budivel.ru За изолацията и отоплението на къщата.
Генераторите на импулси са устройства, които могат да създават вълни с определена форма. Честотата на часовника в този случай зависи от много фактори. Основното предназначение на генераторите се счита за синхронизиране на процесите в електрическите уреди. По този начин потребителят има възможност да конфигурира различно цифрово оборудване.
Примерите включват часовници и таймери. Основният елемент на устройства от този тип се счита за адаптер. Освен това в генераторите са монтирани кондензатори и резистори заедно с диоди. Основните параметри на устройствата включват индикатор за възбуждане на трептения и отрицателно съпротивление.
Генератори с инвертори
Можете да направите импулсен генератор със собствените си ръце, като използвате инвертори у дома. За да направите това, ще ви е необходим адаптер без кондензатор. Най-добре е да използвате полеви резистори. Техният параметър на импулсно предаване е на доста високо ниво. Кондензаторите за устройството трябва да бъдат избрани въз основа на мощността на адаптера. Ако изходното му напрежение е 2 V, тогава минимумът трябва да бъде 4 pF. Освен това е важно да се следи параметърът на отрицателното съпротивление. Средно трябва да се колебае около 8 ома.
Правоъгълен импулсен модел с регулатор
Днес правоъгълен импулсен генератор с регулатори е доста често срещан. За да може потребителят да регулира максималната честота на устройството, е необходимо да се използва модулатор. Производителите ги представят на пазара в въртящи се и бутонни типове. В този случай е най-добре да изберете първия вариант. Всичко това ще ви позволи да настроите фино настройките и да не се страхувате от повреда в системата.
Модулаторът е инсталиран в генератора на квадратни импулси директно върху адаптера. В този случай запояването трябва да се извърши много внимателно. На първо място, трябва да почистите добре всички контакти. Ако вземем предвид адаптери без кондензатор, техните изходи са от горната страна. Освен това има аналогови адаптери, които често се предлагат със защитен капак. В тази ситуация тя трябва да бъде премахната.
За да може устройството да има висока производителност, резисторите трябва да бъдат инсталирани по двойки. Параметърът на възбуждане на трептенията в този случай трябва да бъде на ниво.Като основен проблем, генераторът на правоъгълни импулси (диаграмата е показана по-долу) има рязко повишаване на работната температура. В този случай трябва да проверите отрицателното съпротивление на адаптера без кондензатор.
Генератор на припокриващи се импулси
За да направите генератор на импулси със собствените си ръце, най-добре е да използвате аналогов адаптер. В този случай не е необходимо да се използват регулатори. Това се дължи на факта, че нивото на отрицателното съпротивление може да надвишава 5 ома. В резултат на това резисторите са подложени на доста голямо натоварване. Кондензаторите за устройството са избрани с капацитет най-малко 4 ома. На свой ред адаптерът е свързан към тях само чрез изходни контакти. Основният проблем на генератора на импулси е асиметрията на трептенията, която възниква поради претоварване на резисторите.
Симетрично импулсно устройство
Възможно е да се направи прост генератор на импулси от този тип само с помощта на инвертори. В такава ситуация е най-добре да изберете адаптер от аналогов тип. На пазара струва много по-малко от модификацията без кондензатор. Освен това е важно да се обърне внимание на вида на резисторите. Много експерти съветват да изберете кварцови модели за генератора. Въпреки това, тяхната производителност е доста ниска. В резултат на това параметърът на възбуждане на трептене никога няма да надвишава 4 ms. Освен това съществува риск от прегряване на адаптера.
Като се има предвид всичко по-горе, е по-препоръчително да се използват резистори с полеви ефекти. в този случай това ще зависи от тяхното местоположение на дъската. Ако изберете опцията, когато са инсталирани пред адаптера, в този случай скоростта на възбуждане на трептенията може да достигне до 5 ms. В обратната ситуация не можете да разчитате на добри резултати. Можете да проверите работата на импулсния генератор, като просто свържете захранване от 20 V. В резултат на това нивото на отрицателно съпротивление трябва да бъде около 3 ома.
За да сведете риска от прегряване до минимум, е важно да използвате само капацитивни кондензатори. Регулаторът може да бъде инсталиран в такова устройство. Ако разгледаме ротационни модификации, тогава модулаторът от серията PPR2 е подходящ като опция. Според характеристиките си днес той е доста надежден.
Генератор със спусък
Тригерът е устройство, което отговаря за предаването на сигнал. Днес те се продават еднопосочни или двупосочни. За генератора е подходящ само първият вариант. Горният елемент е инсталиран близо до адаптера. В този случай запояването трябва да се извършва само след щателно почистване на всички контакти.
