующих импульсов и тем самым восстановит прежнее значение напряжения на выходе устройства.

К особенностям устройства также следует отнести многоканальность выходных источников напряжения. Контроль и регулирование выходного напряжения осуществляется только в одном канале, но сильная магнитная связь между всеми вторичными обмотками позволяет эффективно стабилизировать напряжение в каждом канале одним ШИМ-контроллером.

Печатная плата устройства представлена на рис. 2.
Среди конструктивных особенностей ИИП нужно отметить следующее.
Узел ШИ-контроллера А1 (чертеж его платы — на рис. 3) соединен с основной платой с помощью четырехконтактного унифицированного разъема Х1, подобного используемым в телевизорах УСЦТ Крепежные винты между основной платой и теплоотводом обеспечивают его электрическое соединение с общим проводом ИИП.
Коммутирующий транзистор VT1 установлен через слюдяную пластину на ребристый радиатор размерами 70x45x24 мм. К этому же теплоотводу двумя винтами на трубчатых стойках высотой 7,5 мм крепят плату контроллера А1. Микросхему DA1, установленную в плату через переходную панель, теплоотводящей поверхностью корпуса плотно прижимают к теплоотводу. Использование теплопроводящей кремнийорганической пасты КПТ8 позволяет контроллеру отслеживать рабочую температуру транзистора и автоматически выключать ИИП в аварийных ситуациях при его перегреве. При монтаже в плату А1 транзистор VT1 запаивают с предварительно отформованными выводами так, чтобы его плоскость была параллельна поверхности платы, а металлический фланец корпуса транзистора был обращен к подсоединяемому прижимной планкой и двумя дополнительными винтами теплоотводу. Сама плата А1 также обращена к теплоотводу стороной расположения элементов. Конденсаторы С9, С10 подпаивают непосредственно к соответствующим контактам панели со стороны печатных проводников.

На основной плате оптрон U1 также установлен через переходную панель. Напряжение +35 В подается во вторичный контур регулирования через электрически соединенный с катодом диода VD6 теплоотвод, что позволило обойтись без дополнительной перемычки на печатной плате. В авторском варианте применен ребристый радиатор размерами 40x20x18 мм, такие раньше изготавливали для транзисторов П213—П217. В качестве теплоотвода можно также использовать П-образный алюминиевый прокат толщиной 1,5…2 мм размерами 100×40 мм. Диод запаивают в плату так, чтобы его металлический фланец, электрически соединенный с катодом, был обращен к теплоотводу, и затем прижимают двумя винтами. Такой же теплоотвод пригоден и для диода VD7. В дополнительном принудительном охлаждении устройство не нуждается.
Подстроечный резистор R15 — типа СПЗ-16В.

При выбранных оксидных конденсаторах фильтра (серии CapXon или аналогичные) требуемый уровень пульсаций выходных напряжений вполне обеспечивают стандартные высокочастотные дроссели, и нет необходимости изготавливать самодельные. В каналах 2×35 В использованы дроссели ДМ-2,4, а в каналах 2×15 В — ДМ-0,6. Все эти дроссели установлены перпендикулярно основной плате. Для дросселя L2 используют 10-миллиметровый отрезок трубчатого феррита, используемого, в частности, в названных дросселях. Через осевое отверстие в трубке продевают провод ПЭВ-2 0,72, а затем отгибают каждый из концов на 180° от первоначального положения , образуя тем самым замкнутый виток. Этот дроссель эффективно подавляет высокочастотные колебания, возникающие в трансформаторе при включении и выключении коммутирующего транзистора, а также устраняет самовозбуждение в контурах регулирования.

Импульсный трансформатор устройства и другие его основные элементы рассчитаны с помощью специализированной программы VIPer Design Software, подробно описанной в [4]. Индуктивность первичной обмотки трансформатора на частоте преобразования 50 кГц должна соответствовать 420…450 мкГн. Печатная плата устройства вначале была спроектирована под трансформатор с магнитопроводом Ш 10×10 из феррита М2500НМС1 со стандартной контактной панелью (номера выводов 1’—6′, 7—12). Но затем плата была дополнена контактными площадками 1—6.

Проблема подбора трансформатора как одного из основных элементов, определяющих надежность всего устройства, возникла у автора из-за того, что в одной из столичных фирм под видом магнитопровода Ш 10×10 из феррита М2500НМС1 ему был продан магнитопровод того же типоразмера без заводской маркировки. В трансформаторе он разогревался настолько, что превышение температуры явно не укладывалось в расчетный допуск. Варьировались рабочая частота преобразования и соответственно ей число витков, порядок расположения обмоток, диаметр проводников, и все безрезультатно. По мере накопления объема отрицательных результатов созрела мысль сравнить электрическое сопротивление имеющегося магнитопровода с ферритом М3000НМС2 (Ш 12×20). Результаты измерения догадку подтвердили: электрическое сопротивление, измеренное прибором Ц4341, слабо зависело от взаимного расположения прикладываемых измерительных электродов, и для материала «поддельного» магнитопровода оно составило 0,9… 1,2 кОм, а для феррита М3000НМС2 — 2…3 кОм. В справочной литературе указано, что удельное электрическое сопротивление М2000НМ1 составляет 0,5 Ом·м, а М2500НМС1 (М3000НМС2) — 1 Ом·м.

В результате в одной из фирм, реализующих импортные компоненты, среди множества компонентов был выбран самый дешевый импульсный трансформатор для телевизоров SAMSUNG (децимальный номер P/N 5106-061101-00) с типоразмером магнитопровода ER42/22/15 и немагнитным зазором 1,3 мм (измеренный коэффициент индуктивности около 180 нГн на виток). Удельное электрическое сопротивление материала оказалось почти таким же, как у феррита М3000НМС2 (Ш 12×20). Для использования в ИИП такого и других готовых трансформаторов выполняют следующие технологические операции.

Перед разборкой с трансформатора снимают электростатический экран, а затем полностью погружают в ацетон или другой растворитель и выдерживают в нем трое суток. После такой операции каркас с обмотками должен без прикладывания значительных усилий перемещаться вдоль центрального стержня магнитопровода. Этот магнитопровод зажимают в тиски через картонные прокладки со стороны, противоположной выводам. Двумя мощными паяльниками разогревают до 100…120°С места склейки стыков двух половинок магнитопровода, и через П-образную оправку наносят несильный удар молотком по каркасу с обмотками в сторону выводов трансформатора. В результате удара половинки магнитопровода должны разъединиться. Остается перемотать обмотки в соответствии с приведенными в статье данными. Значительный запас в сечении окна магнитопровода позволяет применить обмоточные провода большего диаметра и при необходимости увеличить выходную мощность ИИП.

Не исключено также применение трансформатора с магнитопроводом Ш12x20x21 из феррита М3000НМС2, используемого в импульсных блоках питания телевизоров УСЦТ. Причем выходную мощность ИИП в этом случае можно значительно повысить без переделки электрической части устройства. Но трансформатор на номинальную мощность 120 Вт (максимальную 180…200 Вт) придется рассчитывать по рекомендациям Ю. Семенова [2]. В такой модификации некоторые элементы на плате придется немного сместить.

На магнитопровод от импульсного трансформатора БП телевизора SAMSUNG, использованный автором, сначала укладывают 17 витков в два провода ПЭВ-2 0,57 (обмотка la), затем после межобмоточной изоляции наматывают обмотки IVб и IVа (второй и третий слои — по 21 витку каждый) проводом ПЭВ-2 1,0, и опять межобмоточную изоляцию. В четвертом слое в два провода ПЭВ-2 0,41 «вразрядку» — 9 витков обмоток III6 и IIIа. После межобмоточной изоляции 5-й слой — 8 витков проводом ПЭВ-2 0,12 (опять «вразрядку») обмотки II. 6-й и 7-й слои — это обмотка I6, состоящая из 17 и 16 витков соответственно в два провода ПЭВ-2 0,57. Секции Ia и I6 первичной обмотки соединяют пайкой соответствующих выводов на контакте 2 (2′), который укорачивают на несколько миллиметров, чтобы он не мешал установке трансформатора на плату. Вывод 2 в плату не запаивают. После склеивания магнитопровода на готовом трансформаторе устанавливают экран — виток медной фольги шириной 15 мм, закрывающий среднюю часть катушки.

Как показали эксперименты с другими магнитопроводами, при использовании магнитопровода Ш10×10 (М2500НМС1) с немагнитным зазором около 1 мм число витков в обмотках будет таким же, как и для «корейского» магнитопровода. Более того, конструктивный немагнитный зазор 1 мм на центральном керне вполне допустимо заменить прокладками из гетинакса толщиной 0,5 мм между боковыми стержнями обычного магнитопровода. При этом индуктивность рассеяния трансформатора увеличивается от 4 до 6 мкГн, но обусловленный ею выброс напряжения на стоке в момент выключения коммутирующего транзистора IRFBC40 еще далек от предельного для него значения 600 В.

Продолжение — www.radioelectronika.ru/?mod=cxemi&sub_mod=full_cxema&id=696

ЛИТЕРАТУРА
1. Колганоа А. Импульсный блок питания мощного УМЗЧ. — Радио, 2000, № 2, с. 36—38.
2. Семенов Ю. Разработка однотактных обратноходовых преобразователей напряжения. — Радио, 2001. № 10, с. 34-36; №11,с.43—45.
3. Сазоник В., Ермашкевич В., Козлов К. Универсальный УКВ-ДМВ приемник «SEC-850M». Модуль питания (А4). — Радио, 2002, № 7, с. 15, 16.
4. Косенко С. Эволюция обратноходовых импульсных ИП. — Радио, 2002, № 6, с. 43, 44; № 7, с. 47, 48; № 8, с. 32—35; № 9, с. 24—26.

С. КОСЕНКО, г. Воронеж
«Радио» №3,5 2004г.

Post Views: 1 033

Схема лабораторного импульсного блока питания на микросхеме IR2153

Продолжим работу с картиной неизвестного художника «Девочка с персиками и импульсным блоком питания».
Ощущение свежести, молодости, радостно-спокойного настроения создаётся, прежде всего, когда мы рассматриваем девочку, которая, слегка вскинув брови и излучая тихий свет, ласково поглаживает металлический кожух лабораторного ИБП, расположившегося на белоснежной скатерти большого деревянного стола.
С удовольствием позируя художнику, сомкнув губы и пристально всматриваясь в нас, она задумалась о чем-то.

А задумалась она, скорее всего, о том, что импульсный блок питания и лабораторный блок питания – это несколько разные вещи, где-то даже, не вполне совместимые.
Профессиональный мощный лабораторный источник питания с регулируемым выходным напряжением – это здоровый и тяжёлый металлический ящик, с могучими силовыми 50-ти герцовыми трансформаторами, классическими аналоговыми стабилизаторами, и не подвластный ни современным схемотехническим изыскам, ни транспортировке посредством неокрепших девичьих рук.
Зато такую вещь не стыдно подключить к любой самой чувствительной схеме с обострённой реакцией на различные типы наводок по питающим цепям.

Так вот! Такие лабораторные БП мы на этой странице рассматривать не будем!
Для большинства радиолюбительских поделок сгодится и импульсный агрегат. О том, чтобы он не сильно плевался импульсными помехами, как в бытовую электросеть, так и в нагрузку – внимательно позаботимся в рамках данной передовицы.

И, как водится, начнём с жизненно важной схемы (Рис.1), обеспечивающей плавный пуск ИБП и осуществляющей защиту всего устройства от токовых перегрузок и КЗ.

Рис.1

Обстоятельный «разбор полётов» данного узла мы провели на странице Ссылка на страницу, для желающих ознакомиться – добро пожаловать по ссылке.

Далее приведём схему собственно импульсного понижающего преобразователя с регулируемым импульсным стабилизатором напряжения на борту.

Рис.2

Технические характеристики блока питания с импульсным стабилизатором напряжения:

Входное переменное напряжение 180…240 В,
Регулируемое выходное напряжение 1,5…50 В,
Выходной ток во всем диапазоне напряжений, не более 3 А,
Срабатывание защиты по выходному току 3 А,
Срабатывание защиты по входному току 1,5 А,
Уровень пульсаций выходного напряжения, не более 15 мВ.

По большому счёту, всё нарисованное на схеме (Рис.2) мы уже так же подробно обсудили на различных страницах сайта. Поэтому, чтобы не повторяться, приведу ссылки на эти материалы:

Основная часть импульсного блока питания, выполненная на DA1, T1, T2, Tr1, описана на прошлой странице Ссылка на страницу.
Импульсный регулируемый стабилизатор напряжения на микросхеме LM2576HV-ADJ с картинками – на странице Ссылка на страницу

Импульсный трансформатор намотан на низкочастотном ферритовом кольце EPCOS N87 с габаритной мощностью 265 Вт и размерами R 30,5×20,0×12,5.
Первичная обмотка содержит 63 витка обмоточного провода диаметром 0,7мм,
Вторичная – 23 витка провода диаметром 1,2мм.

Как правильно мотать эти обмотки, и что делать, если под рукой не оказалось сердечника приведённого типоразмера, опять же, подробно и, опять-таки, с картинками расписано на странице Ссылка на страницу

Поскольку устройство работает в импульсном режиме с достаточно высоким КПД, полупроводники не нуждаются в больших теплоотводах. В нашем случае, для рассевания тепла транзисторов Т1, Т2 достаточно теплоотвода суммарной площадью 100 см2. Такие же радиаторы вполне сгодятся и для выходного выпрямительного моста, и для интегрального стабилизатора DA2.

Если работа источника питания предполагается с нагрузками, не критичными к пульсациям выходного напряжения, вполне допустимо отпочковать от схемы (Рис.2) элементы L2, С9, С10. Уровень пульсаций выходного напряжения в этом случае возрастёт до величины 120-200 мВ.

Импульсная схема

– Официальная Minecraft Wiki

Эта статья посвящена определенной категории схем из красного камня. Для других схем см. Схемы красного камня.

Импульсная схема – это схема красного камня, которая генерирует, изменяет, обнаруживает или иным образом работает с импульсами красного камня.

См. Также: Схема часов

Импульс – это временное изменение мощности красного камня, которое в конечном итоге возвращается к исходному состоянию.

Импульс включения – это когда сигнал красного камня включается, а затем снова выключается.Включенные импульсы обычно называются просто “импульсами”, если нет необходимости отличать их от выключенных импульсов.

Импульс выключения – это когда сигнал красного камня выключается, а затем снова включается.

Длина импульса импульса – это продолжительность импульса. Короткие импульсы описываются тактами красного камня (например, «3-тактный импульс» для импульса, который выключается через 0,3 секунды после включения), тогда как более длинные импульсы измеряются в любой удобной единице времени (например, «3- второй импульс »).

Передний фронт импульса – это когда питание включается – начало импульса включения или конец импульса выключения.

Задний фронт импульса – это когда питание отключается – конец импульса включения или начало импульса выключения.

Импульсные взаимодействия [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Некоторые компоненты красного камня по-разному реагируют на короткие импульсы:

Поршень или липкий поршень обычно растягивается за 1,5 тика.Если импульс активации закончится до этого (потому что это всего 0,5 тика или 1 тик длиной), поршень или залипший поршень «прервется» – он поместит толкаемые блоки в их положение толкания и мгновенно вернется в свое втянутое состояние. Это может привести к тому, что липкие поршни «уронят» свой блок – они толкают блок, а затем возвращаются в свое втянутое состояние, не вытягивая его назад.
Компаратор красного камня не будет передавать импульс с половинным тиком, только импульсы с длительностью 1 тик или более.
Лампа красного камня не может быть отключена с помощью импульса выключения короче 2 тиков.
Повторитель красного камня увеличит длину импульсов, которые короче его задержки, чтобы соответствовать его задержке (например, повторитель с 4 тактами превратит любой импульс короче 4 тактов в импульс с 4 тактами).
Факел из красного камня не может быть отключен импульсом короче 1,5 тика.

