เครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมพร้อมความถี่ที่ปรับได้บน uA741 เครื่องกำเนิดพัลส์ DIY เครื่องกำเนิดพัลส์ไฟฟ้าแรงสูง วิธีทำเครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยม
5.6 เครื่องกำเนิดพัลส์
เครื่องกำเนิดพัลส์ใช้ในอุปกรณ์วิทยุหลายชนิด (มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ รีเลย์เวลา) และใช้เมื่อตั้งค่าอุปกรณ์ดิจิทัล ช่วงความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวอาจมีตั้งแต่ไม่กี่เฮิรตซ์ไปจนถึงหลายเมกะเฮิรตซ์
ในรูป ในรูป 116 แสดงไดอะแกรมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สร้างพัลส์สี่เหลี่ยมเดี่ยวเมื่อกดปุ่ม SB1 ทริกเกอร์ RS ถูกประกอบบนองค์ประกอบลอจิคัล DD1.1 และ DD1.2 ซึ่งป้องกันการแทรกซึมของพัลส์สะท้อนจากหน้าสัมผัสปุ่มไปยังอุปกรณ์ที่คำนวณใหม่ ในตำแหน่งหน้าสัมผัสของปุ่ม SB1 ดังแสดงในแผนภาพ จะมีแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุต 1 และแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่เอาต์พุต 2 เมื่อกดปุ่ม - ในทางกลับกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้สะดวกในการใช้งานเมื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของมิเตอร์ต่างๆ
ในรูป รูปที่ 117 แสดงไดอะแกรมของเครื่องกำเนิดพัลส์อย่างง่ายโดยใช้รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อจ่ายไฟตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทาน R1 และรีเลย์ทำงานโดยปิดแหล่งพลังงานด้วยหน้าสัมผัส K 1.1 แต่รีเลย์จะไม่ปล่อยทันทีเนื่องจากกระแสจะไหลผ่านขดลวดในบางครั้งเนื่องจากพลังงานที่สะสมโดยตัวเก็บประจุ C1 เมื่อหน้าสัมผัส K 1.1 ปิดอีกครั้ง ตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จอีกครั้ง - วงจรจะเกิดซ้ำ
ความถี่ในการสลับของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์รวมถึงค่าของตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทาน R1 เมื่อใช้รีเลย์ RES-15 (หนังสือเดินทาง RS4.591.004) การสลับจะเกิดขึ้นประมาณหนึ่งครั้งต่อวินาที
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนมาลัยบนต้นไม้ปีใหม่เพื่อรับแสงอื่น ๆ
ผลกระทบ ข้อเสียคือต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มีความจุมาก
ในรูป ในรูป 118 แสดงไดอะแกรมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอื่นโดยใช้รีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีหลักการทำงานคล้ายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารุ่นก่อน แต่ให้ความถี่พัลส์ 1 Hz พร้อมความจุตัวเก็บประจุน้อยกว่า 10 เท่า เมื่อจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทาน R1 หลังจากนั้นสักครู่ ซีเนอร์ไดโอด VD1 จะเปิดขึ้นและรีเลย์ K1 จะทำงาน ตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุผ่านตัวต้านทาน R2 และความต้านทานอินพุตของทรานซิสเตอร์คอมโพสิต VT1VT2 อีกไม่นานรีเลย์จะปล่อยและรอบการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใหม่จะเริ่มขึ้น การเปิดทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 ตามวงจรทรานซิสเตอร์คอมโพสิตจะเพิ่มความต้านทานอินพุตของคาสเคด
รีเลย์ K 1 สามารถเหมือนกับในอุปกรณ์ก่อนหน้าได้ แต่คุณสามารถใช้ RES-9 (หนังสือเดินทาง RS4.524.201) หรือรีเลย์อื่น ๆ ที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 15...17 V และกระแส 20...50 mA