Можете дори да изберете директно аналогов адаптер. Натоварването в този случай ще бъде малко и нивото на отрицателното съпротивление при успешно сглобяване няма да надвишава 5 ома. Параметърът за възбуждане на трептения с тригер е средно 5 ms. Основният проблем на импулсния генератор е следният: повишена чувствителност. В резултат на това тези устройства не могат да работят със захранване, по-високо от 20 V.
повишено натоварване?
Нека обърнем внимание на микросхемите. Генераторите на импулси от този тип включват използването на мощен индуктор. Освен това трябва да се избере само аналогов адаптер. В този случай е необходимо да се постигне висока производителност на системата. За тази цел се използват кондензатори само от капацитивен тип. Като минимум те трябва да могат да издържат на отрицателно съпротивление от 5 ома.
За устройството са подходящи голямо разнообразие от резистори. Ако ги изберете от затворен тип, тогава е необходимо да им осигурите отделен контакт. Ако решите да използвате резистори с полеви ефекти, промяната на фазата в този случай ще отнеме доста дълго време. Тиристорите са практически безполезни за такива устройства.
Модели с кварцова стабилизация
Схемата на генератора на импулси от този тип осигурява използването само на адаптер без кондензатор. Всичко това е необходимо, за да се гарантира, че скоростта на възбуждане на трептенията е поне на ниво от 4 ms. Всичко това ще намали и топлинните загуби. Кондензаторите за устройството се избират въз основа на нивото на отрицателно съпротивление. Освен това трябва да се вземе предвид вида на захранването. Ако разгледаме импулсните модели, тяхното ниво на изходен ток е средно около 30 V. Всичко това в крайна сметка може да доведе до прегряване на кондензаторите.
За да се избегнат подобни проблеми, много експерти съветват инсталирането на ценерови диоди. Те са запоени директно върху адаптера. За да направите това, трябва да почистите всички контакти и да проверите напрежението на катода. Използват се и спомагателни адаптери за такива генератори. В тази ситуация те играят ролята на комутируем трансивър. В резултат на това параметърът на възбуждане на трептене се увеличава до 6 ms.
Генератори с кондензатори РР2
Настройката на генератор на импулси с високо напрежение с кондензатори от този тип е доста проста. Намирането на елементи за такива устройства на пазара не е проблем. Важно е обаче да изберете висококачествена микросхема. Много хора купуват многоканални модификации за тази цел. Те обаче са доста скъпи в магазина в сравнение с обикновените видове.
Транзисторите за генератори са най-подходящи еднопреходни. В този случай параметърът на отрицателното съпротивление не трябва да надвишава 7 ома. В такава ситуация може да се надяваме на стабилност на системата. За да се увеличи чувствителността на устройството, мнозина съветват използването на ценерови диоди. Тригерите обаче се използват изключително рядко. Това се дължи на факта, че пропускателната способност на модела е значително намалена. Основният проблем на кондензаторите се счита за усилване на ограничаващата честота.
В резултат на това фазовата промяна се извършва с голям резерв. За да настроите правилно процеса, първо трябва да конфигурирате адаптера. Ако нивото на отрицателното съпротивление е 5 ома, тогава максималната честота на устройството трябва да бъде приблизително 40 Hz. В резултат на това натоварването на резисторите се премахва.
Модели с кондензатори PP5
Генератор на импулси с високо напрежение с посочените кондензатори може да се намери доста често. Освен това може да се използва дори и със захранване от 15 V. Пропускателната способност зависи от вида на адаптера. В този случай е важно да вземете решение за резистори. Ако изберете полеви модели, тогава е по-препоръчително да инсталирате адаптера без кондензатор. В този случай параметърът на отрицателното съпротивление ще бъде около 3 ома.
Ценерови диоди се използват доста често в този случай. Това се дължи на рязко намаляване на нивото на ограничаващата честота. За да го изравните, ценеровите диоди са идеални. Те обикновено се инсталират близо до изходния порт. На свой ред е най-добре да запоявате резистори близо до адаптера. Индикаторът за осцилаторно възбуждане зависи от капацитета на кондензаторите. Имайки предвид моделите с 3 pF, имайте предвид, че горният параметър никога няма да надвишава 6 ms.
Основни проблеми с генератора
Основният проблем на устройствата с кондензатори PP5 се счита за повишена чувствителност. В същото време топлинните показатели също са на ниско ниво. Поради това често има нужда от използване на спусък. В този случай обаче все още е необходимо да се измери изходното напрежение. Ако надвишава 15 V с блок от 20 V, тогава спусъкът може значително да подобри работата на системата.
Устройства на регулатори MKM25
Веригата на генератора на импулси с този регулатор включва само резистори от затворен тип. В този случай микросхемите могат да се използват дори в серията PPR1. В този случай са необходими само два кондензатора. Нивото на отрицателно съпротивление директно зависи от проводимостта на елементите. Ако капацитетът на кондензатора е по-малък от 4 pF, тогава отрицателното съпротивление може дори да се увеличи до 5 ома.