Анализ импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

При построении цепей иногда может быть полезно наблюдать за генерируемыми импульсами, чтобы подтвердить их продолжительность или интервал.

Осциллограф

1 × N × 2, плоский, бесшумный

Осциллограф позволяет наблюдать за импульсами, проходящими через ретрансляторы.

Импульс можно измерить с точностью до 1 тика с помощью осциллографа (см. Схему справа).

Осциллограф просто состоит из ряда повторителей с 1 делением (так называемая «беговая дорожка»). Осциллограф должен иметь длину, по крайней мере, равную ожидаемому импульсу, плюс несколько дополнительных повторителей (чем больше повторителей, тем легче будет отследить время импульса).Для периодических импульсов (например, от тактовых цепей) осциллограф должен быть по крайней мере равным тактовому периоду (как включенная, так и выключенная части импульса).

Осциллограф можно заморозить для облегчения чтения:

позиционирование осциллографа на экране так, чтобы его можно было увидеть, когда игрок выходит в игровое меню (по умолчанию esc ), или
делает снимок экрана с помощью F2 или
включает повторители сбоку от осциллографа и запитывает их одновременно, чтобы заблокировать повторители осциллографа.

Осциллограф не может напрямую отображать импульсы с дробным тиком (импульсы 0,5 тика, импульсы 1,5 тика и т. Д.), Но для импульсов с дробным тиком более 1 тика длительность импульса может меняться по мере его изменения. перемещается по осциллографу. Например, импульс с частотой 3,5 тика иногда может питать 3 репитера, а иногда 4 репитера.

Полудиковые импульсы не меняются между включением 0 или 1 повторителей (они просто выглядят как импульсы с 1 тактом), но импульсы с полутиком и 1 тактом можно различать с помощью компаратора красного камня – может активироваться импульс с 1 тактом. компаратор, но полутиковый импульс не может.

Можно установить несколько осциллографов параллельно для сравнения различных импульсов. Например, вы можете определить задержку схемы, пропустив входной сигнал схемы через один осциллограф, а выходной сигнал схемы через другой и посчитав разницу между фронтами входного и выходного сигналов.

Осциллографы полезны, но иногда для их наблюдения требуется неудобное положение. Если вам просто нужно наблюдать одновременность нескольких импульсов, может быть полезно использовать поршни или блоки для заметок и наблюдать за их движением или отмечать частицы под любым углом.Лампы Redstone менее полезны для этой цели, потому что они выключаются за 2 тика.

Схема является моностабильной , если она имеет только одно стабильное состояние выхода («моно-» означает «один», поэтому «моностабильный» означает «одно стабильное состояние»).

Выход схемы может быть запитанным или отключенным. Если выход остается в том же состоянии до тех пор, пока схема не сработает снова, это состояние выхода называется «стабильным». Состояние выхода, которое изменится без срабатывания входа, нестабильно (это не обязательно означает, что оно случайное – это может быть преднамеренное изменение после заданной задержки).

Если схема имеет только одно стабильное состояние выхода , тогда схема называется «моностабильной». Например, если состояние с питанием неизбежно вернется к состоянию без питания, но состояние без питания не изменится, пока не сработает вход.

Когда кто-то говорит «моностабильная схема» в Minecraft , они обычно имеют в виду генератор импульсов или ограничитель импульсов. Однако любая схема красного камня, которая производит конечное число импульсов, технически является моностабильной схемой (фактически, все схемы в этой статье, а также некоторые другие), поэтому вместо того, чтобы говорить моностабильная схема, может быть полезно уточнить :

Цепи синхронизации

также производят импульсы, но они не являются моностабильными, потому что у них нет стабильных выходных состояний (они «нестабильны»), если только они не принудительно переходят в одно из внешних помех (например, когда они выключены).Логические схемы и схемы памяти не являются моностабильными, потому что оба их выходных состояний стабильны (они «бистабильны») – они не изменятся, если не будут запущены их входом.

См. Также: Википедия: Моностабильный

Генератор импульсов (также известный как «pulsegen») создает выходной импульс при срабатывании триггера.

Большинство генераторов импульсов состоят из переключателя (кнопки, рычага и т. Д.) И ограничителя импульсов, но переключатель также может быть добавлен к расширителю импульсов для генерации более длинных импульсов.

Галерея схем: генератор импульсов

Генератор импульсов автоматического выключателя

Генератор импульсов автоматического выключателя – Слева: Липкий поршень. Справа: Шток поршневой. [схема]

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), ширина 1

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Автоматический выключатель является наиболее часто используемым генератором импульсов из-за его небольшого размера и регулируемого выхода.

Варианты: Выходной ретранслятор может быть настроен на любую задержку, которая также удлиняет выходной импульс, чтобы равняться задержке. При ориентации с севера на юг выходной повторитель может быть заменен любым компонентом механизма, в результате чего компонент механизма получает импульс активации 0,5 тика.

Генератор пылезащитных импульсов

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков), ширина 1

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 1.5 тактов

Генератор отсеченных от пыли импульсов ограничивает выходной импульс, перемещая блок так, чтобы он срезал линию выходной пыли.

Генератор импульсов NOR-Gate

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков), шириной 1, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Генератор импульсов NOR-gate сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад – если текущая мощность включена, а предыдущая мощность была отключена, выходной фонарь мигает кратко.

В этой схеме используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на 1-тактный импульс. Чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов, снимите блок над выходным резаком. Чтобы затем увеличить его до 3 тактов, увеличьте задержку на ретрансляторе до 4 тактов.

Генератор импульсов с ретранслятором с синхронизацией

2 × 3 × 2 (объем 12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Когда рычаг выключен , заблокированный ретранслятор пропускает импульс.

Варианты: Для заблокированного репитера можно установить любую задержку. Это увеличивает длину выходного импульса, но также увеличивает задержку схемы.

Генератор выключенных импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Генератор импульсов отключения имеет выход, который обычно включен, но при срабатывании генерирует импульс отключения.

Генератор импульсов отключения OR-Gate

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), шириной 1, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт (выкл.)

При срабатывании триггера нижний резак выключается, но верхний резак включается только через 1 такт, что позволяет выводить импульс в 1 такт.

Ограничитель импульсов (также известный как «сокращатель импульсов») уменьшает длину длинного импульса.

Идеальный ограничитель импульсов допускал бы более короткие импульсы без изменений, но на практике диапазон входного импульса часто можно определить (или угадать), и достаточно использовать схему, которая производит конкретный импульс короче, чем ожидаемые входные импульсы.

Любой детектор нарастающего фронта может также использоваться в качестве ограничителя импульсов.

Галерея схем: ограничитель импульсов

Ограничитель импульсов автоматического выключателя

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), ширина 1

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Автоматический выключатель является наиболее часто используемым ограничителем импульсов из-за его небольшого размера и регулируемого выхода.

Пылезащитный ограничитель импульсов

1 × 5 × 3 (объем 15 блоков), шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 1.5 тактов

Ограничитель импульсов с удалением пыли ограничивает выходной импульс, перемещая блок так, чтобы он обрезал линию выходной пыли.

Ограничитель импульсов для удаления пыли не «повторяет» входной сигнал (увеличивает его до полной мощности), поэтому может потребоваться повторитель до или после него (добавление задержки).

Пылезащитный ограничитель импульсов является «идеальным» ограничителем импульсов (см. Выше). Импульсы короче 1,5 тика (его максимальный выходной импульс) будут разрешены без изменений.

Ограничитель импульсов с подвижным блоком

3 × 3 × 2 (объем 18 блоков), плоский

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Использует тот же принцип, что и ограничитель импульсов автоматического выключателя – запитывает выход через блок, затем снимает блок, чтобы выходной импульс оставался коротким.

Варианты: Нижний повторитель может быть настроен на более длительную задержку для создания выходных импульсов в 2 или 3 тика.

Ограничитель импульсов NOR-Gate

Ограничитель импульсов NOR-Gate – Вверху: 1-такт. Внизу: Плоский. [схема]

функции различаются (см. Схемы)

Ограничитель импульсов NOR-gate сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 тика назад – если текущее питание включено, а предыдущее было выключено, выходной фонарь кратковременно мигает.

В конструкциях «шириной 1» и «1 такт» используется уловка для ограничения выходного импульса до одного такта.Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на 1-тактный импульс. Снимите блок над выходной горелкой, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов.

Ограничитель импульсов с ретранслятором

2 × 4 × 2 (объем 16 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 1 такт

Использует блокировку репитера для отключения импульсов после 1 такта.

Варианты: Выходной ретранслятор можно установить на любую задержку. Это увеличивает выходной импульс, но также увеличивает задержку схемы.

Если вход не должен быть на той же высоте, что и выход, вы можете переместить факел так, чтобы он был прикреплен к верхней части блока, над которым он в настоящее время находится, и запустить вход в этот блок (сделав схема только 2 × 3 × 2).

Ограничитель импульсов капельницы-бункера

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков), шириной 1, плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 3.5 тактов

Когда включается вход, пипетка проталкивает предмет в бункер, активируя компаратор, пока бункер не вытолкнет предмет обратно.

Начальный блок необходим для активации капельницы без подачи питания на нее (что деактивирует соседнюю загрузочную воронку, не давая ему вернуть предмет для отключения выходного импульса).

Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого в качестве счетчика инвентаризации, уровень выходной мощности будет только 1 (для элемента, который можно штабелировать) или 3 (для элемента, не штабелируемого) – добавьте повторитель для более высокого уровня мощности выход.

Варианты: Если вход и выход не должны быть на одной высоте, вы можете уменьшить размер цепи, поместив бункер поверх капельницы (сделав схему 1 × 3 × 2 ).

Ограничитель отключения импульса [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ограничитель импульсов выключения (он же «ограничитель инвертированных импульсов») имеет выход, который обычно включен, но сокращает длину длинных импульсов выключения.

Любой детектор перевернутого спадающего фронта может также использоваться в качестве ограничителя импульсов отключения.

Ограничитель выключенного импульса OR-Gate

Ограничитель выключенного импульса OR-Gate – Вверху: 1-такт. Внизу: Плоский. [схема]

функции различаются (см. Схемы)

Ограничитель импульса выключения или затвора объединяет входной сигнал с инвертированным входом с задержкой для ограничения импульсов отключения.

«Мгновенная» версия не повторяет свой ввод (увеличивает его до полной мощности), поэтому может потребоваться повторитель до или после него (добавление задержки).

Варианты: Нижний ретранслятор плоской версии можно настроить на любую задержку, увеличивая длину импульса выключения, чтобы соответствовать задержке ретранслятора (это фактически не увеличивает задержку цепи).

Нижняя пыль из красного камня в «мгновенной» версии может быть заменена ретранслятором для увеличения длительности его импульса выключения.

Ограничитель импульсов отключения с подвижным блоком

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков), шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 2.5 тактов (выкл.)

Когда вход отключается, поршень начинает втягиваться. Спустя 1 тик включается фонарик, который повторно активирует липкий поршень посредством квазисвязности, заставляя его снова выдвигаться.

Наземный ограничитель мгновенного отключения импульса

2 × 5 × 2 (объем 20 блоков), мгновенно

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 0-0,5 тика (выкл.)

Блок красного камня поддерживает питание схемы в выключенном состоянии.Питание схемы перемещает блок красного камня, но, по-видимому, игра интерпретирует питание как все еще включенное, поэтому в результате получается импульс выключения с нулевым тиком. При отключении питания от цепи блок красного камня возвращается на место, что приводит к отключению импульса с интервалом 0,5 тика. Эта цепь пульсирует слишком быстро для фонарей или повторителей.

Расширитель импульсов (он же «стабилизатор импульса», «удлинитель импульса») увеличивает длительность импульса.

Самыми компактными вариантами являются:

Примечание: конструкции капельницы и бункера начнут обратный отсчет при первом получении импульса, тогда как конструкции повторителя и компаратора перезапускают обратный отсчет каждый раз при получении импульса.

Галерея схем: расширитель импульсов

Повторитель Redstone: 1 × 1 × 2 (объем 2 блока); 1-широкий, плоский, бесшумный; задержка цепи: от 1 до 4 тиков; выходной импульс: 1–4 такта

Для любого входного импульса короче его задержки, повторитель красного камня увеличит длительность импульса, чтобы соответствовать его задержке. Например, повторитель с 3 тактами превратит импульс с 1 или 2 такта в импульс с 3 тактами.

Дополнительные повторители будут только задерживать импульс, но не увеличивать его (но см. Расширитель импульсов репитерной линии ниже).

Повторитель-удлинитель импульсов

Повторитель-расширитель импульсов – Вверху: с задержкой (1 секунда). Внизу: Мгновенно (1 секунда). [схема]

2 × N × 2

плоский, бесшумный, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов (мгновенно) или 4 такта (с задержкой)

выходной импульс: до 4 тактов на повторитель

Для мгновенной версии вход должен быть импульсом, по крайней мере, такой же длительности, как репитер с самой длинной задержкой в линии (обычно 4 такта) – если нет, используйте отложенная версия.

Удлинитель импульсов с защелкой-капельницей

2 × 6 × 2 (объем 24 блока)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 5 тактов

выходной импульс: 5 тактов до 256 секунд

Каждый элемент в среднем бункере добавляет 8 тактов (0,8 секунды) к выходному импульсу. Выходной импульс можно точно настроить, увеличив задержку на репитере с 1 тактом до 3 тактов, уменьшив задержку на репитере с 4 тактами до 3 тактов или заменив повторитель с 4 тактами на блок. для уменьшения задержки на 4 такта (эти настройки влияют на общую длительность импульса , а не на элемент, позволяя длительность импульса любого количества тактов от 5 тактов до 256 секунд).

Варианты: Если входной импульс может быть длиннее половины выходного импульса, добавьте блок перед капельницей, чтобы он не дезактивировал загрузочную воронку. Вариант шириной 1 мм возможен при использовании двух капельниц (но регулируется только с шагом 8 делений):

Расширитель импульсов с 1 шириной капельницы и защелкой

1 × 7 × 3 (объем 21 блока)
1-широкий
задержка цепи: 4 такта
выходной импульс: 4 такта до 256 секунд

Левая пипетка содержит один элемент, а левая воронка – от одного до 320 элементов.

Расширитель импульсов тактового генератора

Расширитель импульсов тактового генератора – Вверху: шириной 1. Внизу: Плоский. В обоих случаях левый поршень липкий, а правый – обычный. [схема]

функции различаются (см. Схемы)

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 4 тика до 256 секунд

Расширитель импульсов тактового генератора – это часы с воронкой, в которых один из липких поршней заменен на обычный поршень, чтобы он не тянул обратно блок красного камня , но вместо этого подождите, пока ввод не запустит новый тактовый цикл.

Удлинитель тактовых импульсов бункера с одним элементом в бункерах выдает выходной импульс с 4 тиками. Каждый дополнительный элемент добавляет 8 тактов к выходному импульсу (в отличие от расширителя импульсов с защелкой-дроппером, выход расширителя импульсов с тактовым управлением можно регулировать только с шагом в 8 тактов).

В ожидании включения входа липкий поршень фактически находится в состоянии, когда он запитан, но не знает об этом (как цепь BUD застрявшего поршня) до тех пор, пока не «проснется» из-за того, что вход меняет свой уровень мощности.Это будет работать только до тех пор, пока уровень входной мощности отличается от выходного сигнала покоящегося компаратора с питанием (не интуитивно понятно, что он будет работать даже, если уровень входной мощности на меньше , чем выходной сигнал компаратора). Кроме того, любое другое обновление блока или близлежащее обновление красного камня может вызвать срабатывание липкого поршня с приводом, поэтому следует позаботиться о том, чтобы другие действия схемы не влияли на липкий поршень.

Самая ранняя известная публикация: 4 мая 2013 г. ^[1] (на основе этонских бункерных часов)

Расширитель импульсов защелки RS

Расширитель импульсов защелки RS NOR (3 секунды) – Под поднятым блоком есть пыль из красного камня.[схема]

функции различаются (см. Схемы)

импульс на выходе: до 8 тактов на повторитель

Расширитель импульсов защелки RS работает, устанавливая выход с помощью защелки, а затем сбрасывая защелку после некоторой задержки.