ในเครื่องกำเนิดพัลส์แผนภาพดังแสดงในรูปที่ 1 ในรูป 119 มีการใช้องค์ประกอบลอจิกของไมโครวงจร DD1 และทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม VT1 เมื่อเปลี่ยนค่าของตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทาน R2 และ R3 พัลส์จะถูกสร้างขึ้นด้วยความถี่ตั้งแต่ 0.1 Hz ถึง 1 MHz ช่วงกว้างดังกล่าวได้มาจากการใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามซึ่งทำให้สามารถใช้ตัวต้านทาน R2 และ R3 ที่มีความต้านทานหลายเมกะโอห์มได้ เมื่อใช้ตัวต้านทานเหล่านี้ คุณสามารถเปลี่ยนรอบการทำงานของพัลส์ได้: ตัวต้านทาน R2 กำหนดระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และตัวต้านทาน R3 กำหนดระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำ ความจุสูงสุดของตัวเก็บประจุ C1 ขึ้นอยู่กับกระแสไฟรั่วของตัวเอง ในกรณีนี้คือ 1...2 µF ความต้านทานของตัวต้านทาน R2, R3 คือ 10...15 MOhm ทรานซิสเตอร์ VT1 สามารถเป็นซีรีย์ KP302, KP303 ใดก็ได้
หากคุณมีชิป CMOS (ซีรีส์ K176, K561) คุณสามารถประกอบเครื่องกำเนิดพัลส์ช่วงกว้างได้โดยไม่ต้องใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม
แผนภาพแสดงในรูป 120. เพื่อความสะดวกในการตั้งค่าความถี่ความจุของตัวเก็บประจุของวงจรไทม์มิ่งจะเปลี่ยนโดยใช้สวิตช์ SA1 ช่วงความถี่ที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 1...10,000 Hz
ในรูป ในรูป 121 แสดงวงจรของเครื่องกำเนิดพัลส์พร้อมรอบการทำงานที่ปรับได้ รอบการทำงานคือ อัตราส่วนของระยะเวลาการทำซ้ำของพัลส์ต่อระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิคัล DD1.3 โดยตัวต้านทาน R1 สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 1 ถึงหลายพัน ในกรณีนี้ความถี่พัลส์ก็เปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเช่นกัน ทรานซิสเตอร์ VT1 ซึ่งทำงานในโหมดคีย์ จะขยายพัลส์กำลัง
เครื่องกำเนิดแผนภาพที่แสดงในรูปที่ 1 122 ให้พัลส์ทั้งรูปทรงสี่เหลี่ยมและฟันเลื่อย ออสซิลเลเตอร์หลักถูกสร้างขึ้นบนองค์ประกอบเชิงตรรกะ DD 1.1-DD1.3 วงจรสร้างความแตกต่างถูกประกอบบนตัวเก็บประจุ C2 และตัวต้านทาน R2 ซึ่งส่งผลให้เอาท์พุตขององค์ประกอบลอจิคัลเกิดขึ้น DD1.5
พัลส์บวกสั้น ๆ ถูกสร้างขึ้น (ระยะเวลาประมาณ 1 µs) ตัวปรับกระแสไฟแบบปรับได้นั้นทำกับทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม VT2 และตัวต้านทานแบบแปรผัน R4 กระแสนี้ชาร์จตัวเก็บประจุ C3,และแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง เมื่อพัลส์บวกสั้น ๆ มาถึงฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นและคายประจุตัวเก็บประจุ S3 แรงดันฟันเลื่อยจึงเกิดขึ้นบนแผ่นของมัน
ตัวต้านทาน R4 ควบคุมกระแสการชาร์จของตัวเก็บประจุและด้วยเหตุนี้ความชันของการเพิ่มขึ้นของแรงดันฟันเลื่อยและแอมพลิจูด ตัวเก็บประจุ C1 และ SZ ถูกเลือกตามความถี่พัลส์ที่ต้องการ
บางครั้งจำเป็นต้องสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สร้างพัลส์จำนวนหนึ่งตามจำนวนปุ่มที่กด
แผนผังของอุปกรณ์ (ตัวเลือกแรก) ที่ใช้ความเป็นไปได้นี้จะแสดงในรูปที่ 1 123. ในทางปฏิบัติจะมีเครื่องกำเนิดพัลส์ ตัวนับ และตัวถอดรหัส เครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมประกอบขึ้นโดยใช้องค์ประกอบลอจิก DD1.3 และ DD1.4 อัตราการทำซ้ำของพัลส์คือประมาณ 10 Hz จากเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า พัลส์จะถูกส่งไปยังอินพุตของตัวนับทศนิยมไบนารีที่สร้างบนชิป DD2 เอาต์พุตทั้งสี่ของตัวนับเชื่อมต่อกับอินพุตของวงจรไมโคร DD3 ซึ่งเป็นตัวถอดรหัสที่มี 4 อินพุตและ 16 เอาต์พุต
เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่หน้าสัมผัสด้านขวา (ตามแผนภาพ) ของปุ่ม SB I-SB 15 ทั้งสิบห้าปุ่ม จะมีแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำที่ได้มาจากการมีตัวต้านทานความต้านทานต่ำ R5 แรงดันไฟฟ้านี้จ่ายให้กับอินพุตของมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายซึ่งสร้างบนองค์ประกอบ DD1.1, DD1.2 และตัวเก็บประจุ C1 และ
ลดแรงกระตุ้นจากการกระเด้งของหน้าสัมผัสปุ่ม เอาต์พุตของมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายต่ำ ดังนั้นเครื่องกำเนิดพัลส์จึงไม่ทำงาน เมื่อกดปุ่มใดปุ่มหนึ่งตัวเก็บประจุ C3 จะถูกชาร์จทันทีผ่านไดโอด VD1 ไปยังแรงดันไฟฟ้าระดับสูงซึ่งเป็นผลมาจากแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำปรากฏที่พิน 2 และ 3 ของตัวนับ DD2 ทำให้อยู่ในสภาพการทำงาน ในเวลาเดียวกันผ่านการสัมผัสแบบปิดของปุ่มกดแรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะถูกส่งไปยังอินพุตของมัลติไวเบรเตอร์ที่รออยู่และพัลส์กำเนิดจะถูกส่งไปยังอินพุตของตัวนับ ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าระดับต่ำจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตตัวถอดรหัสอย่างสม่ำเสมอ ทันทีที่ปรากฏที่เอาต์พุตซึ่งมีการเชื่อมต่อหน้าสัมผัสของปุ่มกด การจ่ายพัลส์ไปยังอินพุตตัวนับจะหยุดลง จำนวนพัลส์ที่สอดคล้องกับจำนวนปุ่มกดจะถูกลบออกจากพิน 11 ขององค์ประกอบ DD1.4 หากคุณยังคงกดปุ่มค้างไว้หลังจากนั้นครู่หนึ่งตัวเก็บประจุ SZ จะคายประจุผ่านตัวต้านทาน R2 ตัวนับ DD2 จะถูกตั้งค่าเป็นศูนย์และเครื่องกำเนิดจะออกพัลส์ชุดใหม่ ไม่สามารถปล่อยปุ่มได้จนกว่าชุดพัลส์จะสิ้นสุดลง
อุปกรณ์ใช้ตัวต้านทาน MLT-0.25 ตัวเก็บประจุออกไซด์ - K50-6 ทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 สามารถเป็นของซีรีย์ KT312, KT315, KT503, KT201, ไดโอด VD1 - ของซีรีย์ D7, D9, D311 ปุ่ม SB 1 -SB 15 - ประเภท P2K, KM 1-1 ฯลฯ
การตั้งค่าเครื่องกำเนิดเลขพัลส์เกี่ยวข้องกับการตั้งค่าอัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ต้องการโดยการเลือกตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C2 ซึ่งสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ไม่กี่เฮิรตซ์ไปจนถึงสิบกิโลเฮิรตซ์ ที่ความถี่สูงกว่า 100 Hz ใช้เวลาไม่เกิน 0.15 วินาทีในการออกพัลส์เต็มชุด ดังนั้นคุณจึงไม่จำเป็นต้องใช้นิ้วกดปุ่มค้างไว้ - การกดสั้นๆ ก็เพียงพอที่จะสร้างขบวนพัลส์ได้
ในรูป 124 แสดงไดอะแกรมของเครื่องกำเนิดเลขพัลส์อื่น (ตัวเลือกที่สอง) โดยอิงตามหลักการทำงานที่คล้ายกับที่อธิบายไว้ข้างต้น ด้วยการใช้ไมโครวงจร K176 ซีรีส์ วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงง่ายขึ้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างพัลส์ตั้งแต่ 1 ถึง 9 พัลส์
ในเครื่องกำเนิดพัลส์ตัวเลขสองแบบที่อธิบายไว้ข้างต้น จำเป็นต้องกดปุ่มค้างไว้จนกว่าชุดพัลส์จะสิ้นสุดลง ไม่เช่นนั้นพัลส์ที่ไม่สมบูรณ์จะถูกส่งออกมา นี่เป็นข้อเสีย ในรูป เลข 125 แสดงไดอะแกรมของเวอร์ชันที่สามของเครื่องกำเนิดเลขพัลส์ ซึ่งพัลส์จะเริ่มถูกสร้างขึ้นหลังจากปล่อยปุ่ม
ตัวเข้ารหัสถูกประกอบบนวงจรไมโคร DD1, DD2 และไดโอด VD1-VD3 ซึ่งแปลงเลขทศนิยมเป็นรหัสไบนารี่ สัญญาณจากเอาต์พุตของตัวเข้ารหัสจะถูกส่งไปยังอินพุต D1, D2, D4, D8 ของไมโครวงจร
DD4 (ตัวนับขึ้น/ลง) และไปยังอินพุตขององค์ประกอบลอจิก 4OR-HE (DD3.1)
พิจารณาการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อกดปุ่ม SB3 เมื่อกดปุ่ม แรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิก DD1.1 และ DD1.2 และแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำจะยังคงอยู่ที่เอาต์พุต DD2.1, DD2.2 แรงดันไฟฟ้าระดับต่ำจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิก DD3.1 ซึ่งผ่านวงจรสร้างความแตกต่าง C1R11 จะถูกส่งไปยังอินพุต C ของตัวนับขาลง DD4 และตั้งค่าเป็นสถานะ 1100 ในเวลาเดียวกันระดับต่ำ แรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิก DD3.2 ซึ่งกลับด้านโดยองค์ประกอบลอจิก DD5 .1 และเตรียมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับการดำเนินการโดยใช้องค์ประกอบลอจิก DD5.2-DD5.4 หลังจากปล่อยปุ่ม SB3 แรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบ DD3.1 ซึ่งจะนำไปใช้กับเอาต์พุต 12 ของไมโครวงจร DD5 เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเริ่มทำงาน พัลส์จากเอาต์พุต (พิน 11 ของชิป DD5) จะถูกส่งไปยังอินพุต -1 ของตัวนับขึ้น/ลง ในกรณีนี้ จำนวนที่บันทึกไว้ในตัวนับจะลดลง และการรวมกันของระดับลอจิคัล 0100, 1000, 0000 จะปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่องที่เอาต์พุต 1, 2, 4, 8 ของตัวนับ เมื่อตั้งค่าตัวนับไปที่สถานะ 0000 แสดงว่าแรงดันไฟฟ้าระดับสูง จะถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบลอจิก DD3.2 และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะหยุด สามพัลส์จะถูกส่งออก
ความถี่พัลส์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกกำหนดโดยองค์ประกอบ C2 และ R 12 และสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้าง (ตั้งแต่ไม่กี่เฮิรตซ์ไปจนถึงหลายร้อยกิโลเฮิรตซ์)
ในเครื่องกำเนิดพัลส์ที่อธิบายไว้ที่นี่ คุณสามารถใช้ตัวต้านทาน MLT-0.25 และตัวเก็บประจุ K50-6, KM-6 สามารถเปลี่ยนทรานซิสเตอร์ KT315B ด้วยทรานซิสเตอร์จากซีรีย์ KT312, KT315, KT316, KT503 ไดโอด - ซีรีย์ D7, D9, D311 ใดก็ได้ ปุ่ม - ประเภท P2K, KM1 เป็นต้น ไมโครวงจรสามารถอยู่ในซีรี่ส์ K 133, K 134, K 136, K158, KR531, K555 สำหรับตัวเลือกที่หนึ่งและสาม K561 - สำหรับตัวเลือกที่สอง
เครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมใช้ในอุปกรณ์วิทยุสมัครเล่นหลายชนิด เช่น มิเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องสล็อต และใช้กันอย่างแพร่หลายในการตั้งค่าอุปกรณ์ดิจิทัล เราขอนำเสนอวงจรและการออกแบบเครื่องกำเนิดพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
แอมพลิจูดของสัญญาณที่สร้างขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวมีความเสถียรมากและใกล้กับแรงดันไฟฟ้า แต่รูปร่างของการแกว่งอยู่ไกลจากไซน์ซอยด์มาก - สัญญาณเป็นพัลส์ และระยะเวลาของพัลส์และการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์สามารถปรับได้อย่างง่ายดาย พัลส์สามารถมีลักษณะคดเคี้ยวได้ง่ายเมื่อระยะเวลาของพัลส์เท่ากับระยะเวลาของการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์เหล่านั้น
เครื่องกำเนิดการผ่อนคลายประเภทหลักและแพร่หลายคือเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรที่มีทรานซิสเตอร์สองตัวซึ่งมีวงจรดังแสดงในรูปด้านล่าง ในนั้นแอมพลิฟายเออร์มาตรฐานสองตัวบนทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมนั่นคือเอาต์พุตของสเตจหนึ่งเชื่อมต่อกับอินพุตของอีกสเตจผ่านการแยกตัวเก็บประจุ C1 และ C2 นอกจากนี้ยังกำหนดความถี่ของการแกว่งที่เกิดขึ้น F หรือแม่นยำกว่านั้นคือคาบ T ฉันขอเตือนคุณว่าคาบและความถี่มีความสัมพันธ์กันโดยความสัมพันธ์แบบง่าย