За да се реши този проблем, е необходимо да се използват ценерови диоди. В този случай регулаторът е инсталиран на генератора на импулси близо до аналоговия адаптер. Изходните контакти трябва да бъдат добре почистени. Трябва също така да проверите праговото напрежение на самия катод. Ако надвишава 5 V, тогава регулируем генератор на импулси може да бъде свързан към два контакта.
Схема 1
Генераторът е проектиран да използва минимален брой общодостъпни електронни компоненти, с добра повторяемост и разумна надеждност. Версията на генератора (схема 1) е сглобена на базата на широко използвания PWM контролер UC3525 (U1), който управлява мостова верига, базирана на полеви транзистори Q4-Q7. Ако долните превключватели на всеки от полумостовете, работещи в антифаза, се управляват директно от изходите на микросхемата 11/14 U2, тогава бустерните каскади на транзисторите Q2, Q3 се използват като драйвери на горната част на рамото. Такива етапи се използват широко в повечето съвременни драйвери на микросхеми и са доста добре описани в литературата по силова електроника. Входното напрежение, променливо или директно (~24~220V/30-320V), подадено към входа на диодния мост (или заобикаляйки го в случай на постоянно напрежение), захранва силовата част на веригата. За да се предотврати голям стартов ток, към захранващата верига е свързан термистор Vr1 (5A/5Ohm). Контролната част на веригата може да се захранва от произволен източник с изходно напрежение +15/+25V и ток 0,5A. Параметричният стабилизатор на напрежението на транзистора Q1 може да има изходно напрежение от +9 до +18V (в зависимост от вида на използваните ключове за захранване, например), но в някои случаи можете да направите без този стабилизатор, ако външен източник на захранване с необходимите параметрите вече са стабилизирани. Микросхемата UC3525 не е избрана случайно - тя има способността да генерира импулсна последователност от няколко десетки херца до 500 kHz и доста мощни изходи (0,5A). Най-малкото, микросхемите TL494 не могат да функционират при честота по-малка от 250 Hz в режим на издърпване (в режим с един цикъл - няма проблем) - вътрешната логика не работи и последователността на импулсите, както и тяхната продължителност , стана хаотично.
Честотата на импулсната последователност се регулира с помощта на променлив резистор R1, а продължителността на импулса се регулира с помощта на R4. Първоначалната продължителност на "мъртвото време" се задава от резистора R3.
Схема 2
Генераторът, показан на диаграма 2, е пълен аналог на предишната схема и практически няма разлики в схемата. Въпреки това, вътрешната микросхема K1156EU2 (пълен аналог на UC3825), използвана в този генератор, може да работи при по-високи честоти (почти до 1 MHz), изходните етапи имат по-висок капацитет на натоварване (до 1,5 A). В допълнение, той има малка разлика в щифтовете в сравнение с UC3525. И така, кондензаторът "часовник" е свързан към щифт 6 (5 за чипа 3525), резисторът за синхронизиране е свързан към щифт 5 (6 за чипа 3525). Ако щифт 9 на чипа UC3525 е изходът на усилвателя на грешката, тогава в чипа UC3825 този щифт функционира като вход на ограничителя на „тока“. Всички подробности обаче са в листа с данни за тези микросхеми. Струва си да се отбележи обаче, че K1156EU2 е по-малко стабилен при честоти под 200 Hz и изисква по-внимателно оформление и задължително блокиране на своите захранващи вериги с кондензатори с относително голям капацитет. Ако тези условия се пренебрегнат, плавността на настройката на продължителността на импулса близо до техния временен максимум може да бъде нарушена. Описаната функция обаче се появи само когато се сглоби на макет. След сглобяването на генератора на печатната платка този проблем не се появи.
И двете вериги са лесно мащабируеми по мощност чрез използване на по-мощни транзистори или чрез свързването им паралелно (за всеки от ключовете), както и чрез промяна на захранващото напрежение на захранващите ключове. Препоръчително е да "монтирате" всички захранващи компоненти на радиатори. До мощност 100W са използвани радиатори с лепилна основа, предназначени за монтаж върху чипове памет във видеокарти (изходни ключове и стабилизиращ транзистор). В рамките на половин час работа на честота 10 kHz с максимална продължителност на изходните импулси, с ключ захранващо напрежение (използвани са транзистори 31N20) +28V за товар около 100W (две последователно свързани лампи 12V/50W), температурата на превключвателите на захранването не надвишава 35 градуса по Целзий.
За конструирането на горните схеми бяха използвани готови схемни решения, които само проверих и допълних по време на прототипирането. За генераторните вериги са проектирани и произведени печатни платки. Фигура 1 и Фигура 2 показват платките на първата версия на веригата на генератора, Фигура 3, Фигура 4 показват изображенията на платките за втората верига.