Обе схемы ниже используют уловку для удвоения задержки, производимой повторителями, сначала запитывая выход от защелки, а затем от повторителей. Это означает, что любая регулировка петли повторителя на 1 такт приведет к изменению выходного импульса на 2 такта.

Расширитель импульсов фейдера

2 × N × 2

плоский, бесшумный

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: до 14 тиков на компаратор

Задержка зависит от мощности входного сигнала – для силы входного сигнала S задержка будет (S-1) тиков на компаратор. Уровень выходного сигнала будет постепенно снижаться, поэтому обычно его следует увеличивать с помощью ретранслятора.

MHC Pulse Extender

MHC Pulse Extender – Все поршни залипают.[схема]

6 × 6 × 2 (объем блока 72)

квартира

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: до 22 часов

«MHC» означает «мультипликативные тактовые импульсы загрузчика» (счетчик загрузочного накопителя умножает тактовый период тактовых импульсов загрузочного лотка).

Когда включается вход, резак выключается, позволяя обоим часам перейти в состояние, при котором нижние часы будут продолжать удерживать резак в выключенном состоянии до тех пор, пока не завершится один полный цикл.Количество элементов в верхних бункерах определяет период цикла верхних часов, и его блок красного камня будет перемещаться каждые полупериод, позволяя нижним часам перемещать один элемент.

Полупериод равен количеству предметов в верхних бункерах, умноженному на 4 тика (или 0,4 секунды на предмет) – до 128 секунд для 320 предметов. Нижний тактовый генератор будет удерживать выходной сигнал включенным в течение количества полупериодов, равного удвоенному количеству элементов в нижних бункерах, минус 1. Таким образом, выходной импульс равен 0.4 секунды × <верхние элементы> × (2 × <нижние элементы> – 1).

Элементы, необходимые для полезных выходных импульсов
Выходной импульс	шт. В верхних бункерах	Товаров в нижних бункерах
5 минут	150	3
10 минут	300	3
15 минут	150	8
20 минут	200	8
30 минут	300	8
1 час	200	23
90 минут	300	23
2 часа	240	38
3 часа	200	68
4 часа	288	63
6 часов	240	113
12 часов	288	188

MHDC Pulse Extender

MHDC Pulse Extender – Все поршни залипают.[схема]

5 × 7 × 2 (объем блока 70)

квартира

задержка цепи: 5 тактов

выходной импульс: до 81 часа

«MHDC» означает «мультипликативные тактовые импульсы бункера-капельницы» (счетчик капельницы умножает тактовый период тактовых импульсов загрузчика).

Когда включается вход, резак выключается, позволяя обоим часам перейти в состояние, при котором нижние часы будут продолжать удерживать резак в выключенном состоянии до тех пор, пока не завершится один полный цикл.Бункеры вмещают до 320 предметов (X), а капельницы – до 576 предметов (Y). Длительность выходного импульса будет X × (2Y-1) × 0,8 секунды.

Элементы, необходимые для полезных выходных импульсов
Выходной импульс	Товаров в бункерах	шт. В капельницах
5 минут	125	2
10 минут	250	2
15 минут	225	3
20 минут	300	3
30 минут	250	5
1 час	300	8
90 минут	270	13
2 часа	200	23
3 часа	300	23
4 часа	144	63
6 часов	216	63
12 часов	240	113
24 часа	288	188
48 часов	320	338
72 часа	288	563

Расширитель импульса охлаждения

Примечание: В этой схеме используются командные блоки, которые нельзя получить законным образом в режиме выживания.Эта схема предназначена для серверных операций и построения карт приключений.

Cooldown Pulse Extender – Пипетка содержит один предмет.

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков)

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: до 27 минут

Этот расширитель импульсов использует командный блок для замедления скорости передачи бункера. Точная команда будет зависеть от направления расширителя импульсов, но для расширителя импульсов, обращенного в положительном направлении X, это будет выглядеть примерно так: blockdata ~ 2 ~ ~ {TransferCooldown: X} , где X – количество игровых тиков (до 32 767) для удержания предмета в бункере (20 игровых тиков = 1 секунда, если допускается задержка).

Когда командный блок получает питание напрямую, он активирует соседнюю капельницу, толкая предмет в бункер для питания вывода, и одновременно изменяет время восстановления бункера, чтобы задержать, когда он толкает предмет обратно в пипетку.

Умножитель импульсов преобразует один входной импульс в несколько выходных импульсов.

Существует три основных стратегии разработки умножителей импульсов:

Разделить входной импульс на несколько путей, которые приходят на выход в разное время
Разрешить запуск часов при входном импульсе
Запуск часов, которые будут работать в течение конечного числа циклов, независимо от длительности входного импульса

Галерея схем: умножитель импульсов

Умножитель импульсов с разделенным трактом [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Умножитель импульсов с разделенным трактом вырабатывает несколько импульсов, разделяя входной сигнал на несколько трактов и заставляя их поступать на выход в разное время.Обычно для этого требуется сначала уменьшить длину входного импульса с помощью ограничителя импульсов, чтобы уменьшить задержку, требуемую между каждым выходным импульсом.

Двойной импульсный дозатор

1 × 6 × 3 (18 блоков), шириной 1

задержка цепи: 1 такт

выходных импульсов: 1 тик и 2 тика

Эта схема полезна для двойного импульса дозатора, чтобы быстро дозировать, а затем втягивать воду или лаву.Сначала он приводит в действие блок с одной стороны диспенсера, затем с другой стороны.

Умножитель тактовых импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Умножитель импульсов с активированным тактовым сигналом запускает тактовую частоту до тех пор, пока вход остается включенным, таким образом, производя количество импульсов относительно длительности входного импульса.

Умножитель 1-тактовых импульсов с вычитанием

2 × 3 × 2 (12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходных импульсов: 1 такт

Этот умножитель импульсов не повторяет свой входной сигнал, поэтому может потребоваться повторитель до или после (увеличение задержки цепи).

Эта схема будет производить 5 импульсов при включении каменной кнопкой или 7 импульсов при включении деревянной кнопкой. Для другого количества импульсов рассмотрите расширитель импульсов, чтобы удлинить входной импульс.

Умножитель импульсов N-тактового сигнала с вычитанием

2 × 3 × 2 (12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходных импульсов: 2+ такта

Выходные импульсы будут на 1 такт дольше, чем задержка, установленная на репитере (так, выходные импульсы от 2 до 5 тактов).Для еще более длинных импульсов замените пыль рядом с ретранслятором другим ретранслятором.

Этот умножитель импульсов не повторяет свой входной сигнал, поэтому может потребоваться повторитель до или после (увеличения задержки цепи).

В таблице ниже показано количество выходных импульсов, генерируемых с помощью различных комбинаций кнопочных входов и задержек повторителя (для большего количества импульсов рассмотрите расширитель импульсов для удлинения входного импульса):

Repeater Delay	Каменная пуговица	Деревянная пуговица
1 тик	3 импульса	4 импульса
2 такта	2 импульса	3 импульса
3 такта	2 импульса	2 импульса
4 такта	1 импульс	2 импульса

Умножитель N-тактовых импульсов повторителя резака

Умножитель N-тактовых импульсов повторителя резака – [схема]

2 × 4 × 2 (16 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходных импульсов: 3+ такта

Выходные импульсы будут на 1 такт дольше, чем задержка, установленная на ретрансляторе (так, выходные импульсы от 3 до 5 тактов).Повторитель нельзя настроить на задержку в 1 такт, иначе перегорит правый фонарь (что может быть полезно для ограничения количества импульсов до 8 максимумов).

Умножитель синхронизируемых тактовых импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Умножитель запускаемых тактовых импульсов состоит из тактовой схемы, которой разрешено работать в течение определенного количества циклов после запуска. Стратегии разработки умножителя импульсов с синхронизацией тактовых импульсов включают использование защелки для включения тактовых импульсов и сброса самими тактовыми сигналами через защелку после одного или половины тактовых циклов или использование расширителя импульсов для запуска тактовых импульсов.

Двухтактный умножитель импульсов с защелкой-капельницей

Умножитель 2-тактовых импульсов с защелкой-капельницей – Верхняя капельница содержит один элемент. Нижняя пипетка содержит количество элементов, равное желаемому количеству импульсов. [схема]

3 × 4 × 2 (24 блока), плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходных импульсов: от 1 до 320 импульсов с двумя тактами

Этот умножитель импульсов производит один импульс с двумя тактами для каждого элемента, помещенного в нижнюю пипетку (с импульсом отключения с двумя тактами между каждым включенным импульсом ).

После того, как он закончил свои импульсы, ему требуется время сброса, равное 0,4 секунды × количество импульсов. Если он будет повторно активирован в течение этого времени, он будет производить меньше импульсов.

Если входной импульс длиннее выходных импульсов, включенный дроппер предотвратит выключение часов, потому что отключенный бункер не может отодвинуть свой элемент назад. Если возможен длинный входной импульс, поместите сплошной блок между входом и капельницей, чтобы он активировался без питания.

Самая ранняя известная публикация: 4 сентября 2013 г. ^[2]

Умножитель 1-тактовых импульсов с защелкой-капельницей

Умножитель 1-тактовых импульсов с защелкой-капельницей – Капельница содержит один элемент. Средний бункер содержит один или несколько элементов в зависимости от желаемого количества импульсов (первый и последний элементы не должны складываться в стопку). [схема]

2 × 9 × 2 (36 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 5 тактов

выходных импульсов: от 2 до 777 импульсов с одним тиком

Этот умножитель импульсов позволяет использовать широкий диапазон импульсов без необходимости времени сброса.

Первый и последний предметы, помещенные в средний бункер, не должны складываться друг в друга (чтобы на выходе был сигнал, достаточный для работы часов вычитания). Между двумя не штабелируемыми элементами можно разместить до трех стопок штабелируемых элементов.

Схема будет производить четыре импульса с 1 тактом для каждого предмета, помещенного в средний бункер (с импульсом отключения с 1 тактом между каждым импульсом включения). Общее количество импульсов может быть уменьшено на 1, изменив репитер с 4 тактами на 2 такта, или уменьшено на 2, заменив повторитель с 4 тактами на блок, или увеличено на 1, изменив повторитель с 1 тактом на 3 такта. .

Делитель импульсов (он же «счетчик импульсов») выдает выходной импульс после определенного количества входных импульсов – другими словами, он превращает несколько входных импульсов в один выходной импульс.

Поскольку делитель импульсов должен подсчитывать входные импульсы, чтобы знать, когда производить выходной импульс, он имеет некоторое сходство с кольцевым счетчиком (схема памяти n с включенным только одним состоянием). Разница в том, что выходное состояние кольцевого счетчика изменяется только тогда, когда его внутренний счетчик изменяется входным триггером, в то время как делитель импульсов создает выходной импульс, а затем возвращается к тому же выходу без питания, который он имел до того, как его счетчик был достигнут (другими словами, делитель импульсов моностабильный, а кольцевой счетчик – бистабильный).Любой кольцевой счетчик можно превратить в делитель импульсов, просто добавив к его выходу ограничитель импульсов (сделав его моностабильным).

Галерея схем: делитель импульсов

Делитель импульсов с хоппер-петлей

2 × (3 + количество импульсов / 2) × 3

выходных импульсов: 3 такта

Это кольцевой счетчик с петлевым переходом со встроенным ограничителем импульсов на выходе.

Каждый входной импульс отключает пыль красного камня на 1 тик, позволяя предмету переместиться в следующий бункер.Когда предмет достигнет пипетки, он ненадолго включит выход, пока пыль из красного камня не включится снова, не активируя пипетку, чтобы подтолкнуть предмет к следующему бункеру.

Для подсчета четного числа импульсов замените другой бункер капельницей. Если поместить вторую капельницу прямо перед первой, выходной импульс изменится на 6 тактов.

Выходной сигнал будет только силой 1 или 3 (с возможностью штабелирования или не штабелирования элемента в бункерах), поэтому может потребоваться усиление с помощью ретранслятора.

Варианты: Удаление пыли с верхней части капельницы и замена капельницы на воронку увеличивает выходной импульс до 4 тактов, но делает всю цепь бесшумной.

Делитель импульсов капельница-воронка

Делитель импульсов капельница-воронка – Капельница содержит количество элементов, равное количеству импульсов. В нижнем левом бункере находится один элемент. [схема]

3 × 4 × 2 (объем 24 блока)

квартира

выходных импульсов: (4-кратное количество импульсов) тактов

Делитель импульсов капельница-воронка может подсчитывать до 320 импульсов.

Каждый входной импульс толкает предмет из пипетки в бункер рядом с ним. Когда пипетка окончательно опорожнится, ее компаратор выключится, позволяя элементу в нижнем левом бункере перемещаться вправо, начиная процесс сброса. Когда верхний бункер завершит перемещение предметов обратно в пипетку, элемент в нижних бункерах переместится обратно влево, завершив процесс сброса.

После того, как он начал свой выходной импульс, делитель импульсов проходит период сброса (4-кратное количество импульсов) тактов (такой же длины, как и выходной импульс).Любые новые входные импульсы в течение периода сброса не будут учитываться, а только увеличат период сброса. Из-за этого периода сброса этот делитель импульсов лучше всего подходит, когда типичный интервал между входными импульсами больше периода сброса, или вы можете запустить линию обратно от выхода, чтобы подавить входы во время сброса.

Выходной сигнал будет только мощностью 1 или 3 (с возможностью штабелирования или не штабелирования элемента в нижних бункерах), поэтому может потребоваться усиление с помощью ретранслятора.Длина выходного импульса также пропорциональна количеству импульсов, поэтому может потребоваться сокращение с помощью ограничителя импульсов.

Делитель импульсов капельница-капельница

Делитель импульсов капельница-капельница – Левая капельница содержит количество элементов, равное количеству импульсов. В левом бункере находится один элемент, который нельзя штабелировать. [схема]

3 × 6 × 2 (объем блока 36)

квартира

выходной импульс: (2 × количество импульсов) тактов

Делитель импульсов капельница-капельница может подсчитывать до 576 импульсов.

Каждый входной импульс толкает элемент из левой пипетки в правую. Когда левая пипетка окончательно опустеет, ее компаратор выключится, позволяя элементу в нижнем левом бункере перемещаться вправо, начиная с 1-тактового вычитания, запускающего процесс сброса (хотя тактовые импульсы вычитания будут пульсировать пипеткой, выходной сигнал будет меняться только по силе сигнала, оставаясь включенным все время – вычитание часов в этом случае может быть сложным!). Когда правая пипетка завершит перемещение предметов обратно в левую пипетку, предмет в нижних пипетках переместится обратно влево, завершив процесс сброса.

После того, как он начал свой выходной импульс, делитель импульсов проходит период сброса (2 × количество импульсов) тактов (такой же длины, как и выходной импульс). Любые новые входные импульсы в течение периода сброса не будут учитываться, а только увеличат период сброса. Из-за этого периода сброса этот делитель импульсов лучше всего подходит, когда типичный интервал между входными импульсами больше периода сброса, или вы можете запустить линию обратно от выхода, чтобы подавить входы во время сброса.

Уровень сигнала на выходе будет чередоваться от 1 до 3, поэтому может потребоваться усиление с помощью ретранслятора. Длина выходного импульса также пропорциональна количеству импульсов, поэтому может потребоваться сокращение с помощью ограничителя импульсов.