หากวงจรมีความสมมาตรและพิกัดของชิ้นส่วนในทั้งสองสเตจเท่ากัน แสดงว่าแรงดันไฟเอาท์พุตมีรูปร่างคดเคี้ยว
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานดังนี้: ทันทีหลังจากเปิดเครื่องในขณะที่ไม่ได้ชาร์จตัวเก็บประจุ C1 และ C2 ทรานซิสเตอร์จะพบว่าตัวเองอยู่ในโหมดการขยายแบบ "เชิงเส้น" เมื่อกระแสฐานขนาดเล็กบางตัวถูกตั้งค่าโดยตัวต้านทาน R1 และ R2 มันจะกำหนดกระแสของตัวสะสม มากกว่าสองเท่า และแรงดันไฟฟ้าบนตัวสะสมจะน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเล็กน้อย เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานโหลด R3 และ R4 ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสม (อย่างน้อยเนื่องจากความผันผวนของความร้อน) ของทรานซิสเตอร์ตัวหนึ่งจะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุ C1 และ C2 ไปยังวงจรฐานของอีกตัวหนึ่ง
สมมติว่าแรงดันสะสม VT1 ลดลงเล็กน้อย การเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุ C2 ไปยังวงจรฐาน VT2 และบล็อกไว้เล็กน้อย แรงดันไฟฟ้าของตัวสะสม VT2 เพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกส่งโดยตัวเก็บประจุ C1 ไปยังฐาน VT1 มันถูกปลดล็อค กระแสของตัวสะสมจะเพิ่มขึ้นและแรงดันของตัวสะสมจะลดลงมากยิ่งขึ้น กระบวนการนี้เกิดขึ้นเหมือนหิมะถล่มและรวดเร็วมาก
เป็นผลให้ทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดโดยสมบูรณ์ แรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมจะไม่เกิน 0.05...0.1 V และ VT2 ถูกล็อคอย่างสมบูรณ์ และแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ตอนนี้เราต้องรอจนกว่าตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกชาร์จใหม่ และทรานซิสเตอร์ VT2 ถูกเปิดเล็กน้อยโดยกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานไบแอส R2 กระบวนการคล้ายหิมะถล่มจะไปในทิศทางตรงกันข้าม และจะนำไปสู่การเปิดทรานซิสเตอร์ VT2 โดยสมบูรณ์ และการปิด VT1 โดยสมบูรณ์ ตอนนี้คุณต้องรออีกครึ่งระยะเวลาในการชาร์จตัวเก็บประจุ
เวลาในการชาร์จจะถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้า, กระแสผ่านตัวต้านทาน Rl, R2 และความจุของตัวเก็บประจุ Cl, C2 ในกรณีนี้พวกเขาพูดถึง "ค่าคงที่เวลา" ของโซ่ Rl, C1 และ R2, C2 ซึ่งสอดคล้องกับช่วงเวลาของการแกว่งโดยประมาณ แท้จริงแล้วผลคูณของความต้านทานเป็นโอห์มและความจุเป็นฟารัดให้เวลาเป็นวินาที สำหรับค่าที่ระบุในแผนภาพรูปที่ 1 (360 kOhm และ 4700 pF) ค่าคงที่ของเวลาจะอยู่ที่ประมาณ 1.7 มิลลิวินาที ซึ่งบ่งชี้ว่าความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์จะอยู่ในช่วงเสียงลำดับร้อยเฮิรตซ์ ความถี่จะเพิ่มขึ้นตามแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น และลดพิกัดของ Rl, C1 และ R2, C2
เครื่องกำเนิดที่อธิบายไว้นั้นไม่โอ้อวดมาก: คุณสามารถใช้ทรานซิสเตอร์เกือบทุกชนิดในนั้นและเปลี่ยนค่าขององค์ประกอบภายในช่วงกว้าง คุณสามารถเชื่อมต่อโทรศัพท์ที่มีอิมพีแดนซ์สูงเข้ากับเอาต์พุตเพื่อฟังการสั่นของเสียง หรือแม้แต่ลำโพง - หัวไดนามิกที่มีหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ เช่น ลำโพงกระจายเสียงสำหรับสมาชิก ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถจัดระเบียบ เช่น เครื่องกำเนิดเสียงสำหรับการเรียนรู้รหัสมอร์ส ปุ่มโทรเลขจะอยู่ในวงจรไฟฟ้าตามลำดับพร้อมกับแบตเตอรี่