Към момента на писане и двете схеми са тествани в работа при честоти от 40Hz до 200kHz с различни активни и индуктивни товари (до 100W), при постоянни входни захранващи напрежения от 23 до 100V, с изходни транзистори IRFZ46, IRF1407, IRF3710, IRF540 , IRF4427, 31N20 , IRF3205. Вместо биполярни транзистори Q2, Q3 се препоръчва да се инсталират (особено за работа при честоти над 1 kHz) транзистори с полеви ефекти, като IRF630, IRF720 и други подобни с ток 2A и работно напрежение 350V. В този случай стойността на резистора R7 може да варира от 47 Ohm (над 500 Hz) до 1 k.
Номиналните стойности на компонентите са обозначени с наклонена черта - за честоти над 1 kHz / за честоти до 1 kHz, с изключение на резистори R10, R11, които не са посочени в електрическата схема, но за които има места за монтаж на платките - могат да се монтират джъмпери вместо тези резистори.
Генераторите не се нуждаят от конфигурация и с безпроблемна инсталация и обслужваеми компоненти започват да работят веднага след подаване на захранване към управляващата верига и изходните транзистори. Необходимият честотен диапазон се определя от капацитета на кондензатора C1. Стойностите и позициите на компонентите за двете вериги са еднакви.
Фигура 5 показва сглобените генераторни платки.
Списък на радиоелементите
| Обозначаване | Тип | Деноминация | Количество | Забележка | Магазин | Моят бележник |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R1 | Резистор | 100 kOhm | 1 | Към бележника | ||
| R2 | Резистор | 3,3 kOhm | 1 | Към бележника | ||
| R3 | Резистор | 22/100 | 1 | Към бележника | ||
| R4 | Резистор | 10 kOhm | 1 | Към бележника | ||
| R5 | Резистор | 33/100 | 1 | Към бележника | ||
| R8, R9 | Резистор | 51/3k3 | 2 | Към бележника | ||
| R10, R11 | Резистор | 0.47 | 2 | Към бележника | ||
| C1 | Кондензатор | 1nF/0,33uF | 1 | Към бележника | ||
| C2 | Кондензатор | 0,1u | 1 | Към бележника | ||
| C3 | 1000uFX35V | 1 | Към бележника | |||
| C4 | Електролитен кондензатор | 100uF/25V | 1 | Към бележника | ||
| C5 | Електролитен кондензатор | 220uF/25V | 1 | Към бележника | ||
| C6, C7 | Електролитен кондензатор | 47uF50V | 2 | Към бележника | ||
| C8, C9 | Кондензатор | 330 µF | 2 | Към бележника | ||
| C10, C11 | Електролитен кондензатор | 120uF/400V | 2 | Към бележника | ||
| D2, D3, D6, D7 | Изправителен диод | FR207 | 4 | Към бележника | ||
| Q2, Q3 | Биполярен транзистор |
Генераторите на импулси са предназначени да произвеждат импулси с определена форма и продължителност. Те се използват в много схеми и устройства. Те се използват и в измервателната техника за настройка и ремонт на различни цифрови устройства. Правоъгълните импулси са страхотни за тестване на функционалността на цифровите схеми, докато триъгълните импулси могат да бъдат полезни за генератори за размахване или размахване.
Генераторът генерира единичен правоъгълен импулс чрез натискане на бутон. Веригата е сглобена на логически елементи, базирани на обикновен RS тригер, което също така елиминира възможността за отскачащи импулси от контактите на бутона, достигащи до брояча.
В позицията на контактите на бутона, както е показано на диаграмата, на първия изход ще има високо напрежение, а на втория изход ниско ниво или логическа нула, когато бутонът е натиснат, състоянието на тригера ще промени в обратното. Този генератор е идеален за тестване на работата на различни измервателни уреди
В тази схема се генерира единичен импулс, чиято продължителност не зависи от продължителността на входния импулс. Такъв генератор се използва в голямо разнообразие от опции: за симулиране на входни сигнали на цифрови устройства, при тестване на функционалността на схеми, базирани на цифрови микросхеми, необходимостта от подаване на определен брой импулси към някое тествано устройство с визуален контрол на процесите и т.н.
Веднага щом захранването на веригата се включи, кондензаторът C1 започва да се зарежда и релето се активира, отваряйки захранващата верига с предните си контакти, но релето няма да се изключи веднага, а със закъснение, тъй като разрядният ток на кондензатора C1 ще тече през неговата намотка. Когато задните контакти на релето се затворят отново, ще започне нов цикъл. Честотата на превключване на електромагнитното реле зависи от капацитета на кондензатора C1 и резистора R1.