Инвертированный двоичный делитель / счетчик

Двоичный счетчик (высокий) – Три делителя, уложенных друг на друга, образуют 8-счетчик. [схема]

3 × 5 × 2 (объем 30 блоков)

плоский, бесшумный, штабелируемый по 3 ширины (попеременно)

вход: 2 тика, при необходимости используйте ограничитель импульсов

выходной импульс: 2 такта

задержка: 3 тика (на единицу в стеке)

Инвертированный двоичный делитель / счетчик использует функцию фиксации повторителей красного камня для создания двухуровневого (двоичного) счетчика.Несколько счетчиков могут быть объединены в стек для создания счетчика n бит, что дает 2 ⁿ входных импульсов на один выходной импульс. Он называется «инвертированным», потому что он подсчитывает количество из импульсов, а не из включенных импульсов. Обратите внимание, что он срабатывает каждые два выключения, поэтому удержание низкого уровня входа приведет к тому, что он будет считать несколько раз, а затем сожжет факел из красного камня. Вы можете использовать ограничитель импульсов на входном сигнале, чтобы предотвратить это.

Используемая исключительно как делитель / счетчик импульсов, эта схема несколько неэффективна, так как ее пришлось бы складывать девять раз, чтобы иметь возможность подсчитывать почти столько же импульсов (512), сколько делитель капельницы-капельницы.Однако двоичная структура стека означает, что значение счетчика импульсов можно легко считать, просто взяв выходную строку из каждого элемента стека. В сочетании с логическими элементами (N) ИЛИ это можно использовать для запуска выхода после произвольного числа импульсов или для создания делителя для любого числа в сочетании с приведенной ниже схемой сброса.

Высокий двоичный счетчик

2 × 5 × 3 (объем 30 блоков)

бесшумный, двухуровневый штабелируемый (чередующийся)

Функционально такой же, как плоский (3 × 5 × 2) двоичный счетчик, но занимает один дополнительный вертикальный блок и один меньше по горизонтали, что может быть преимуществом при штабелировании их вместе.Требуется дополнительный фонарик по сравнению с плоской схемой.

Схема сброса двоичного счетчика

Добавление этого в схему двоичного счетчика позволяет сбросить ее в любое время; это можно использовать для создания счетчика для любого желаемого числа или даже программируемого счетчика (с дополнительными схемами для выбора номера). Это может быть применено к любой версии, хотя на схеме показано, что она связана с «высокой» версией.

Как и сам счетчик, схема сброса имеет активный низкий уровень ; для выполнения сброса требуется не менее трех тактов отключения, хотя фактический сброс не произойдет до нарастающего фронта (конца) импульса отключения.(Стандартная кнопка, за которой следует инвертор, будет работать нормально, как показано на скриншоте.)

Контур	Rising Edge	Falling Edge (Падающий край)
Детектор нарастающего фронта	Импульсный	н / д
Детектор падающей кромки	н / д	Импульсный
Детектор двойного фронта	Импульсный	Импульсный
Детектор перевернутого переднего фронта	без импульса	н / д
Детектор перевернутого спадающего края	н / д	без импульса
Двусторонний перевернутый детектор	без импульса	без импульса

Детектор края выдает импульс, когда он обнаруживает конкретное изменение на своем входе.

Детектор перевернутого фронта обычно включен, но выдает импульс выключения (выключается, а затем снова включается), когда обнаруживает определенное изменение на своем входе.

Детектор нарастающего фронта [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор нарастающего фронта (КРАСНЫЙ) выдает импульс при включении его входа (нарастающий фронт входа).

Любой детектор нарастающего фронта может также использоваться в качестве генератора импульсов или ограничителя импульсов.

Галерея схем: детектор нарастающего фронта

Автоматический выключатель

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)

1 ширина

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Автоматический выключатель является наиболее часто используемым детектором нарастающего фронта из-за его небольших размеров и регулируемого выхода.

Детектор выступающей кромки пыли

1 × 5 × 3 (объем 15 блоков)

шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов («Без повторов») или 1 тактов («Повторяется»)

выходной импульс: 1.5 тактов

Детектор нарастающего фронта с удалением пыли работает, перемещая блок так, что он срезает выходную линию пыли только после одного такта.

Из-за дробной длины выходного сигнала может потребоваться повторитель с 1 тактом, чтобы заставить липкий поршень уронить свой блок.

Детектор вычитания нарастающего фронта

2 × 4 × 2 (объем 16 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт («Без повтора») или 2 такта («Повторяется»)

выходной импульс: 1 такт

Детектор нарастающего фронта вычитания работает с использованием режима вычитания компаратора красного камня для отключения выходного импульса.

В этой схеме используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика. Компаратор не может генерировать импульс в 1 такт путем вычитания из внешнего источника (например, если бы ретранслятор был настроен на задержку в 1 такт), но если внешний источник обычно генерирует импульс 2 или более тактов, компаратор может замкнуть себя на 1-тактный импульс, включив его в 1-такт вычитания (блок и параллельная пыль после компаратора), но позволяя тактовым импульсам работать только в течение одного цикла.

Варианты: Удалите последний блок и пыль, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов. Затем увеличьте задержку на повторителе вычитания, чтобы еще больше увеличить длину выходного импульса.

Самая ранняя известная публикация: 7 января 2013 г. (базовая концепция) ^[3] и 3 мая 2013 г. (уточнение выходных данных с одним делением) ^[4]

Детектор нарастающего фронта с ретранслятором

2 × 4 × 2 (объем 16 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 1 такт

Использует блокировку репитера для отключения импульсов после 1 такта.

Варианты: Если вход не должен быть на той же высоте, что и выход, вы можете переместить факел так, чтобы он был прикреплен к верхней части блока, над которым он в данный момент находится, и запустить вход в него. блокировать.

Детектор подъема кромки капельницы-бункера

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 3.5 тактов

Варианты: Вы можете уменьшить размер контура, поместив бункер поверх капельницы.

Детектор переднего фронта с подвижным блоком

3 × 3 × 2 (объем 18 блоков)

квартира

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Использует тот же принцип, что и автоматический выключатель – запитывает выход через блок, затем снимает блок, чтобы выходной импульс оставался коротким.

Варианты: Чтобы увеличить длину выходного импульса, увеличьте задержку повторителя, питающего поршень.

Другие варианты начинаются с поршневого привода. Выход вариации «смещения» имеет слабое питание и потребует, чтобы повторитель или компаратор делал что-либо, кроме активации компонента механизма.

КРАСНЫЙ подвижный блок (рядный)

Самая ранняя известная публикация: , 14 марта 2013 г. ^[5] и 29 марта 2013 г. ^[6]

Детектор нарастающего фронта NOR-Gate

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Детектор нарастающего фронта NOR-затвора сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад – если текущая мощность включена, а предыдущая мощность была отключена, выходной фонарь мигает кратко.

Во всех этих схемах используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на 1-тактный импульс. Снимите блок над выходной горелкой, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов.

Детектор спадающего края [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор спадающего фронта (FED) выдает импульс, когда его вход выключен (задний фронт входа).

Галерея схем: детектор падающего края

Детектор падающей кромки от пыли

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков)

шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 2 такта

Когда вход отключается, поршень немедленно втягивает блок, позволяя повторителю с все еще включенным питанием выдавать сигнал на 2 такта. Когда вход снова включается, поршень разрывает соединение до того, как сигнал пройдет через повторитель.

Детектор падающей кромки подвижного блока

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)

1 ширина

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Для некоторых направлений и методов ввода может потребоваться установка повторителя на 3 такта для работы компонентов механизма.

Самая ранняя известная публикация: 27 мая 2013 г. ^[7]

Детектор падающей кромки закрытого бункера

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 4 такта

Когда вход отключается, требуется 1 такт, чтобы резак снова включился, давая бункеру A возможность подтолкнуть свой элемент вправо и активировать выход.

Этой схеме требуется время для сброса (чтобы вернуть предмет в бункер A), поэтому самые быстрые входные часы, с которыми она может работать, – это 4-тактовые часы.

Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого в качестве счетчика инвентаризации, уровень выходной мощности будет только 1 (для штабелируемого элемента) или 3 (для не штабелируемого элемента). Добавьте повторитель для более высокого уровня выходной мощности.

Варианты: Эту схему можно обходить разными способами, если поступающая пыль может дезактивировать первый бункер.

Самая ранняя известная публикация: 22 мая 2013 г. ^[8]

Детектор нисходящего фронта запертого ретранслятора

2 × 3 × 2 (объем 12 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Когда вход включается, выходной повторитель блокируется до того, как он сможет получить питание от блока позади него. Когда вход отключается, выходной повторитель разблокируется и на короткое время получает питание от блока за ним, создавая выходной импульс с 1 тактом.

Варианты: Увеличьте задержку выходного повторителя, чтобы увеличить длину выходного импульса (до 4 тактов), а также задержку цепи.

Детектор спадающего края вычитания

2 × 5 × 2 (объем 20 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

В этой схеме используется трюк для ограничения выходного импульса до одного такта.Компаратор не может генерировать импульс в 1 такт путем вычитания из внешнего источника (например, если бы ретранслятор был настроен на задержку в 1 такт), но если внешний источник обычно генерирует импульс 2 или более тактов, компаратор может замкнуть себя на 1-тактный импульс, включив его в 1-такт вычитания (блок и параллельная пыль после компаратора), но позволяя тактовым импульсам работать только в течение одного цикла.

Варианты: Удалите последний блок и пыль рядом с ним для 2-тактового импульса, затем увеличьте задержку репитера для 3-х или 4-х тактового импульса.

Детектор спадающей кромки NOR-Gate

2 × 4 × 3 (объем 24 блока)

бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Эта схема сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад – если текущее питание отключено, а предыдущее питание было включено, выходной фонарь кратковременно мигает.

В этой конструкции используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика.Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на 1-тактный импульс.

Варианты: Удалите блокировку над выходным резаком, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов, затем увеличьте задержку на ретрансляторе, чтобы еще больше увеличить выходной импульс.

Детектор с двумя краями [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор двойного фронта (DED) выдает импульс при изменении его входа (либо по переднему фронту , либо по заднему фронту входа).

Галерея схем: детектор двойного фронта

Детектор двойного фронта с подвижным блоком: Блок красного камня движется при включении и выключении сигнала. Пока он движется, он не может питать пыль из красного камня, поэтому выходной фонарь включается до тех пор, пока блок из красного камня не перестанет двигаться.

В версии с 1 шириной блок над выходным резаком закорачивает его в импульс с 1 тактом – снимите блок и возьмите выход непосредственно из резака, чтобы увеличить выходной импульс до 1.5 тиков. Чтобы получить выход на той же стороне, что и вход, резак можно разместить с другой стороны нижних блоков (но без блока над ним, который будет синхронизировать поршень). Поршень и блок из красного камня можно переместить в сторону от пыли, а не поверх пыли, создавая более короткий, но более широкий контур.

Самая ранняя известная публикация: 28 января 2013 г. ^[9]

Двусторонний пылеуловитель

функции различаются (см. Схемы)

Простая версия разделяет разницу между детектором нарастающего фронта и детектором спадающего фронта для получения выходного сигнала 1 тик на каждом фронте.В мгновенной версии добавлен детектор неповторяющегося нарастающего фронта, чтобы уменьшить задержку цепи нарастающего фронта до 0 тиков.

Детектор двойного фронта с запорным ретранслятором

функции различаются (см. Схемы)

Детектор двойного фронта с синхронизированным повторителем использует синхронизацию блокировки повторителя для обнаружения фронтов сигнала.

В конструкции с нормальным вентилем используется уловка, позволяющая ограничить выходной импульс до одного тика. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на 1-тактный импульс.Снимите блок над выходным резаком (и пыль с блока, к которому он прикреплен), чтобы увеличить выходной импульс до 3 тактов.

Самая ранняя известная публикация: 16 апреля 2013 г. (FED-повторитель с блокировкой NOR-ворот) ^[10] и 1 мая 2013 г.

Поршневой детектор двойного фронта OR-Gate: 3 × 4 × 2 (объем 24 блока); квартира; задержка цепи: 1,5 тика; выходной импульс: 1.5 тактов

Поршневой детектор с двумя краями OR-gate перемещает блок между повторителями, которые меняют состояние вскоре после перемещения поршня. Это вызывает посылку импульса на провод за подвижным блоком.

Вычитающий двухканальный детектор

функции различаются (см. Схемы)

Вычитающий двойной крайний детектор питает компаратор со схемой ABBA, сокращая импульс вычитанием.

Самая ранняя известная публикация: 3 августа 2013 г. ^[12]

Двойной детектор двойного фронта с вентилем ИЛИ-ИЛИ

Самым тривиальным способом создания двойного детектора фронта является объединение выходов детектора нарастающего фронта с затвором ИЛИ и детектора спада с затвором ИЛИ. Полезной особенностью этого подхода является то, что вы получаете бесплатно только нарастающие и падающие импульсы, если они вам нужны. Если использование ресурсов или пространства более важно, чем время, части компонентов двух детекторов одиночного фронта могут использоваться совместно (средняя строка примера в галерее схем: детектор двойного фронта).Опять же, блоки над горелками ограничивают выходной импульс до 1 тика.

Детектор перевернутого нарастающего фронта [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор перевернутого нарастающего фронта (IRED) – это схема, выход которой обычно равен на , но которая выдает импульс выключения на переднем фронте входа.

Галерея схем: детектор перевернутого нарастающего фронта

Детектор перевернутого переднего фронта OR-Gate

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: от 1 до 3 тиков (импульс выключения)

Детектор нарастающего фронта с инвертированным логическим элементом ИЛИ сравнивает текущий и предыдущий вход – если текущий вход включен, а предыдущий вход был выключен, выход отключается на короткое время.

Варианты: «Регулируемая» версия занимает то же место, но ее выходной импульс можно регулировать от 1 до 3 тактов. В «плоском» варианте также можно настроить от 1 до 3 делений.

OR-Gate IRED (регулируемый)

Самая ранняя известная публикация: , 1 июня 2013 г. ^[13]

Детектор перевернутого переднего фронта подвижного блока

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков)

шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0.5 тиков

выходной импульс: 1 такт (импульс выключения)

Это перевернутый двухканальный детектор с подвижным блоком и добавленным повторителем для подавления выходного сигнала на заднем фронте.