เนื่องจากไม่ค่อยจำเป็นต้องใช้เอาต์พุตแอนติเฟสสองตัวของมัลติไวเบรเตอร์ในการฝึกปฏิบัติวิทยุสมัครเล่น ผู้เขียนจึงเริ่มออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เรียบง่ายและประหยัดกว่าซึ่งมีองค์ประกอบน้อยลง สิ่งที่เกิดขึ้นแสดงในรูปต่อไปนี้ ที่นี่ใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน - p-p-p และ p-n-p พวกมันเปิดพร้อมกัน กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ตัวแรกทำหน้าที่เป็นกระแสพื้นฐานของวินาที
เมื่อรวมกันแล้ว ทรานซิสเตอร์ยังสร้างแอมพลิฟายเออร์สองสเตจซึ่งครอบคลุมโดย PIC ผ่านเชน R2, C1 เมื่อปิดทรานซิสเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสม VT2 (เอาต์พุต 1 V) จะลดลงเหลือศูนย์การตกนี้จะถูกส่งผ่านห่วงโซ่ PIC ไปยังฐานของ VT1 และปิดการทำงานโดยสมบูรณ์ เมื่อประจุตัวเก็บประจุ C1 ไปที่แผ่นด้านซ้ายประมาณ 0.5 V ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นเล็กน้อย กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่าน ทำให้กระแสไปยังทรานซิสเตอร์ VT2 เพิ่มมากขึ้น แรงดันไฟขาออกจะเริ่มเพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นนี้ถูกส่งไปยังฐานของ VT1 ทำให้เปิดได้มากขึ้น กระบวนการคล้ายหิมะถล่มที่อธิบายไว้ข้างต้นเกิดขึ้น โดยปลดล็อคทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวโดยสมบูรณ์ หลังจากผ่านไประยะหนึ่งที่ต้องชาร์จ C1 อีกครั้ง ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิดลง เนื่องจากกระแสผ่านตัวต้านทานค่าสูง R1 ไม่เพียงพอที่จะเปิดอย่างเต็มที่ และกระบวนการคล้ายหิมะถล่มจะพัฒนาไปในทิศทางตรงกันข้าม
รอบการทำงานของพัลส์ที่สร้างขึ้น ซึ่งก็คืออัตราส่วนของระยะเวลาพัลส์และการหยุดชั่วคราว ถูกควบคุมโดยการเลือกตัวต้านทาน R1 และ R2 และความถี่การสั่นโดยการเลือกความจุ C1 การสร้างความเสถียรที่แรงดันไฟฟ้าที่เลือกนั้นทำได้โดยการเลือกตัวต้านทาน R5 นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมแรงดันไฟขาออกภายในขีดจำกัดที่กำหนดได้ด้วย ตัวอย่างเช่น ด้วยพิกัดที่ระบุในแผนภาพและแรงดันไฟฟ้า 2.5 V (แบตเตอรี่ดิสก์อัลคาไลน์สองก้อน) ความถี่ในการสร้างคือ 1 kHz และแรงดันเอาต์พุตเท่ากับ 1 V พอดี กระแสไฟฟ้าที่ใช้จากแบตเตอรี่อยู่ที่ประมาณ 0.2 mA ซึ่งบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สูงมาก
โหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า R3, R4 ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของตัวแบ่ง 10 เพื่อให้สามารถลบแรงดันสัญญาณที่ต่ำกว่าได้ในกรณีนี้ 0.1 V แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า (ปรับได้) จะถูกลบออกจากมอเตอร์ตัวต้านทานแบบแปรผัน R4 . การปรับนี้จะมีประโยชน์หากคุณต้องการกำหนดหรือเปรียบเทียบความไวของโทรศัพท์ ทดสอบ ULF ที่มีความไวสูงโดยการใช้สัญญาณขนาดเล็กกับอินพุต และอื่นๆ หากไม่ได้ตั้งค่างานดังกล่าว คุณสามารถแทนที่ตัวต้านทาน R4 ด้วยตัวแบ่งค่าคงที่หนึ่งตัวหรือตัวแบ่งอื่น (0.01 V) ได้โดยการเพิ่มตัวต้านทาน 27 โอห์มอีกตัวที่ด้านล่าง
สัญญาณสี่เหลี่ยมที่มีขอบชันประกอบด้วยช่วงความถี่ที่หลากหลาย นอกเหนือจากความถี่พื้นฐาน F แล้ว ยังมีฮาร์โมนิกคี่ 3F, 5F, 7F และอื่นๆ จนถึงช่วงความถี่วิทยุ ดังนั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงสามารถใช้ในการทดสอบไม่เพียง แต่เครื่องเสียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเครื่องรับวิทยุด้วย แน่นอนว่าแอมพลิจูดของฮาร์โมนิคจะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น แต่เครื่องรับที่มีความไวเพียงพอจะช่วยให้คุณสามารถฟังได้ในช่วงคลื่นยาวและคลื่นกลางทั้งหมด