Можете да използвате почти всяко реле, аз взех. Такъв генератор може да се използва например за превключване на светлините на коледната елха и други ефекти. Недостатъкът на тази схема е използването на голям кондензатор.
Друга схема на генератор, базирана на реле, с принцип на работа, подобен на предишната схема, но за разлика от нея, честотата на повторение е 1 Hz с по-малък капацитет на кондензатора. Когато генераторът е включен, кондензаторът C1 започва да се зарежда, след това ценеровият диод се отваря и релето K1 работи. Кондензаторът започва да се разрежда през резистора и композитния транзистор. След кратък период от време релето се изключва и започва нов цикъл на генератора.
Генераторът на импулси, на фигура А, използва три логически елемента И-НЕ и еднополюсен транзистор VT1. В зависимост от стойностите на кондензатора C1 и резисторите R2 и R3, на изход 8 се генерират импулси с честота от 0,1 - до 1 MHz. Такъв огромен обхват се обяснява с използването на транзистор с полеви ефекти във веригата, което направи възможно използването на мегаомни резистори R2 и R3. Използвайки ги, можете също да промените работния цикъл на импулсите: резисторът R2 задава продължителността на високото ниво, а R3 задава продължителността на ниското ниво на напрежение. VT1 може да бъде взет от всяка от сериите KP302, KP303. - K155LA3.
Ако използвате CMOS микросхеми, например K561LN2, вместо K155LA3, можете да направите генератор на импулси с широк диапазон, без да използвате транзистор с полеви ефекти във веригата. Веригата на този генератор е показана на фигура B. За да се увеличи броят на генерираните честоти, капацитетът на кондензатора на синхронизиращата верига се избира от превключвател S1. Честотният диапазон на този генератор е от 1 Hz до 10 kHz.
Последната фигура показва веригата на генератора на импулси, която включва възможност за регулиране на работния цикъл. За тези, които са забравили, нека ви припомним. Работният цикъл на импулсите е съотношението на периода на повторение (T) към продължителността (t):
Работният цикъл на изхода на веригата може да бъде зададен от 1 до няколко хиляди с помощта на резистор R1. Транзисторът, работещ в режим на превключване, е предназначен да усилва импулсите на мощността
Ако има нужда от високостабилен генератор на импулси, тогава е необходимо да се използва кварц с подходяща честота.
Веригата на генератора, показана на фигурата, може да генерира правоъгълни и зъбни импулси. Главният осцилатор е направен на логически елементи DD 1.1-DD1.3 на цифровата микросхема K561LN2. Резистор R2, сдвоен с кондензатор С2, образуват диференцираща верига, която генерира кратки импулси с продължителност 1 μs на изхода на DD1.5. Регулируем стабилизатор на тока е монтиран на транзистор с полеви ефекти и резистор R4. Токът протича от неговия изход към зареждащия кондензатор C3 и напрежението върху него нараства линейно. Когато пристигне кратък положителен импулс, транзисторът VT1 се отваря и кондензаторът SZ се разрежда. По този начин се образува трионно напрежение върху неговите плочи. С помощта на променлив резистор можете да регулирате тока на зареждане на кондензатора и стръмността на импулса на трионното напрежение, както и неговата амплитуда.
Вариант на осцилаторна верига, използваща два операционни усилвателяВеригата е изградена с помощта на два операционни усилвателя тип LM741. Първият операционен усилвател се използва за генериране на правоъгълна форма, а вторият генерира триъгълна форма. Генераторната верига е изградена, както следва:
В първия LM741 обратната връзка (FE) е свързана към инвертиращия вход от изхода на усилвателя, направен с помощта на резистор R1 и кондензатор C2, а обратната връзка също е свързана към неинвертиращия вход, но чрез делител на напрежение на базата на резистори R2 и R5. Изходът на първия операционен усилвател е директно свързан към инвертиращия вход на втория LM741 чрез съпротивление R4. Този втори операционен усилвател, заедно с R4 и C1, образуват интегрираща верига. Неинвертиращият му вход е заземен. Захранващите напрежения +Vcc и –Vee се подават към двата операционни усилвателя, както обикновено към седмия и четвъртия щифт.
Схемата работи по следния начин. Да предположим, че първоначално има +Vcc на изхода на U1. След това капацитетът C2 започва да се зарежда през резистора R1. В определен момент от време напрежението при C2 ще надвиши нивото на неинвертиращия вход, което се изчислява по формулата по-долу:
V 1 = (R 2 / (R 2 +R 5)) × V o = (10 / 20) × V o = 0,5 × V o
Изходът на V 1 ще стане –Vee. И така, кондензаторът започва да се разрежда през резистора R1. Когато напрежението върху капацитета стане по-малко от напрежението, определено от формулата, изходният сигнал отново ще бъде + Vcc. По този начин цикълът се повтаря и поради това се генерират правоъгълни импулси с период от време, определен от RC веригата, състояща се от съпротивление R1 и кондензатор C2. Тези правоъгълни форми също са входни сигнали към веригата на интегратора, която ги преобразува в триъгълна форма. Когато изходът на операционния усилвател U1 е +Vcc, капацитетът C1 се зарежда до максималното си ниво и създава положителен, възходящ наклон на триъгълника на изхода на операционния усилвател U2. И съответно, ако има –Vee на изхода на първия оп-усилвател, тогава ще се формира отрицателен наклон надолу. Тоест получаваме триъгълна вълна на изхода на втория операционен усилвател.