Детектор перевернутого подъема капельницы-бункера

Капельница-бункер IRED – Капельница содержит один элемент.
1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)
1-широкий, бесшумный
задержка цепи: 3 тика
выходной импульс: 4 такта (импульс выключения)
Когда вход включается, капельница толкает предмет вверх в бункер, деактивируя компаратор, пока бункер не вытолкнет предмет обратно вниз.
Начальный блок необходим для активации капельницы без включения питания (что отключит соседний загрузочный лоток, не давая ему вернуть элемент, чтобы снова включить выходной импульс).
Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого для измерения инвентаризации, уровень выходной мощности будет только 1 (для элемента, который можно штабелировать) или 2 (для элемента, не штабелируемого) – добавьте повторитель для выхода более высокого уровня мощности .
Варианты: Входной блок можно переместить сбоку от капельницы или под нее, а бункер можно переместить сбоку от капельницы.
Детектор перевернутого заднего фронта [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Детектор перевернутого спадающего фронта (IFED) представляет собой схему, выход которой обычно равен на , но которая выдает импульс выключения на заднем фронте входа.
Галерея схем: детектор перевернутого спадающего края
Детектор перевернутого спадающего края OR-Gate
функции различаются (см. Схемы ниже)
Вход имеет два пути к выходу, синхронизированные таким образом, что выход кратковременно мигает при отключении входа.
Детектор перевернутой падающей кромки с подвижным блоком
1 × 4 × 2 (объем 8 блоков), шириной 1, мгновенный
задержка цепи: 0 тактов, выходной импульс: 2,5 такта (импульс выключения)
Самая ранняя известная публикация: 4 июня 2013 г. ^[14]
Детектор перевернутого спадающего края с ретранслятором с блокировкой
2 × 3 × 2 (объем 12 блоков), плоский, бесшумный
задержка цепи: 2 тика, выходной импульс: 1 тик (импульс выключения)
Когда вход включается, выходной повторитель блокируется, прежде чем он сможет выключиться.Когда вход отключается, выходной повторитель разблокируется и на короткое время отключается от питания блока за ним, создавая выходной импульс с 1 тактом.
Обращенный двухканальный детектор [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Инвертированный двухканальный детектор (IDED) – это схема, выход которой обычно равен на , но которая выдает импульс отключения при изменении входа.
Галерея схем: перевернутый двусторонний детектор
Детектор перевернутого края с подвижным блоком
1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), шириной 1, мгновенный
задержка цепи: 0 тиков, выходной импульс: 1.5 тактов (без импульса)
Варианты: Поршень и блок из красного камня можно перемещать в сторону от пыли, а не поверх пыли, создавая плоскую 2-полосную схему.
Липкий поршень можно ориентировать вертикально, если пыль из красного камня перемещается по бокам в конфигурации 2 × 2 × 4.
Детектор перевернутого двойного фронта OR-Gate
3 × 4 × 2 (объем блока 24), плоский, бесшумный
задержка цепи: 2 тика, выходной импульс: 3 тика (импульс выключения)
Использует синхронизацию блокировки ретранслятора для обнаружения фронтов импульса.
Детектор перевернутого двойного края слизи BUD
1 × 3 × 4 (объем 12 блоков)
задержка цепи: мгновенная, выходной импульс: 1 тик (импульс выключения)
Slime BUD, ставший возможным благодаря Minecraft 1.8, отлично работает как мгновенный инвертированный двухканальный детектор. Просто поместите блок обсидиана, бункер, печь и т. Д. Прямо рядом с блоком слизи, прогоните красный камень сверху к выходу и поместите кусок пыли красного камня на ту же плоскость, что и поршень, с одним пространством для блока. между.Это ваш вклад.
Варианты: переместите обсидиан (или то, что вы использовали) – и красный камень поверх него – на один блок вверх, чтобы получить нормальный (не инвертированный) двухканальный детектор, но с задержкой 1,5 тика.
Иногда бывает полезно определить длину импульса, генерируемого другой схемой, и, в частности, длиннее или короче заданного значения. У этого есть много применений, таких как специальные кодовые замки (где вы должны удерживать кнопку) или обнаружение кода Морзе.
Детектор длинных импульсов
2 × 6 × 3 (объем блока 36)
бесшумный
Для проверки длинного импульса мы используем логический элемент И между началом и концом линии повторителей из красного камня. Это позволит сигналу пройти, только если его длина превышает задержку ретранслятора. Импульс, который действительно проходит, будет иметь вид , сокращенный на на величину задержки, возможно, до 1 тика.
Детектор длинных импульсов
2 × 5 × 2 (объем 20 блоков)
квартира
Аналогичен схеме выше, но использует поршневой логический элемент И, который отключает выход, как только отключается вход.
Дифференциатор длины импульса
Вход на серой шерсти, короткий выход на оранжевой шерсти, длинный выход на фиолетовой шерсти.
Дифференциатор длины импульса имеет два выхода и один вход. Длинные импульсы проходят через один выход, а короткие – через другой. Он также сохраняет длину тиков сигналов, поэтому все ретрансляторы настроены на один тик (т. Е. Сигнал с 1 тиком останется сигналом с 1 тиком). Это полезно в телеграфном аппарате, чтобы разделять тире и точки.
Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Схема генерации импульсов для изучения влияния формы волны на нейростимуляцию
1. Введение
Электрическая стимуляция продемонстрировала способность изменять составные потенциалы действия и долгосрочное поведение потенцирования сложных нейронных сетей, даже при низкой интенсивности стимуляции [1], через эффект называется нейромодуляцией. Нейромодуляция наблюдалась на всех уровнях, от отдельных нервных клеток до областей мозга, включая синапсы [2].Нейромодуляция показала себя многообещающей в области нейропротезов, где ее можно использовать для повышения скорости обучения использованию нейропротезных устройств [3,4], а также для улучшения когнитивных функций, когда человек может достичь более высоких показателей обучения [5,6]. Считается, что этот эффект возникает из-за потенциалов действия (ПД), которые модулируются по мере их распространения через отдельные нервные клетки, в зависимости от свойств нервных клеток на уровне сомы [7], аксона [8] и трансмембранных белков [9]. . Эта модуляция может быть усилена или подавлена нейростимуляцией [6].Волновые формы стимуляции были изучены на предмет их влияния на нейростимуляцию. К ним относятся квадратные или прямоугольные [10,11], экспоненциальные, пилообразные [12], синусоидальные [13,14,15], треугольные и гауссовские [16,17] сигналы. Насколько нам известно, было проведено несколько исследований in vivo или in vitro, посвященных влиянию формы сигнала на нейростимуляцию. Кроме того, отсутствуют достаточные научные данные о роли, которую формы и модели волн стимуляции играют в нейромодуляции и пластичности [18,19,20], так что существует потребность в новых формах волн стимуляции, чтобы лучше понять эффекты и возможности электрического стимуляция.Исследования, демонстрирующие различные эффекты формы волны стимуляции, показывают, что форма волны влияет на результат электростимуляции. Таким образом, мы представляем в этой работе новую схему генератора импульсов с уникальным временным шаблоном, так что эту схему можно использовать для исследования влияния формы сигнала на нейростимуляцию. Разработка форм волн стимуляции затруднена из-за разнообразных вариантов и требований к каждая анатомическая цель стимуляции [21], неопределенные долгосрочные эффекты нейростимуляции, разнообразие реакций на уровне тканей, органов и пациентов, задействованные неизвестные нейронные механизмы [22], а также неизвестные побочные эффекты методологии стимуляции, включая электрод типа [23].Было показано, что параметры формы волны электростимуляции, такие как амплитуда, ширина и частота стимуляции, влияют на сенсорную информацию протеза в вестибулярном нерве [24], скорость возбуждения отдельных нервов [25] и нервных пучков [26]. , и пространственная селективность внутри пучков [11]. Кроме того, было показано, что различия в формах волн стимуляции [18], полярности тока и направления [19], форме и направлении электрического поля [14], а также во временном режиме стимуляции [20] влияют на результат стимуляции.Представленная здесь работа решает эту конструктивную проблему, позволяя точно изменять параметры сигнала стимуляции, необходимые для схемы генератора импульсов. Новые подходы к нейростимуляторам все еще требуются и находятся в стадии разработки. Seo et al. исследовали использование мощности ультразвука и связи в нейрорегистраторах, а нейростимуляторы и полные нейронные интерфейсы стали логическим следующим шагом [27]. Qian et al. исследовали возможность использования новых типов сигналов путем реализации несущих волн с сигналами стимуляции [28].Ван Донген и Сердиджин описали конструкцию нейростимулятора, в которой для доставки заряда к нагрузке используется индуктор, в отличие от типичного конденсатора [29]. Халифа и др. недавно представил работу по распределенным нейростимуляторам как необходимый подход к дизайну нейростимулятора [30].
Генератор импульсов, представленный в этой работе, имеет уникальный временной шаблон и небольшое количество компонентов. Выбор компонентов позволяет использовать выходной импульсный дизайн. Наша цель – разработать генератор импульсов, чтобы в будущем его можно было интегрировать в более крупную систему.
Влияние формы импульса стимуляции на нейромодуляцию не изучалось широко. В этой работе мы представляем новый генератор импульсов и характеризуем его работу. Ширина и амплитуда импульса могут быть спроектированы путем выбора конструктивных элементов генератора, а частота импульсов определяется входным источником. Цель этой работы – помочь в исследовании нейромодуляции путем создания схемы генератора импульсов с выходом с новым временным шаблоном.
5.Процедуры определения характеристик генератора импульсов
Схема была сконструирована для проверки правильности работы, и результаты анализа сравнивались с измеренными выходными сигналами. Выходные импульсы (vRL) и напряжения в цепи регистрировались с помощью осциллографа Keysight EDUX1002A (Keysight Technologies, Санта-Роза, Калифорния, США). Импульс был получен путем измерения напряжения каждого конденсатора отдельно, а затем вычитания одного сигнала из другого. Отклонение рассчитывали как процентную разницу между измеренным экспериментальным значением и результатом аналитического выражения, деленную на измеренное экспериментальное значение.
Во-первых, работа схемы была проверена путем регистрации входного импульса, регулируемого напряжения и напряжения конденсатора, а выходной импульс был найден путем вычисления разницы между сигналами конденсатора (рис. 6). Впоследствии была проведена характеризация для проверки точности аналитических выражений и функций параметров путем характеризации с помощью различных компонентов. Значения протестированных компонентов приведены в таблице 1. Значения внутреннего сопротивления человека были измерены при 0.43–0,56 кОм, а значения сопротивления электродов варьируются от 0,5 кОм до 1,5 кОм [40,41]. Влияние R _L и C _L было охарактеризовано, чтобы понять влияние импеданса нагрузки на выход. Проверенные значения сопротивления нагрузки находятся в диапазоне от 500 Ом до 2,7 кОм [29], а проверенные значения емкости нагрузки – от 27 до 150 нФ [38]. Резистор R был охарактеризован, чтобы понять влияние изменения R на δ _стим и v _max. Определение характеристик R _p было выполнено, чтобы убедиться, что модификация R _p изменяет только v _max.Нет необходимости увеличивать C ₁ по сравнению с C _2,, поскольку RC-цепи генератора импульсов симметричны, и это приведет к генерации импульсов той же формы, но противоположной полярности. Частота выходных импульсов характеризовалась возбуждением выходных импульсов с увеличивающейся частотой до тех пор, пока пик импульса v _max не нарушился. Выходную мощность контура измеряли в 1X физиологическом растворе с фосфатным буфером (PBS). Две стальные иглы толщиной 220 мкм погружали на 5 мм в раствор, разделяли на расстояние 5 мм и использовали в качестве выходных электродов схемы, и повторяли процедуры определения характеристик C ₂ и R.Выводы были соединены со стальной спиральной секцией игл. Наибольший выходной сигнал схемы был использован для оценки значений C _L и R _L раствора PBS с использованием программного обеспечения Matlab (Mathworks, Natick, MA). Схема разработана таким образом, чтобы не ограничиваться выбором электрода, а иглы выбраны для простоты использования.
Входная синхронизация была сгенерирована с помощью генератора произвольных функций (GW Instek AFG 2225, Good Will Instrument Co., Ltd., New Taipei City 236, Тайвань).Вход был получен путем программирования настройки импульса функционального генератора с частотой 50 Гц и амплитудой 6 В. Частота варьировалась от 20 Гц до 2,5 кГц только для характеристики предела частоты. Стабилитрон имел пробивное напряжение стабилитрона 5,1 В. Результаты характеризации были использованы для проверки точности t _пик, v _max и V _cap путем сравнения с результатами анализа схемы.
5.1. Аналитическая характеристика и проверка выражений
Схема была проверена для работы в соответствии с проектом.Можно наблюдать четыре фазы работы, и состояние каждой секции контура (I – IV на Рисунке 2 и Рисунке 6) было измерено для сравнения с ожидаемым результатом. Показаны результаты определения характеристик при увеличении C ₂. на рисунке 7а. Значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, R = 1 кОм, R _p = 0,5 кОм, емкость нагрузки 100 нФ и сопротивление нагрузки 1 кОм. Отклонение между измеренными и рассчитанными значениями для t _пика составляет от 3,2% до 18,6%, для v _max меньше 1.04%, для δ _стим составляет от 6,67% до 27%, а для V _cap составляет от 0,17% до 0,35%. На рисунке 7b показаны результаты, когда R. Значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R _p = 0,5 кОм, емкость нагрузки 100 нФ и сопротивление нагрузки 1 кОм. Отклонение между измеренными и рассчитанными значениями для t _пика составляет от 0,5% до 48%, для v _max составляет от 0,27% до 3,78%, для δ _стим составляет от 3,89% до 20,5%, а для V _cap составляет 1.С 89% до 6,86%. Также был зафиксирован выпуск при увеличении R _p. Значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R = 1 кОм, емкость нагрузки 100 нФ и сопротивление нагрузки 1 кОм. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для t _пика составляет от 1,72% до 33,7%, для v _max составляет от 5,28% до 11%, для δ _стим составляет от 2,74% до 20,47%, а для V _cap составляет От 3,97% до 10,95%. Существенная составляющая ошибки может быть связана с нестабильностью измерения осциллографа, содержащей высокочастотный шум, который можно наблюдать на измеряемом выходе.Показано, что измеренный выходной сигнал соответствует выходным данным аналитического выражения на рисунках 6 и 7. Рассчитанное отклонение максимального выходного напряжения v _max составляет от 0,27% до 11% по всем тестам для определения характеристик. Измеренные и аналитические значения выражения для t _пика имели отклонения от 1,72% до 48%, а для δ _tim от 2,74% до 20,5%. Пик t и v _max, а также δ _стим трудно получить точно, так как образец может быть собран с небольшим увеличением или уменьшением амплитуды от фактических значений для t _пик, δ _стим , и v _max.Практический эффект большого измеренного отклонения t _пика минимален, поскольку на рисунке 7 видно, что форма волны математической модели точно соответствует измеренной экспериментальной форме волны. Расчет V _cap также совпал с результатами измерений с отклонением от 0,17% до 10,95%. Аналитическое выражение является точным и надежным при проектировании для удовлетворения заданных требований к выходному импульсу. Значение κ связывает различные постоянные времени каждой ветви RC. В частном случае, когда κ равно 1, можно также концептуально показать, что обе RC-цепи имеют одинаковую постоянную времени, и, таким образом, импульс становится 0 на нагрузке.Константа κ полезна для связи постоянной времени обеих ветвей RC. Выражение (2) также выполняется, когда C ₁ заменяется на C ₂, и с помощью оценки можно показать, что постоянные части выражения идентичны, но противоположны по знаку, когда выполняется это изменение. Таким образом, при замене конденсаторов генерируется тот же выходной сигнал, за исключением того, что он имеет противоположную полярность. Аналогичная тенденция, как и ранее упомянутая для κ, может быть замечена при увеличении R (рисунок 7b).Эта тенденция также следует математической зависимости, ранее установленной в (2), тогда как при увеличении R знаменатель уменьшается намного быстрее, чем числитель, что дает больший сигнал. Это похоже на то, как C ₂ влияет на выходной сигнал.
R _p изменяет максимальную амплитуду выходного сигнала без изменения формы сигнала. Таким образом, компоненты конструкции R, R _p, C ₁ и C ₂ позволяют настраивать амплитуду выходного сигнала, длительность и положение пика.
5.2. Характеристика выходной частоты
Схема также может работать на различных уровнях выходной частоты стимуляции. Выходной импульс отображается с частотой до 1 кГц (Рисунок 8). Выходная частота стимуляции (f _стим) была аппроксимирована экспериментальными данными. Конденсаторы должны быть полностью заряжены во время фазы зарядки, прежде чем во время фазы разрядки может быть сгенерирован сигнал. Продолжительность заряженной и обесточенной фаз можно уменьшить, управляя входным сигналом, чтобы они не появлялись в выходном сигнале.На основе измерения низкочастотного импульса было получено выражение для аппроксимации предельной частоты выходной стимуляции. Во-первых, время зарядки конденсаторов t _charge приблизительно определяется путем измерения длительности фазы зарядки, которая в данном случае составляла приблизительно 500 мкс. Экспериментально полученное f _optim становится:
Это выражение позволяет нам аппроксимировать f _tim, с которым схема может работать с заданными конструктивными компонентами. Компоненты конструкции были R _p = 0.5 кОм, R = 1 кОм, C ₁ = 27 нФ и C ₂ = 250 нФ. Показано, что схема имеет надежную изменчивость f _стим, которая зависит от длительности фазы зарядки. Точное выражение для f _стим не было получено в этой работе. Схема была протестирована на частотах до 2,5 кГц, и схема работала нормально до 1,6 кГц, где наблюдается падение на 1% в v _max. Считалось, что сигнал пропадает, когда амплитуда выходного сигнала v _max снижалась более чем на 1% при заданном значении f _tim.
5.3. Характеристики нагрузки
Эффекты модельной нагрузки характеризовались изменением сопротивления нагрузки и емкости (рис. 7). Из (2) видно, что выходной импульс уменьшается с увеличением емкости нагрузки и увеличивается с увеличением сопротивления нагрузки. Характеристики при изменении C _L показаны на рисунке 9a. Значения проектных компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R = 1 кОм, R _p = 0,5 кОм, сопротивление нагрузки составляет 1 кОм.Отклонение между измеренными и рассчитанными значениями для t _пика составляет от 5,56% до 10,91%, для v _max составляет от 0,94% до 3,86%, для δ _стим составляет от 3,92% до 13,98%, а для V _cap составляет От 4,48% до 4,95%. Результаты определения характеристик при изменении R _L показаны на рисунке 9b. Значения проектных компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R = 1 кОм, R _p = 0,5 кОм, а емкость нагрузки составляет 100 нФ. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для t _{, пика} составляет от 6% до 32.94%, для v _max составляет от 0,20% до 5,01%, для δ _стим составляет от 8,86% до 20,2%, а для V _cap составляет от 4,95% до 5,81%. Условия нагрузки влияют как на t _пик, так и на v _max, однако на ширину сигнала δ _стим повлияли по-разному. Поскольку δ _Stim зависит от v _max в нашем определении, ширина вывода зависит в соответствии с нашим аналитическим выражением.
Наблюдение за результатами измерений позволяет предположить, что изменения в R _L не оказывают значительного влияния на сигнал после момента времени t _{, пик}, и влияние резистивной нагрузки на хвостовой части сигнала минимально.
Заряд, передаваемый нагрузке, может быть приблизительно равен:
Qstim = ∫trisetdecayIload (t) dt
(9)
где ток на нагрузке определяется напряжением на нагрузке и параметрами электрода.
Анализ энергопотребления схемы не является предметом данной работы, однако при проектировании схемы следует учитывать целевое применение. Лабораторные исследования, которые сосредоточены на анализе реакции тканей in vitro на различные формы волны, будут иметь другие требования к мощности, чем исследования in vivo с использованием носимых устройств, таких как транскраниальная электрическая стимуляция (TES) и функциональная электрическая стимуляция (FES).Исследования, связанные с воздействием форм волны in vitro, имеют менее строгие требования к питанию по сравнению с портативными устройствами in vivo.
5.4. PBS Solution Measurements
При проектировании схемы необходимо учитывать условия нагрузки целевого приложения. Выход схемы был измерен, когда электроды и раствор PBS использовались в качестве нагрузки вместо нагрузки модели схемы. При использовании (2) электроды считаются частью нагрузки. Самый большой сигнал каждого набора данных (1120 нФ для характеристики C ₂ и 2.7 кОм для характеристики R) была построена аппроксимация кривой с использованием (2) для оценки значений компонентов нагрузки модели цепи, и эти значения затем использовались для расчета выходных данных аналитического выражения цепи для других значений компонентов, используемых для характеристики. Значения компонентов нагрузки были оценены как C _L = 410 нФ и R = 600 Ом для характеристики C ₂ (рисунок 10a) и C _L = 310 нФ и R = 580 Ом для характеристики R ( Рисунок 10б). Характеристики, выполненные в загрузке раствора PBS, показали те же тенденции, что и характеристика нагрузки электрической модели.
Характеристика для C ₂ в загрузке раствора PBS имела проектные значения компонентов C ₁ = 27 нФ, R = 1 кОм и R _p = 0,5 кОм. Отклонение между измеренными и рассчитанными значениями для t _пика составляет от 8,9% до 75%, для v _max составляет от 3,5% до 11,8%, а для δ _стим составляет от 25,7% до 61%. Характеристика R в загрузке раствора PBS имела расчетные значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ и R _p = 0.5 кОм. Отклонение между измеренными и рассчитанными значениями для t _пика составляет от 9,67% до 69%, для v _max составляет от 1% до 15,3%, а для δ _стим составляет от 15,5% до 48,7%. Выходной сигнал в решении PBS можно оценить, используя выходные выражения схемы и одно измерение. Было обнаружено, что измеренный выходной сигнал аналогичен выходному аналитическому выражению, однако имелись расхождения во временной области, которые привели к значительному отклонению значений t _{пикового значения}. Это указывает на то, что модель нагрузки, основанная на упрощенной эквивалентной схеме Рэндлса, является неполной и может быть улучшена с помощью более совершенной модели границы раздела электрод-электролит.Электрические свойства тканевой нагрузки следует должным образом охарактеризовать при разработке устройств электростимуляции. Это позволило бы лучше определять эффекты стимуляции на цель и выходной ответ на различные типы тканевой нагрузки. Результаты измерений и выходные аналитические выражения показывают хорошее согласие в целом, и выходной импульс стимуляции в будущих приложениях можно будет оценить, если будут найдены ожидаемые C _L и R _L.
6.Выводы и дальнейшие работы
Была представлена и охарактеризована новая схема пассивного генератора импульсов. Работа генератора сигналов и аналитические выражения схемы были проверены путем характеристики собранной схемы. Результаты аналитических выражений и результаты экспериментальных измерений показали хорошее согласие как при настольных измерениях, так и при измерениях раствора PBS, что подтверждает точность схемных выражений. С точки зрения дизайна сигнала, v _max, t _пик и δ _стим увеличивались при уменьшении κ; и t _пик и δ _стим увеличивались, а v _max уменьшались по мере увеличения R.Генератор импульсов выдает уникальную форму для каждой комбинации компонентов конструкции, что позволяет моделировать импульс при заданной необходимой амплитуде и длительности.
Выражение для предела выходной частоты стимуляции было получено из результатов измерения формы волны генератора сигналов. Генератор импульсов не зависит от тканевого интерфейса и был разработан для подключения к различным источникам питания и механизмам нейронного интерфейса для конкретных приложений. Потребляемую мощность схемы следует учитывать при проектировании схемы для конкретных приложений.Зная тип электрода и целевую ткань (мышцы, нервы, срезы мозга), можно разработать схему для конкретного приложения с использованием выражений аналитической схемы. Также возможны улучшения модели для определения плотности заряда, обеспечиваемой генератором сигналов с заданным нейронным интерфейсом. Предполагается, что эту систему можно будет использовать в качестве исследовательского инструмента для изучения форм волн стимуляции и их влияния на нейромодуляцию.
Текущая работа сосредоточена на методах генерации двухфазных сигналов.Дополнительные улучшения включают в себя реализацию схемы обратной связи с обратной связью для регулирования выходного импульса в соответствии с изменяющимися условиями нагрузки, и это дополнение может быть необходимо для долгосрочных приложений. Можно провести исследования стимуляции in vitro и in vivo, чтобы продемонстрировать применимость этой схемы в нейростимуляции. Эффективность нашего метода балансировки пассивного заряда посредством постоянного заземления должна быть подтверждена дальнейшими исследованиями повреждения тканей. Имплантируемое устройство должно учитывать размер пассивных устройств в цепи, так как они могут быть большими в зависимости от местоположения имплантата.
Схема генератора импульсов с тремя выходами для цифровых схем