เป็นวงแหวนของอินเวอร์เตอร์สองตัว ฟังก์ชั่นของอันแรกนั้นดำเนินการโดยทรานซิสเตอร์ VT2 ที่อินพุตซึ่งเชื่อมต่อผู้ติดตามตัวปล่อยบนทรานซิสเตอร์ VT1 ทำเช่นนี้เพื่อเพิ่มความต้านทานอินพุตของอินเวอร์เตอร์ตัวแรก ทำให้สามารถสร้างความถี่ต่ำด้วยความจุของตัวเก็บประจุ C7 ที่ค่อนข้างน้อย ที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะมีการรวมองค์ประกอบ DD1.2 ไว้ด้วย ซึ่งทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบบัฟเฟอร์ที่ปรับปรุงการจับคู่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับวงจรที่กำลังทดสอบ
ในซีรีย์ที่มีตัวเก็บประจุไทม์มิ่ง (ค่าความจุที่ต้องการถูกเลือกโดยสวิตช์ SA1) จะเชื่อมต่อตัวต้านทาน R1 โดยการเปลี่ยนความต้านทานที่ควบคุมความถี่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ในการปรับรอบการทำงานของสัญญาณเอาท์พุต (อัตราส่วนของช่วงพัลส์ต่อระยะเวลา) ให้นำตัวต้านทาน R2 เข้าไปในวงจร
อุปกรณ์สร้างพัลส์ขั้วบวกด้วยความถี่ 0.1 Hz...1 MHz และรอบการทำงาน 2...500 ช่วงความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบ่งออกเป็น 7 ช่วงย่อย: 0.1...1, 1.10, 10 ...100, 100 ...1000 Hz และ 1...10, 10...100, 100...1000 kHz ซึ่งตั้งค่าโดยสวิตช์ SA1
วงจรสามารถใช้ทรานซิสเตอร์ซิลิคอนกำลังต่ำซึ่งมีอัตราขยายอย่างน้อย 50 (เช่น KT312, KT342 เป็นต้น) วงจรรวม K155LNZ, K155LN5
เครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมบนไมโครคอนโทรลเลอร์ในวงจรนี้จะเป็นส่วนเสริมที่ยอดเยี่ยมสำหรับห้องปฏิบัติการตรวจวัดที่บ้านของคุณ
คุณลักษณะของวงจรออสซิลเลเตอร์นี้คือจำนวนความถี่ที่แน่นอน ซึ่งก็คือ 31 นั่นเอง และสามารถนำมาใช้ในโซลูชันวงจรดิจิทัลต่างๆ ที่จำเป็นต้องเปลี่ยนความถี่ของออสซิลเลเตอร์โดยอัตโนมัติหรือใช้สวิตช์ 5 ตัว
การเลือกความถี่หนึ่งหรือความถี่อื่นทำได้โดยการส่งรหัสไบนารี่ห้าบิตที่อินพุตของไมโครคอนโทรลเลอร์
วงจรนี้ประกอบขึ้นบนไมโครคอนโทรลเลอร์ Attiny2313 ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่พบมากที่สุดตัวหนึ่ง ตัวแบ่งความถี่ที่มีอัตราส่วนการแบ่งแบบปรับได้นั้นสร้างขึ้นในซอฟต์แวร์ โดยใช้ความถี่ของออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์เป็นข้อมูลอ้างอิง
เครื่องกำเนิดพัลส์ได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตพัลส์ที่มีรูปร่างและระยะเวลาที่แน่นอน ใช้ในวงจรและอุปกรณ์ต่างๆ มากมาย นอกจากนี้ยังใช้ในเทคโนโลยีการวัดสำหรับการตั้งค่าและซ่อมแซมอุปกรณ์ดิจิทัลต่างๆ พัลส์สี่เหลี่ยมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบการทำงานของวงจรดิจิตอล ในขณะที่พัลส์สามเหลี่ยมอาจมีประโยชน์สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกวาดหรือแบบกวาด
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างพัลส์สี่เหลี่ยมอันเดียวโดยการกดปุ่ม วงจรถูกประกอบขึ้นตามองค์ประกอบทางลอจิคัลโดยใช้ทริกเกอร์ RS ปกติ ซึ่งช่วยลดความเป็นไปได้ที่พัลส์จะกระดอนจากหน้าสัมผัสปุ่มถึงตัวนับ
ในตำแหน่งหน้าสัมผัสของปุ่มดังที่แสดงในแผนภาพ แรงดันไฟฟ้าระดับสูงจะปรากฏที่เอาต์พุตแรก และที่เอาต์พุตที่สองจะมีระดับต่ำหรือศูนย์ลอจิคัล เมื่อกดปุ่ม สถานะของทริกเกอร์จะ เปลี่ยนไปตรงกันข้าม เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้เหมาะสำหรับทดสอบการทำงานของมิเตอร์ต่างๆ