Генераторът на импулси в първата верига е изграден върху микросхемата TL494, идеална за настройка на всякакви електронни вериги. Особеността на тази схема е, че амплитудата на изходните импулси може да бъде равна на захранващото напрежение на веригата, а микросхемата може да работи до 41 V, защото не е за нищо, че може да се намери в захранващите устройства на персонални компютри.
Можете да изтеглите оформлението на PCB от връзката по-горе.
Скоростта на повторение на импулса може да се променя с превключвател S2 и променлив резистор RV1; резистор RV2 се използва за регулиране на работния цикъл. Превключвателят SA1 е предназначен за промяна на режимите на работа на генератора от синфазен към противофазен. Резисторът R3 трябва да покрива честотния диапазон, а обхватът на регулиране на работния цикъл се регулира чрез избиране на R1, R2
Кондензатори C1-4 от 1000 pF до 10 µF. Всякакви високочестотни транзистори KT972
Селекция от схеми и дизайни на правоъгълни импулсни генератори. Амплитудата на генерирания сигнал в такива генератори е много стабилна и близка до захранващото напрежение. Но формата на трептенията е много далеч от синусоидалната - сигналът е импулсен, а продължителността на импулсите и паузите между тях лесно се регулира. На импулсите лесно може да се придаде вид на меандър, когато продължителността на импулса е равна на продължителността на паузата между тях
Генерира мощни къси единични импулси, които задават логическо ниво, противоположно на съществуващото на входа или изхода на всеки цифров елемент. Продължителността на импулса се избира така, че да не се повреди елементът, чийто изход е свързан към тествания вход. Това дава възможност да не се нарушава електрическата връзка на изпитвания елемент с останалите.
Задачата на изчислението е да се определи структурата на електрическата верига, да се избере елементната база и да се определят параметрите на електрическата верига на импулсните генератори.
Първоначални данни:
· вид на технологичния процес и неговата характеристика;
· конструктивно използване на разрядната верига;
· характеристики на захранващото напрежение;
· параметри на електрически импулс и др.
Последователност на изчисление:
Последователността на изчисление зависи от структурата на електрическата верига на генератора, която се състои изцяло или частично от следните елементи: източник на директно (променливо) напрежение, собствен генератор, токоизправител, разрядна верига, трансформатор за високо напрежение, товар ( Фиг. 2.14).
· изчисляване на преобразувателя на напрежение (фиг. 2.15, а);
· изчисляване на самия генератор на импулси (фиг. 2.16).
2.14. Пълна блокова схема на генератора на импулси: 1 – източник на напрежение; 2 – самогенератор; 3 – токоизправител; 4 – изглаждащ филтър; 5 – разрядна верига с високоволтов трансформатор; 6 – товар.
Изчисляване на преобразувателя (фиг. 2.15 а).Захранващо напрежение U n =12V DC. Избираме изходното напрежение на преобразувателя U 0 = 300V при ток на натоварване J 0 = 0,001 A, изходна мощност P 0 = 0,3 W, честота f 0 = 400 Hz.
Изходното напрежение на преобразувателя се избира от условията за повишаване на стабилността на честотата на генератора и за получаване на добра линейност на импулсите на изходното напрежение, т.е. U n >>U на тире, обикновено U n =2U на тире.
Честотата на изходното напрежение се задава въз основа на условията за оптимална работа на главния осцилатор на преобразувателя на напрежение.
Стойностите на P 0 и U 0 позволяват използването на динистор VS от серията KY102 в генераторната верига.
Като VT транзистор използваме MP26B, за който режимите на ограничаване са както следва: U kbm = 70V, I KM = 0.4A, I bm = 0.015A, U kbm = 1V.
Предлагаме сърцевината на трансформатора от електротехническа стомана. Приемаме V M = 0,7 T, η = 0,75, 25 s.
Проверяваме годността на изпълнявания трансформатор за работа в преобразувателната верига според условията:
U kbm ≥2,5U n; I km ≥1,2I kn; I bm ≥1,2I bm. (2,77)
Колекторен ток на транзистора
Максимален колекторен ток:
Според характеристиките на изходния колектор на транзистора MP26B за даден колекторен ток β st = 30, следователно основният ток на насищане
А.