Рис. 1 Коммутатор с устранением дребезга на основе SN74LS14N.
by Lewis Loflin
В цифровых схемах механический переключатель создает контактный электрический шум, который может вызвать неустойчивое поведение схемы. Это можно решить с помощью программного обеспечения, которое замедляет реакцию и может не работать, или может быть решено с помощью электричества.
Рис. 1 представляет собой типичное электронное решение. Используя триггерный инвертор Шмитта SN72LS14 с RC-цепью, мы получаем чистый цифровой импульс при нажатии переключателя.7414 имеет шесть инверторов в 14-выводном корпусе DIP и стоит около 50 центов.
Здесь я выйду за рамки простого переключателя с устранением дребезга, чтобы создать три выходных импульса, включая очень узкие. Это будет использоваться в предстоящих экспериментах с цифровыми схемами в этой серии.

Рис. 2 Дребезгированный выключатель на базе SN74LS14 со схемой дифференциатора.
На рис. 2 я добавил схему дифференциатора, состоящую из конденсатора 0,01 мкФ и резистора 10 кОм. Это создало узкие положительные и отрицательные «всплески» в контрольной точке 1.Диод D1 – это диод типа 1N914, блокирующий отрицательный выброс. Два дополнительных инвертора SN74LS14N вырабатывают чистые выходные импульсы, которые инвертируют друг друга.

Рис. 3 Выходные импульсы от цепи дифференциатора.

Рис. 4 Разъемы осциллографа A, TP1, TP2, B и C.

Рис. 5 Выход на B с конденсатором 0,10 мкФ при 60 Гц.

Рис.6 Выход на B с конденсатором 0,01 мкФ при 60 Гц.

Рис.7 Генератор прямоугольных импульсов на основе СН74ЛС14 со схемой дифференциатора.
На рис. 7 используется точно такая же схема с прямоугольным генератором SN74LS14. Остальные выходы такие же.
См. Простой триггер Шмитта SN7414 Генератор прямоугольных сигналов
Видео:
Мои видео на YouTube по электронике
Введение в микроконтроллер Arduino
Часть 1: Программирование вывода Arduino
Часть 2: Программирование ввода Arduino
Часть 3: Аналого-цифровое преобразование Arduino
, часть 4: Использование широтно-импульсной модуляции Arduino
Repost Arduino Управление питанием переменного тока
Генератор лавинных импульсов – Введение
В этой предварительной статье рассматриваются генераторы лавинных импульсов, обычно используемые для генерации импульсов с быстрым нарастанием.Часто быстрые импульсы требуются при измерении скорости нарастания или задержки распространения, а также для выборки. К счастью, лавинный пробой биполярного переходного транзистора (BJT) можно использовать для генерации таких специальных импульсов со сверхбыстрым нарастанием и спадом.
Биполярный переходной транзистор и обратный лавинный путь
Позвольте мне начать с «перевернутой» идеи! Схема, использованная для демонстрации, представляет собой необычный светодиодный мигатель на основе обратно подключенного BJT. При обратном подключении (когда коллектор и эмиттер меняют местами) величина лавины BJT обычно ниже, чем его нормальное лавинное напряжение.Обратите внимание, что когда BJT работают в зоне обратной лавины, как здесь было опробовано, их также можно назвать негисторами (чем выше ток, тем ниже сопротивление). Следующая принципиальная схема показывает вам одну простейшую форму генератора обратных лавинных импульсов.
Принцип работы схемы предельно прост. Конденсатор емкостью 1000 мкФ (C1) заряжается через токоограничивающий резистор 1K (R1). Первоначально транзистор BC547B (T1) находится в непроводящем состоянии, но когда напряжение на накопительном конденсаторе достигает определенного уровня, транзистор переходит в режим лавинного пробоя и показывает отрицательное сопротивление.Следовательно, конденсатор быстро разряжается через светодиод (LED1). Напряжение на транзисторе падает до тех пор, пока лавинный режим больше не может поддерживаться, а затем он возвращается в свое нормальное состояние и снова становится непроводящим. Этот цикл продолжается, и в результате быстрый разряд светодиода проявляется в виде коротких вспышек. Частота мигания светодиода во многом зависит от постоянной RC и характеристик пробоя транзистора. Для типичного синего светодиода диаметром 5 мм резистор-ограничитель тока не требуется, поскольку продолжительность протекания тока чрезвычайно мала.Но если вы используете другой светодиод, вам может потребоваться включить один ограничивающий ток резистор для защиты светодиода.
Я провел тест с использованием той же схемы, показанной выше, и обнаружил, что минимальное напряжение, необходимое для работы схемы, составляет примерно 12,5 В. Поскольку я также заметил, что один и тот же транзистор от разных производителей / продавцов может работать по-разному, ваши результаты могут отличаться от моих. Точно так же, когда изменяется входное напряжение питания, интервал между импульсами также изменяется.
Ниже показано, как выглядит моя законченная тестовая схема, полностью сделанная из деталей ящика для мусора.
Приведенный ниже снимок обычного осциллографа показывает форму волны, измеренную на аноде относительно земли (0 В), когда напряжение питания находится в диапазоне 12,5–14,5 В. Вы также можете посмотреть небольшой тестовый фильм, включенный в этот пост.
Следующая осциллограмма на эмиттере транзистора (T1) обозначает заряд и разряд конденсатора (C1), исследуемого, когда схема была запитана с напряжением питания 14.5В. Имейте в виду, что при работе BJT в режиме обратной лавины время нарастания не очень четкое и быстрое, как в стандартном лавинном режиме (одно из полезных преимуществ стандартного лавинного генератора – его чрезвычайно быстрое время нарастания в субнаносекунды). ). Мои быстрые эксперименты показали, что время нарастания используемой мной схемы более жалкое, чем у стандартного лавинного генератора!
Биполярный переходной транзистор и генератор стандартных лавинных импульсов
Стандартная схема генератора лавинных импульсов в основном полагается на отрицательное дифференциальное сопротивление в области лавинного пробоя биполярного переходного транзистора, чтобы сформировать релаксационный осциллятор.Ниже представлена простая (и довольно популярная) схема типового генератора лавинных импульсов на транзисторе 2N3904. Обратите внимание, что вы можете попробовать заменить лавинный транзистор 2N3904 другими доступными транзисторами общего назначения, такими как 2N2222, 2N4441, MPSA42, MPSA44, BC107, BC337, S9014, S8050 и т. Д., Не каждый транзистор NPN общего назначения может точно хотя лавина!
В этой схеме компоненты R1 и C1 определяют рабочую частоту, и она составляет примерно 30 кГц.Для обеспечения высокого напряжения, требуемого генератором лавинных импульсов, вам, очевидно, понадобится повышающий преобразователь постоянного тока. Поскольку ток здесь очень низкий, регулируемый выход постоянного высокого напряжения не очень важен. Вы можете найти множество схем повышающего преобразователя постоянного тока (высоковольтная версия) повсюду в Интернете. Возьмите любую из этих проверенных схем – это просто (http://www.aholme.co.uk/Avalanche/Avalanche.htm).
Если все в порядке, возможно, вы получите импульсный выходной сигнал на нагрузочных резисторах (R3-R4), аналогичный показанному ниже, снятому осциллографом с полосой пропускания 100 МГц.Чтобы отдать должное, требуется очень быстрый осциллограф (к сожалению, не мой). Видите, это время нарастания 2,5 нс, что соответствует полосе пропускания около 140 МГц (несоответствие импеданса, безусловно, замедлило его, но неплохо).
Время нарастания и пропускная способность?
Время нарастания является важным параметром как в аналоговых, так и в цифровых системах, поскольку это время, необходимое сигналу для пересечения указанного нижнего порога напряжения, за которым следует указанный верхний порог напряжения (однако в цифровых системах оно описывает, как долго сигнал находится в промежуточное состояние между двумя допустимыми логическими уровнями).
Надеюсь, вы все знаете, что время нарастания можно использовать для измерения пропускной способности по Гауссу, используя простую формулу: BW = 0,35 / T, где BW = полоса пропускания, а T = время нарастания. Это обычно используемая зависимость между временем нарастания сигнала и его полосой пропускания. Если нам нужно грубое измерение (грубое приближение) самых высокочастотных компонентов в сигнале, оно составляет примерно 0,35, деленное на его время нарастания 10-90. Основное предположение здесь состоит в том, что сигнал является откликом однополюсного фильтра, а полоса пропускания равна точке -3 дБ фильтра.Поскольку существуют, конечно, другие способы оценки связи между полосой пропускания и временем нарастания сигнала, я попытаюсь объяснить остальное в другой статье позже.
Итого
Я разработал способ использования биполярных транзисторов, работающих в режиме лавинного пробоя, для создания мощных генераторов лавинных импульсов. Такие генераторы импульсов напряжения (или тока) наносекундного масштаба могут использоваться для управления электронно-оптическими устройствами, такими как лазерные диоды. Разъясненная статья о самостоятельном проекте лазерного диодного генератора импульсов появится позже.Много веселья!
Дополнительная литература
Некоторые очень полезные советы и пример генератора лавинных импульсов от знаменитого гуру аналоговых технологий Джима Вильямса можно найти в заметке по применению Linear Technologies AN47.
https://electronicprojectsforfun.files.wordpress.com/2017/10/jimwilliamsan47applicationnode.pdf
Несколько источников

EMP Электромагнитный импульс: эффект контура
Есть два типа ЭМИ-бомб: ядерные и неядерные.
Ядерная ЭМИ
Ядерный взрыв генерирует «ионизирующее излучение». Ионизирующее излучение – это излучение с достаточной энергией, чтобы во время взаимодействия с атомом оно могло удалить прочно связанные электроны с орбиты атома. Это мгновенный взрывной импульс этих вращающихся смещенных электронов, который создает электромагнитную энергию, которая вызывает повреждение от эффекта ЭМИ.
Неядерный ЭМИ
В результате возникает сильный электрический ток, который генерируется за очень короткий импульс времени.Этот огромный ток будет проходить через катушку, которая, в свою очередь, создает мощный импульс электромагнитной энергии, вызывающий повреждение ЭМИ.
Эффект цепи EMP
Импульс электромагнитной энергии (независимо от того, что его произвел) индуцирует токи в цепях (просто подумайте о цепях как о чем-то с «электроникой» внутри). В зависимости от количества электромагнитного излучения ток, индуцируемый в этих цепях, может быть большим или небольшим. Если ток достаточно велик, он сгорит цепь из-за внутреннего резистивного нагрева.
Цепей везде , и они присутствуют практически во всем, что мы используем сегодня. Все, что имеет соединенную проволочную петлю, является цепью (включая линии электропередач электросети и сетевые трансформаторы).
EMP не влияет на живые организмы, потому что мы (и другие живые организмы) не проводим электричество таким образом, чтобы это могло вызвать повреждение… у нас нет соединенной петли провода внутри нас. Однако, если человек зависит от схемы, чтобы жить (кардиостимулятор, жизнеобеспечение), это, очевидно, будет плохо.
Важно помнить, что цепь можно защитить, построив вокруг нее клетку Фарадея. Клетка Фарадея представляет собой проводящую оболочку, которая предотвращает попадание электромагнитного излучения в цепь. Этот тип защиты, вероятно, аннулируется, если есть что-либо, соединяющее внутреннюю часть клетки с внешней стороной клетки (шнуры питания, кожух касания цепей и т. Д.).
Электромагнитный импульс (ЭМИ), по сути, разрушает переходы транзисторов в электронных схемах.Это импульс высокого напряжения, высокой частоты и высокой энергии. Он практически не влияет на живые ткани из-за своей чрезвычайно короткой продолжительности. Сказав это, это БУДЕТ иметь потенциально ужасный эффект на людей и человеческую цивилизацию из-за зависимости, которую большинство из нас имеет от электронной инфраструктуры, чтобы поддерживать нас в пищу и жизнь.
Очевидно, сегодня многие нации проявили значительный и возобновленный интерес к ЭМИ-оружию. К сожалению, косвенные последствия использования такого оружия будут такими же или более разрушительными, чем другие виды оружия массового уничтожения, учитывая зависимость развитых стран от электронной инфраструктуры.
EMP: это может случиться
Светодиодный импульсный с NE555
Я хочу создать светодиодный импульс с помощью простой схемы.
Я решил использовать NE555. Я нашел много схем в Интернете, но часто без каких-либо объяснений, и я не люблю создавать крикуиты, не понимая их.
NE555 – очень дешевое, популярное и полезное устройство точной синхронизации, которое может действовать как простой таймер для генерации одиночных импульсов или длительных задержек, так и как генератор.
Работает на 9В.
В большинстве случаев, чтобы мигать светодиод, NE555 работает как нестабильный мультивибратор с двумя резисторами, одним конденсатором и одним NPN. Время регулируется изменением номинала резисторов и конденсатора.
Так как я хочу импульсировать светодиод, я нашел на Instrucables другую схему, довольно простую, но без каких-либо объяснений.
Я ожидал увидеть нагрузку, управляемую NPN на стороне коллектора, но если нагрузка находится между V _CC и коллектором NPN, NPN будет в режиме насыщения, и светодиод не будет толкаться.
Эта схема сильно отличается от любых других схем, которые я нашел, поскольку контакт 2 напрямую связан с контактом 6.
Кроме того, за выходом следует RC-фильтр.
Чтобы понять поведение этой схемы, интересно взглянуть на упрощенную схему NE555.
И посмотрите на следующие контакты (с CONT на 2/3 V _CC):
ПОРОГ / контакт 2 (вход): начало временного входа. TRIG <1/2 CONT устанавливает высокий уровень на выходе и открытый выпуск
TRIG / контакт 6 (вход): конец временного входа.THRES> CONT устанавливает низкий уровень на выходе и низкий уровень нагнетания
OUT / контакт 3 (выход): выходной сигнал таймера высокого тока
И небольшое напоминание о RC-фильтрах.
Последовательная цепь (используемая в импульсной цепи светодиода):
Напряжение конденсатора (Vc) при установленном Vin:
с
τ = RC
На следующих схемах имеем:
U _R + U _C = V _CC
i _R = i _C + i _b
Когда U _C увеличивается, i _C уменьшается, а когда конденсатор полностью заряжен, i _B почти равно i _R.
Чтобы иметь возможность управлять током, протекающим через светодиод, NPN используется в активном режиме.
Поэтому светодиод и резистор размещены после эмиттера, а коллектор напрямую подключен к V _CC.
Следовательно:
V _C> V _B> V _E
В активном режиме:
i _C = βi _B
i _C = αi _E
α = β / (β + 1)
и β не менее 35 для 2N2222
Мне нужно около 16 мА в моем светодиоде на пике.
i _C = βi _B с β = 35
i _B = 16 * 10 ^-3/35 ≈ 0,5 мА
Итак, R = V _R / i _R
R = (2 / 3 * V _CC) / i _R = (2/3 * 9) / (0,5 * 10 ^-3) = 12 кОм
С τ = RC, и я хочу τ = 1 с
Итак, C = 1 / R = 83 мкФ
После математических расчетов я поиграл с реальной схемой и решил использовать
R = 10 кОм
C = 100 мкФ
Итак:
Когда контакт 2 ниже 1/3 Vcc , контакт 3 будет установлен на HIGH .
Конденсатор будет заряжаться при 2/3 Vcc примерно за τ секунд
Контакт 6 будет выше 2/3 Vcc и установить контакт 3 на НИЗКИЙ
Напряжение конденсатора будет медленно повышаться до 1/3 Vcc и цикл начинается!
Примечание: Выходное напряжение никогда не будет выше 2/3 В постоянного тока и ниже 1/3 В постоянного тока (за исключением включения питания). Резистор и конденсатор определяют время, необходимое для повышения до 2/3 В постоянного тока и до 1/3 В постоянного тока.
Ток, протекающий к базе, ограничивается резистором.
Ток, протекающий через светодиод, ограничивается другим резистором.
Я попытался проверить результаты своим дешевым DSO138.
Обратите внимание на то, что мой DSO не кажется хорошо откалиброванным на земле
Выходное (контакт 3) напряжение
Мы видим изменение НИЗКОГО / ВЫСОКОГО.
Выходной сигнал на НИЗКОМ уровне (0 В) короче, чем на ВЫСОКОМ уровне (9 В), поскольку конденсатор быстрее разряжается с 2/3 В постоянного тока до 1/3 В постоянного тока, чем заряжается.
Напряжение конденсатора
Мы видим, что конденсатор заряжается и разряжается от 1/3 В постоянного тока (3 В) до 2/3 В постоянного тока (6 В).
Я не знаю, нужно ли учитывать V _BE, который должен быть около 0,7 В, когда NPN находится в режиме насыщения.
Теперь, когда светодиод готов к подаче питания, пора вычислить второе значение резистора:
В _{Светодиод} = 3,2 В
В _R = 9 – 3,2 = 5,8 В
R = V _R / i _R = 5.-3) ≈ 360 Ом
Поскольку у меня нет резистора на 360 Ом, я буду использовать резистор 330 Ом.

Следующий шаг: я хочу включить этот монтаж в ТАРДИС, но включить цепь только тогда, когда в комнате есть свет (ТАРДИС будет помещен в ванную комнату без какого-либо окна).
импульсных цепей для инфракрасных светодиодов и диодных лазеров видимого диапазона
импульсных цепей для инфракрасных светодиодов и диодных лазеров видимого диапазона
Импульсные цепи для инфракрасных светодиодов

и диодных лазеров видимого диапазона
М.Gallant, 02 января 2009 г.,
В этой статье показаны основные схемы импульсных инфракрасных светодиодов и маломощных полупроводниковых лазеров видимого диапазона. с использованием недорогих и довольно легко доступных компонентов. Можно найти много интересных и полезных приложений в цитируемых здесь ссылках, а также на нескольких веб-страницах в Интернете. В этой статье основное внимание уделяется основным схемам.
Обсуждаемые здесь инфракрасные светодиоды, изготовленные из GaAs или GaAlAs, представляют собой диоды с полупроводниковым переходом PN, изготовленные из GaAlAs или GaAs и обычно излучают на длинах волн в диапазоне 850 – 950 нм (при этом 880 и 915 нм являются два доступных варианта).Используется в инфракрасных пультах дистанционного управления бытовой техникой. Типичные характеристики: выходная оптическая мощность постоянного тока в диапазоне от 1 до 10 мВт при прямом постоянном токе. токи от 20 до 100 мА при прямом напряжении от 1,3 до 1,7 В. Значительно более высокие выходы пиковой мощности может быть достигнуто, если светодиоды будут импульсными короткими импульсами в диапазоне от 1 мкс до 100 мкс с низкими рабочими циклами От 1 до 10%. Время нарастания / спада оптического импульса, доступное для этих светодиодов, составляет от ~ 500 нс до 20 нс (что соответствует полосы пропускания порядка от 1 МГц до 20 МГц).
Полупроводниковые лазеры видимого диапазона, используемые в обычных лазерных указках, излучают на длине волны около 650 ± 20 нм и обычно используются в Категория лазерных продуктов класса IIIA, излучающая менее 5 мВт в условиях смещения постоянного тока с питанием от 4,5 до 6,0 В тремя или четырьмя кнопочными ячейками 1,5 В. (Светодиоды видимого диапазона на этой длине волны также обычно используются в цифровых оптических аудиоустройствах. выходных интерфейсов (S / PDIF), но уровни мощности составляют всего около 30 микроватт). Очевидно, что лазерные чипы в большинстве недорогие лазерные указки вообще не используют схемы защиты или смещения, а микросхемы, как сообщается, имеют модуляцию полоса пропускания в несколько сотен МГц расширяет диапазон полезного применения, значительно превышающий диапазон, доступный с импульсные светодиоды.Лазерные указки часто можно найти в торговых точках по очень низким ценам (часто менее 5 долларов США).
Многие такие указатели можно легко разобрать и использовать в импульсном режиме, как показано здесь. Однако из-за характера полупроводникового лазерного устройства (высокая плотность мощности на грани лазерного чипа), эти эмиттеры подвержены катастрофическим повреждениям из-за переходных токовых “сбоев” в электронном генераторе импульсов. схемы и следует внимательно изучить импульсный сигнал электронного драйвера, используя подходящие резисторы малой мощности, перед подключением видимого лазера.
Фотодетекторы, подходящие для изучения импульсных инфракрасных светодиодов и диодных лазеров видимого диапазона, включают высокоскоростные Si-PIN-диоды с быстрое время нарастания и спада менее 10 нс. Si-фототранзисторы обладают высокой чувствительностью (с усилением по току), но обычно имеют значительно меньшая скорость, обычно более 200 нс.
На рисунке ниже показаны 2 диодных лазера (вверху), извлеченных из лазерных указателей, два инфракрасных светодиода (внизу слева) и кремниевый фототранзистор (TIL 99):

Сильноточный драйвер инфракрасного светодиода
Многие инфракрасные светодиоды на основе GaAlAs могут работать при токах, приближающихся к 1000 мА, при условии, что рабочий цикл и длительность импульса равны достаточно короткий, чтобы поддерживать достаточно низкое среднее рассеивание мощности.Используя стандартную микросхему таймера 555 и транзистор NPN 2N2222a, можно создать импульс возбуждения с шириной до нескольких микросекунд и амплитудой примерно до 800 мА. Микросхема таймера 555 имеет время нарастания / спада около 100 нс и допустимый ток 200 мА. Драйвер транзисторного вывода поднимает выходную мощность привода примерно в 4 раза.
На диаграмме ниже показана реализация этого подхода. В схеме таймера 555 используются переключающие диоды 1N914 для обеспечения полной контроль времени включения / выключения импульса.Использовались конденсаторы для снятия пиков и развязки источника питания емкостью 0,1 и 5 мкФ. Последовательный резистор 220 Ом в базовой цепи 2N2222a используется для установки базового уровня возбуждения. Коллекторный резистор 10 Ом обеспечивает подходящее ограничение тока. Светодиод в цепи эмиттера зашунтирован параллельным шунтирующим резистором 100 Ом для ускорения времени спада заряда. осушать. 555 и транзистор были смещены на одном регулируемом уровне с общим источником питания (22-121 Micronta Adjustable Dual Tracking Источник питания постоянного тока номиналом 1 А и 15 В).
Импульс возбуждения светодиода и фототок PIN контролировались с помощью Syscomp Электронный дизайн DSO-101 двухканальный 2 МГц (время нарастания ~ 100 нс) компактный USB-осциллограф:
Оптический импульс был обнаружен с помощью достаточно низкой емкости (50 пФ при смещении -3 В) Si PIN-детектора, усиленного с помощью Операционный усилитель National LM4562 схема преобразователя тока в напряжение. При полосе пропускания 55 МГц и скорости нарастания 2 В / 100 нс резистор обратной связи Rf 10 кОм обеспечивает хорошую амплитуду сигнала с достаточная полоса пропускания 3 дБ в замкнутом контуре 4 МГц (88 нс tr / tf) для оптического обнаружения.Шунтирующий конденсатор обратной связи емкостью 5 пФ на Rf подавляет скачки усиления. (Rf 1 кОм обеспечивает полосу пропускания 16 МГц с конденсатором 10 пФ; Rf 220 Ом обеспечивает полосу пропускания 28 МГц с конденсатором 20 пФ). При компоновке компонентов следует соблюдать осторожность, чтобы свести к минимуму длины проводов для уменьшения паразитных емкостей, особенно вокруг резистора обратной связи. Кроме того, этот операционный усилитель можно использовать с источниками питания до + _2,5 В. В этой работе для удобства использовались 4 батарейки AA для обеспечения + _ 3,0 В с ограничением на 2.5 В. Детектор использовался в фотопроводящем режиме с напряжением -3 В для снижения емкости и улучшения линейности.
Используя светодиод SEP8703-001 880 нм (Radio Shack / The Source # 276-143a), достигаются следующие результаты по току привода светодиодов:
Vcc = 5,0 Ic = 250 мА
Vcc = 10 В Ic = 600 мА
Vcc = 14,5 В Ic = 820 мА
Для управляющих токов менее 200 мА можно использовать только 555 с подходящим токоограничивающим резистором.
Дисплей осциллографа показывает напряжение коллектора (синий) и фототок PIN при Vcc = 10 В Ic = 600 мА.Время нарастания / спада импульса светодиода составляет порядка 500 нс:
Дисплей осциллографа показывает базовое напряжение 3,2 В при Vcc = 10 В Ic = 600 мА. Соответствующий уровень напряжения Ve (LED) составляет около 2,0 В:
Если требуются более высокие импульсы тока (1000 – 2000 мА), но можно допустить меньший контроль над формой импульса, тогда очень простой Дискретное решение – это двухтранзисторная триггерная схема, использующая транзисторы Si и Ge (например, 2N2222a и 2N1305). Некоторые инфракрасные светодиоды могут быть подключены к 2 А при рабочем цикле 1% таким образом.См. Forrest Mims Circuit Scrapbook для хорошего обсуждения этого подхода. Изображение ниже показывает пример, установленный в двойном держателе кювет C:

Низкоскоростной драйвер диодного лазера видимого диапазона
Для большей длительности импульса и времени нарастания / спада не менее 200 нс микросхему таймера 555 можно использовать для непосредственного управления диодным лазером видимого диапазона номинальный уровень тока (обычно 20-30 мА) с токоограничивающим последовательным резистором. Форму импульса возбуждения следует тщательно исследовать с помощью нагрузки. резистор, имитирующий лазер, чтобы гарантировать, что выбросы возбуждения от таймера 555 не будут чрезмерными.Проводка от 555 к лазеру должна быть короткой. чтобы свести к минимуму индукционные эффекты, которые могут вызвать звон. Результат ниже показывает пример, использующий только 555 в приведенной выше схеме с тем же резистором 220 Ом для прямого управления лазером, удаленным из набора мини-лазерных инструментов Nexxtech 6311060. Нижняя синяя кривая – это напряжение лазера (пиковое значение возбуждения 6 В). Верхний красный график – это сигнал напряжения Si PIN / операционного усилителя. Очевидно, что время оптического нарастания / спада намного быстрее, чем у инфракрасного светодиода.Небольшое превышение импульса возбуждения очевидно по быстрому оптическому отклику:
Выброс напряжения 555 может использоваться как грубый способ получения оптического импульса длительностью около 200 нс на основе крутой ВАХ. Если лазер импульсный чуть выше порога выброс будет генерировать узкий импульс, как показано ниже:
На приведенной ниже схеме показан видимый лазер, установленный в коробке (фон). Луч направлен на наклонное зеркало на расстоянии около 1 метра спереди (не видно). и отражается обратно на контактный фотодиод (на переднем плане):
Для получения оптического импульса от диодного лазера видимого диапазона, который значительно короче нескольких микросекунд и со временем нарастания / спада меньше 100 нс, необходимо использовать более быструю электронику привода.Ниже показан простой пример одного из подходов.
Среднескоростной драйвер диодного лазера видимого диапазона
Если предположить, что типичный диодный лазер видимого диапазона может иметь цифровую модуляцию с частотой в несколько сотен МГц, тогда время нарастания оптического импульса составляет наносекунды. должно быть возможно. Разработка электронных схем быстродействующих драйверов в этом диапазоне требует хорошего понимания характеристик отклика лазера и высокоскоростной электроники. Однако можно довольно легко генерировать импульсы возбуждения в диапазоне от 20 до 100 нс, используя стандартные схемы TTL или CMOS.Следующая схема показывает один простой подход с использованием микросхемы таймера 555 (время переключения ~ 100 нс) и инвертора TTL (время переключения ~ 10 нс):
Таймер 555 генерирует импульсы длительностью несколько микросекунд с временем нарастания / спада ~ 100 нс. Стандартный шестнадцатеричный инвертор TTL 7404 имеет время включения порядка 10 нс. В приведенной выше схеме 1/4 7404 используется как «полумоностабильный мультивибратор», в котором инвертор срабатывает только при падении фронт входного импульса уровня TTL (см. TTL Cookbook ).Ширина выходного импульса инвертора определяется двумя резисторами и входным конденсатором инвертора. в В приведенном выше примере создается импульс длительностью около 200 нс, а время нарастания / спада должно быть порядка 10-20 нс. Поскольку выходное напряжение 7404 равно ограниченный (чуть менее 5 В в TTL) и видимые диодные лазеры обычно требуют питания 5-6 В, снова используется управляющий транзистор 2N2222a. Тем не мение, лазер должен быть помещен в коллекторную цепь из-за более высокого напряжения, необходимого для видимого лазера (по сравнению с инфракрасным светодиодом).Кроме того, это важно определить правильный базовый уровень возбуждения, чтобы просто достичь необходимого уровня насыщения транзисторного ключа; в противном случае 2N2222a импульс возбуждения может быть расширен за счет эффектов накопления заряда. 2N2222a имеет tr / tf 20-50 нс, но потенциальные эффекты накопления заряда могут легко вызывают уширение импульса до сотен нс. Программа имитации импульсного смещения транзистора, такая как MicroCap, помогает в определении хорошего рабочая точка для быстрой генерации импульсов. На приведенной ниже схеме показана упрощенная модель цепи CE 2N2222a с импульсным источником входного напряжения (представляющим выход 7404).Лазер грубо моделируется как постоянный резистор 220 Ом в цепи коллектора, соответствующий лазеру с Vf = 4,5 В при If = 20 мА:
Условия смещения транзистора (уровень напряжения и значения резистора) могут быть скорректированы в моделировании, чтобы определить достаточный привод для получения наилучшего импульсный импульс напряжения на коллекторе:
Перегрузка транзистора в этой конфигурации приводит к удлинению импульса и ухудшению времени спада, как показано в этой модели:
При правильном смещении можно получить достаточно быстрый импульс 100 нс с tr / tf ~ 20 нс.График осциллографа ниже показывает результаты измерений для 555 -> 7404 —> 2N2222a схема с транзисторным делителем напряжения с резистором смещения номиналом 220/100 Ом. В этом случае диодный лазер видимого диапазона с длиной волны 650 нм от лазерной указки с номинальным постоянным смещением 4,5 В при 20 мА. Верхняя кривая (синяя) – это напряжение коллектора, показывающее только что разрешенный резкий импульс возбуждения 200 нс с размахом 4,5 В. (Время отклика в этих результатах ограничено полосой пропускания осциллографа). Нижняя кривая показывает сигнал Si-PIN-фотодиода, показывающий столь же быстрый оптический импульс.
При использовании скромного коммерческого функционального генератора и осциллографа 100 МГц на графике ниже показана длительность импульса не менее 80 нс (ограниченная в данном случае 40 нс tr / tf). комбинации детектор / операционный усилитель) можно получить с помощью обычного диодного лазера видимого диапазона:
Инфракрасный светодиодный драйвер высокой яркости
Достаточно хорошо сформированный импульс 20 нс для возбуждения инфракрасного светодиода высокой яркости может быть создан с помощью лавинного лавины 2N2369a. транзисторная схема.Этот транзистор при работе в области лавинного пробоя может использоваться для генерации субнаносекундные импульсы для различных приложений, включая тестирование высокоскоростных осциллографов. Собранная схема и Выходной импульс 10 В с tr / tf 600 пс показан ниже для транзистора 2N2369a с напряжением лавинного пробоя 60 В. Высота выходного импульса будет несколько зависеть от точного напряжения пробоя 2N2369a с диапазоном от 60 до 85 В, в зависимости от производителя и номера партии.Подходящий слаботочный источник питания 100 В постоянного тока может быть легко собран с помощью трансформатора или адаптера 115/25 В переменного тока и схемы утроения напряжения.
Коллекторный конденсатор C1, который обычно составляет 2-5 пФ для генерации субнаносекундных импульсов, заряжается через коллектор. резистор R5 до тех пор, пока транзистор не выйдет из строя, разряжая C1 через транзистор и параллельно включенные эмиттерные резисторы. генерирование короткого импульса напряжения. График напряжения коллектора ниже показывает зарядку, лавинный пробой и разряд. цикл.Использовался датчик ослабления x10, и источник напряжения составлял 100 В постоянного тока. Напряжение пробоя для этого прибор был 82в.
Однако быстрые светодиоды с высокой яркостью обычно имеют время отклика порядка десятков наносекунд. Лавинный транзистор схема может быть объединена с простым подходом к формированию импульсов с использованием катушки индуктивности для обеспечения импульсов управляющего тока 100 мА / 10 нс при низком рабочем цикле ( Принципиальная схема и макет показаны ниже:
Сигнальный диод 1N914 Si, подключенный к светодиоду, помогает уменьшить время спада импульса.Без подключенного светодиода электрический импульс на выходном резисторе 50 Ом показан ниже:
При подключенном светодиоде и оптический выходной импульс от источника высокой яркости 870 нм. Светодиод Vishay TSFF5210 показано ниже, как обнаружено с помощью Тор Лабс PDA10A Высокоскоростной Si-фотоприемник с полосой пропускания 150 МГц:
Пример аналогового светодиодного модулятора с полосой пропускания 50 МГц см. В разделе Схемы светодиодного модулятора. Инфракрасные светодиоды высокой яркости, такие как Vishay TSFF5210 AlGaAs, показаны справа может быть доведен до пикового уровня тока до 1 А при условии, что ширина импульса меньше несколько микросекунд, а рабочий цикл составляет один процент или меньше.
Например, для светодиода TSFF5210 с длиной волны 870 нм задана оптическая мощность излучения 50 мВт. при 100 мА и более 250 мВт при токе возбуждения 1 Ампер. Конечно, возможность использовать эту высокую оптическую мощность Уровни на практике зависят от разработки хорошей оптики связи (т. е. линз с подходящей числовой апертурой).
Использование высокоскоростного переключающего выходного транзистора усилителя тока, очень высокие выходные оптические уровни возможны. В схеме, показанной ниже, в качестве усилителя тока использовался еще один 2N2369a.Транзисторы 2Н2222а также может использоваться с меньшими и несколько более широкими выходными импульсами:
Пиковый уровень тока возбуждения светодиодов для показанных компонентов составляет около 800 мА с рабочим циклом ~ 0,5%. Из-за очень высокого На уровне насыщенного переключения длительность импульса увеличивается примерно с 20 нс до 40 нс. Выходной импульс также более симметричен чем входной импульс:
Для проверки высокой излучаемой оптической мощности светодиода при токе возбуждения 800 мА детектор с диаметром активной области на 1 мм был перемещен на 35 мм от источника излучения светодиода.На этом расстоянии пик сигнала фотодиода измеренное напряжение составило 1,1 В. Полуугол, образуемый детектором, равен ATAN (0,5 / 35) или 0,82 градуса, соответствующего телесному углу, или 6,4х10-4 стерадиан (ср). В технических характеристиках светодиодов указана интенсивность излучения. около 1400 мВт / ср при 800 мА. Следовательно, мощность, принимаемая фотодиодом, должна составлять 6,4х10-4х1400 или около 0,9 мВт. Фотоприемник PDA10A имеет чувствительность 0,25 мА / мВт на длине волны 870 нм и усиление трансимпеданса (на 50 Ом). 5 В / мА, обеспечивающая чувствительность фотодетектирования 1.3 В / мВт. Следовательно, принимаемая пиковая мощность 0,9 мВт будет обнаружена. в виде пикового импульса 1,2 В, что близко к результату измерения 1,1 В. Это подтверждает высокую интенсивность излучения, достигаемую в этих условиях.
Упрощенное моделирование схемы с использованием значений компонентов в схеме выше показано ниже. Источник импульсов лавинного пробоя транзистора моделируется просто как конденсатор С1 заряжается изначально до 70В (напряжение пробоя). Напряжение смещения V1 для повышения выходного тока переключения транзистор 10В.Инфракрасный светодиод моделируется как два последовательно включенных Si-диода:
Можно упростить схему драйвера лавинного пробоя, удалив формирующую импульсы индуктивность и разместив ИК-светодиод непосредственно. в цепи эмиттера 2N2369a, при условии, что не превышен пиковый ток низкой скважности светодиода в 1 ампер. В этом подходе больше емкость коллектора требуется для достижения высоких импульсных токов, и результаты будут больше зависеть от конкретного Используется транзистор 2Н2369а.Также следует использовать шунтирующий резистор LED, чтобы Схема эмиттера содержит путь с низким сопротивлением во время распада лавинного пробоя. Шунтирующий резистор на 51 Ом работает хорошо, как показано на схема ниже:
При C1 = 220 пФ и Re = 22 Ом хорошие результаты были получены с транзисторами Motorola 2N2369a. Пиковый импульсный ток около 900 мА. Длительность оптического импульса 40 нСм наблюдалась с использованием светодиода Vishay TSFF5210 с полосой пропускания 23 МГц. Высокоскоростной Si-фотодиод Vishay BPV10 250 МГц с tr / tf = 2.5 нс и напряжение -30 В с нагрузкой 50 Ом использовалось для оптического обнаружения. Пиковое напряжение эмиттера и светодиода во время импульса составляло 26 и 4,2 В соответственно. Таким образом, резистор Rs шунтирует около 80 мА из 990 мА тока пробивного эмиттера. Изменив C1 на 100 пФ, несколько уже Импульс 25 нСм достигается при более низком пиковом токе около 600 мА.
Высокоскоростной драйвер диодного лазера видимого диапазона
Для получения импульсов возбуждения лазера порядка наносекунды или меньше возможна быстрая логика ECL или другая последовательная высокоскоростная цифровая логика.На этих скоростях очень Тщательный дизайн компоновки имеет решающее значение, и переходные процессы переключения должны быть тщательно подавлены, чтобы предотвратить лазерное повреждение.
Список литературы
«Справочник по оптоэлектронным устройствам», публикация Hitachi, 1988 г.
«Справочник по электрооптическим компонентам», 1977 г., публикация TI Staff
«Понимание оптроники», сотрудники учебного центра TI, 1981, Radio Shack
«Кремниевые фотоэлектрические детекторы и комбинации детектор / усилитель», EG&G Application Note D3011C-6, 1982
LM4562 – Двойной высокопроизводительный операционный усилитель с высоким качеством воспроизведения звука
“Поваренная книга TTL”, Дон Ланкастер, SAMS, 1991, стр.171–181
«Малосигнальные полупроводники», 4 квартал / 87, справочник Motorola, 1987 г.
“Записки схемы Форреста Мимса”, Форрест Мимс, Макгроу Хилл, 1983, стр. 57
“Поваренная книга таймера IC”, Вальтер Юнг, 2-е изд.

Схема импульсного: Страница не найдена – Электрознаток

ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ КОМПЬЮТЕРА

Самодельный импульсный блок питания 12В 400Вт на IR2153

Принципиальная схема импульсного блока питания ЗУСЦТ, принцип работы

Функциональная схема и принцип работы импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ

Принципиальная схема импульсного блока питания телевизора ЗУСЦТ

Сетевой фильтр блока питания ЗУСЦТ

СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО МД

Принципиальная схема импульсного металлоискателя

Катушка для импульсного металлоискателя

Схема. Импульсный блок питания для УМЗЧ (1)

Схема лабораторного импульсного блока питания на микросхеме IR2153

– Официальная Minecraft Wiki

Импульсные взаимодействия [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Анализ импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Генератор выключенных импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ограничитель отключения импульса [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Умножитель импульсов с разделенным трактом [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Умножитель тактовых импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Умножитель синхронизируемых тактовых импульсов [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор нарастающего фронта [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор спадающего края [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор с двумя краями [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор перевернутого нарастающего фронта [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Детектор перевернутого заднего фронта [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Обращенный двухканальный детектор [επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Схема генерации импульсов для изучения влияния формы волны на нейростимуляцию

1. Введение

5.Процедуры определения характеристик генератора импульсов

5.1. Аналитическая характеристика и проверка выражений

5.2. Характеристика выходной частоты

5.3. Характеристики нагрузки

5.4. PBS Solution Measurements

6.Выводы и дальнейшие работы

Схема генератора импульсов с тремя выходами для цифровых схем

Генератор лавинных импульсов – Введение

Биполярный переходной транзистор и обратный лавинный путь

Биполярный переходной транзистор и генератор стандартных лавинных импульсов

Время нарастания и пропускная способность?

Итого

EMP Электромагнитный импульс: эффект контура

Ядерная ЭМИ

Неядерный ЭМИ

Эффект цепи EMP

Светодиодный импульсный с NE555

Выходное (контакт 3) напряжение

Напряжение конденсатора

импульсных цепей для инфракрасных светодиодов и диодных лазеров видимого диапазона

Импульсные цепи для инфракрасных светодиодов

Сильноточный драйвер инфракрасного светодиода

Низкоскоростной драйвер диодного лазера видимого диапазона

Среднескоростной драйвер диодного лазера видимого диапазона

Инфракрасный светодиодный драйвер высокой яркости

Высокоскоростной драйвер диодного лазера видимого диапазона

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