Базов ток:
I bm =1,2·0,003=0,0036A.
Следователно транзисторът MP26B, съгласно условието (2.78), е подходящ за проектираната схема.
Съпротивление на резистора във веригата на делителя на напрежението:
Ом; (2,79)
Ом.
Приемаме най-близките стандартни стойности на резисторните съпротивления R 1 = 13000 Ohm, R 2 = 110 Ohm.
Резистор R в базовата верига на транзистора регулира изходната мощност на генератора, съпротивлението му се приема за 0,5...1 kOhm.
Напречно сечение на ядрото на трансформатора TV1:
 |
Фигура 2.15. Принципна схема на генератора на импулси: а – преобразувател;
б – генератор на импулси
Избираме сърцевина Ш8×8, за която S c =0,52·10 -4 m2.
Брой навивки в намотките на трансформатор TV1:
вит.; (2,81)
вит.; (2,82)
вит. (2,83)
Капацитет на филтърния кондензатор VC1:
Диаметър на проводниците на намотките на трансформатора TV1:
Избираме стандартни диаметри на проводника d 1 = 0,2 mm, d 2 = mm, d 3 = 0,12 mm.
Като се вземе предвид дебелината на изолационния емайл, d 1 = 0,23 mm, d 2 = 0,08 mm, d 3 = 0,145 mm.
 |
Ориз. 2.16. Проектна схема на генератора на импулси
Изчисляване на импулсни генератори (фиг. 2.16)
Вземаме напрежението на входа на генератора, равно на напрежението на изхода на преобразувателя U 0 = 300 V. Честота на импулса f = 1...2 Hz. Амплитудата на импулсното напрежение е не повече от 10 kV. Количеството електричество на импулс е не повече от 0,003 C. Продължителност на импулса до 0,1 s.
Избираме VD диод от тип D226B (U in = 400 V, I in = 0,3 A, U in = 1 V) и тиристор от тип KN102I (U in = 150 V, I in = 0,2 A, U in = 1 .5 V, I on = 0,005 A, I off = 0,015 A, τ on = 0,5·10 -6 s τ off = 40·10 -6 s).
Директно съпротивление на постоянен ток на диода R d.pr = 3,3 Ohm и тиристора R t.pr = 7,5 Ohm.
Период на повторение на импулса за даден честотен диапазон:
. (2.86)
Съпротивлението на веригата за зареждане R 3 трябва да бъде такова, че
Ом. (2,88)
Тогава R 3 =R 1 +R d.pr =20·10 3 +3.3=20003.3 Ohm.
Ток на зареждане:
А. (2,89)
Резисторът R2 ограничава тока на разреждане до безопасна стойност. Неговата устойчивост:
Ом, (2,90)
където U p е напрежението на зареждащия кондензатор VC2 в началото на разреждането, стойността му е равна на U изкл. В този случай условието R 1 >>R 2 (20·10 3 >>750) трябва да бъде изпълнено.
Съпротивление на разрядната верига:
R p = R 2 R t. pr = 750 + 7,5 = 757,5 ома.
Условията за стабилно включване (2.91, 2.92) са изпълнени.
, 
, (2.91)
, 
. (2.92)
Капацитет на кондензатор VC2:
. (2.93)
Капацитет VC2 за честота f=1 Hz:
Е
И за честота от 2 Hz:
C 2 =36·10 -6 F.
Амплитуда на тока във веригата за зареждане на кондензатор VC2
, (2.94)
Амплитуда на тока във веригата за зареждане на кондензатор VC2:
, (2.95)
Импулсна енергия:
J. (2,96)
Максимално количество електроенергия на импулс:
q m =I p τ p =I p R p C 2 =0,064·757,5·72·10 -6 =0,003 C (2,97)
не надвишава определената стойност.
Нека изчислим параметрите на изходния трансформатор TV2.
Номинална мощност на трансформатора:
W, (2,98)
където η t = 0,7...0,8 е ефективността на трансформатор с ниска мощност.
Площ на напречното сечение на ядрото на трансформатора:
Броят на завъртанията на всяка намотка на трансформатора на
вит/V. (2,100)
Брой навивки в намотките на трансформатора TV2:
W 4 =150 N=150·16,7=2505 вит.; (2,101)
W 5 =10000·16,7=167·10 3 вит.
Диаметър на проводниците в намотките (2,85):
mm;
мм.
Избираме стандартни диаметри на проводници с емайлова изолация d 4 = 0,2 mm, d 5 = 0,04 mm.
Пример.Определете напрежението и токовете във веригата, показана на фиг. 2.16.
Дадено: U c = 300 V AC 400 Hz, C = 36 10 -6 F, R d.pr = 10 Ohm, R t.pr = 2,3 Ohm, L w = 50 mH, R 1 = 20 kOhm, R 2 = 750 ома.
Напрежение на кондензатора по време на зареждане:
, (2.102)
където τ st = 2·10 4 ·36·10 -6 =0,72 s.
Импеданс на веригата за зареждане на капацитет VC2:
Токът на зареждане е:
А.
Мичъл Лий
LT списание за аналогови иновации
Източниците на стръмни импулси, които симулират стъпкова функция, често са полезни при някои лабораторни измервания. Например, ако наклонът на фронтовете е от порядъка на 1...2 ns, можете да оцените времето на нарастване на сигнала в кабела RG-58/U или всеки друг, като вземете сегмент само 3... Дължина 6 м. Работният кон на много лаборатории - вездесъщият импулсен генератор HP8012B - не достига 5 ns, което не е достатъчно бързо за решаване на такъв проблем. Междувременно времето на нарастване и спадане на изходите на драйвера на гейта на някои превключващи контролери може да бъде по-малко от 2 ns, което прави тези устройства потенциално идеални източници на импулси.
Фигура 1 показва проста реализация на тази идея, базирана на използването на контролер на обратен преобразувател, работещ при фиксирана честота на превключване. Собствената работна честота на контролера е 200 kHz. Прилагането на част от изходния сигнал към щифта SENSE кара устройството да работи при минимален работен цикъл, генерирайки изходни импулси с продължителност 300 ns. Отделянето на мощността не е от съществено значение за тази верига, тъй като изходният ток, подаден към товар от 50 Ohm, надвишава 180 mA. Разделителните елементи от 10 µF и 200 ома минимизират пиковото изкривяване, без да жертват стръмността на ръба.
Изходът на веригата е свързан директно към 50 ома прекратен товар, осигуряващ колебание на сигнала от около 9 V. В случаите, когато качеството на импулса е от първостепенно значение, се препоръчва да се потисне тройният сигнал чрез абсорбиране на отраженията от кабел и дистанционен товар, използвайки серийното завършване, показано във веригата. Серийното съвпадение, тоест съвпадението от страна на предаване, също се оказва полезно, когато веригата работи с пасивни филтри и други атенюатори, проектирани за определен импеданс на източника на сигнал. Изходният импеданс на LTC3803 е приблизително 1,5 ома, което трябва да се вземе предвид при избора на стойността на серийния краен резистор. Серийното съпоставяне работи добре до импеданси от най-малко 2 kΩ, над които става трудно да се осигури необходимата честотна лента при съединението резистор към верига, което води до влошено качество на импулса.
В серийно съгласувана система изходният сигнал има следните характеристики:
- амплитуда на импулса - 4,5 V;
- времената на нарастване и спад са еднакви и равни на 1,5 ns;
- импулсно плоско изкривяване - по-малко от 10%;
- спадът на пика на импулса е по-малко от 5%.
При директно свързване на товар от 50 ома времето на нарастване и спад не се влияе. За да получите най-добрата форма на импулса, свържете 10uF кондензатор възможно най-близо до V CC и GND щифтовете на LTC3803 и свържете изхода директно към терминиращия резистор, като използвате лентова технология. Характерният импеданс от приблизително 50 ома има печатен проводник с ширина 2,5 mm върху двустранна печатна платка с дебелина 1,6 mm.
Свързани материали
PMIC; DC/DC преобразувател; Uin:5.7÷75V; Uизх.:5.7÷75V; TSOT23-6
| Доставчик | производител | Име | Цена |
|---|---|---|---|
| EIC | Линейна технология | LTC3803ES6-5#TRMPBF | 85 търкайте. |
| Триема | Линейна технология | LTC3803ES6#PBF | 93 търкайте. |
| LifeElectronics | LTC3803ES6-3 | при поискване | |
| Електропласт-Екатеринбург | Линейна технология | LTC3803HS6#PBF | при поискване |
- Linear Technology като цяло е топ компания! Много, много жалко, че бяха погълнати от потребителските стоки Analog Devices. Не очаквайте нищо добро от това. Преди това попаднах на статия от англоговорящ радиолюбител. Той сглоби генератор на много къси импулси с ширина от няколко наносекунди и времена на нарастване/спадане от пикосекунди. На много високоскоростен компаратор. Съжалявам, че не запазих статията. И сега не мога да го намеря. Наричаше се нещо като „...истински ултрабърз компаратор...“, но някак си не е правилно, не мога да го гугълна. Забравих името на компаратора и не помня фирмата му. След това намерих компаратор в ebay, струваше около 500 рубли, по принцип бюджетен за наистина достойно устройство. Linear Technology има много интересни микросхеми. Например LTC6957: време на нарастване/спад 180/160 ps. Страхотно! Но е малко вероятно да мога сам да създам измервателно устройство, използвайки такова устройство.
- Това не е ли случаят с LT1721? Регулируем 0-10ns.