ในวงจรนี้ จะมีการสร้างพัลส์เดี่ยวขึ้น ซึ่งระยะเวลาไม่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของพัลส์อินพุต เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวใช้ในตัวเลือกที่หลากหลาย: เพื่อจำลองสัญญาณอินพุตของอุปกรณ์ดิจิทัลเมื่อทดสอบการทำงานของวงจรตามไมโครวงจรดิจิทัลจำเป็นต้องจ่ายพัลส์จำนวนหนึ่งให้กับอุปกรณ์บางตัวภายใต้การทดสอบพร้อมการควบคุมกระบวนการด้วยสายตา ฯลฯ
ทันทีที่จ่ายไฟให้กับวงจรตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มชาร์จและเปิดใช้งานรีเลย์โดยเปิดวงจรจ่ายไฟด้วยหน้าสัมผัสด้านหน้า แต่รีเลย์จะไม่ปิดทันที แต่มีความล่าช้าเนื่องจาก กระแสคายประจุของตัวเก็บประจุ C1 จะไหลผ่านขดลวดของมัน เมื่อหน้าสัมผัสด้านหลังของรีเลย์ปิดอีกครั้ง วงจรใหม่จะเริ่มต้นขึ้น ความถี่ในการสลับของรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทาน R1
คุณสามารถใช้รีเลย์ได้เกือบทุกชนิด ฉันเอา. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนไฟต้นคริสต์มาสและเอฟเฟกต์อื่น ๆ ได้ ข้อเสียของโครงการนี้คือการใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่
วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกวงจรหนึ่งที่ใช้รีเลย์ซึ่งมีหลักการทำงานคล้ายกับวงจรก่อนหน้า แต่ต่างจากวงจรนี้ตรงที่ความถี่การทำซ้ำคือ 1 Hz โดยมีความจุตัวเก็บประจุน้อยกว่า เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปิดอยู่ ตัวเก็บประจุ C1 จะเริ่มชาร์จ จากนั้นซีเนอร์ไดโอดจะเปิดขึ้นและรีเลย์ K1 จะทำงาน ตัวเก็บประจุเริ่มคายประจุผ่านตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์คอมโพสิต หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ รีเลย์จะปิดและรอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใหม่จะเริ่มต้นขึ้น
เครื่องกำเนิดพัลส์ในรูปที่ A ใช้องค์ประกอบตรรกะ AND-NOT สามองค์ประกอบและทรานซิสเตอร์แบบ unipolar VT1 ขึ้นอยู่กับค่าของตัวเก็บประจุ C1 และตัวต้านทาน R2 และ R3 พัลส์ที่มีความถี่ 0.1 - สูงสุด 1 MHz จะถูกสร้างขึ้นที่เอาต์พุต 8 ช่วงกว้างดังกล่าวอธิบายได้จากการใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามในวงจรซึ่งทำให้สามารถใช้ตัวต้านทานเมกะโอห์ม R2 และ R3 ได้ เมื่อใช้พวกมันคุณยังสามารถเปลี่ยนรอบการทำงานของพัลส์ได้: ตัวต้านทาน R2 กำหนดระยะเวลาของระดับสูงและ R3 กำหนดระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าระดับต่ำ VT1 สามารถนำมาจากซีรีส์ KP302, KP303 ใดก็ได้ - K155LA3.
หากคุณใช้ไมโครวงจร CMOS เช่น K561LN2 แทนที่จะเป็น K155LA3 คุณสามารถสร้างเครื่องกำเนิดพัลส์ช่วงกว้างได้โดยไม่ต้องใช้ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามในวงจร วงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้แสดงในรูปที่ B เพื่อขยายจำนวนความถี่ที่สร้างขึ้น ความจุของตัวเก็บประจุวงจรไทม์มิ่งจะถูกเลือกโดยสวิตช์ S1 ช่วงความถี่ของเครื่องกำเนิดนี้คือ 1 Hz ถึง 10 kHz
รูปสุดท้ายแสดงวงจรของเครื่องกำเนิดพัลส์ซึ่งรวมถึงความสามารถในการปรับรอบการทำงาน สำหรับผู้ที่ลืมเราขอเตือนคุณ รอบการทำงานของพัลส์คืออัตราส่วนของระยะเวลาการทำซ้ำ (T) ต่อระยะเวลา (t):
รอบการทำงานที่เอาต์พุตของวงจรสามารถตั้งค่าได้ตั้งแต่ 1 ถึงหลายพันโดยใช้ตัวต้านทาน R1 ทรานซิสเตอร์ที่ทำงานในโหมดสวิตชิ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อขยายพัลส์กำลัง
หากจำเป็นต้องมีเครื่องกำเนิดพัลส์ที่มีความเสถียรสูง จำเป็นต้องใช้ควอตซ์ในความถี่ที่เหมาะสม
วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แสดงในภาพสามารถสร้างพัลส์สี่เหลี่ยมและฟันเลื่อยได้ ออสซิลเลเตอร์หลักสร้างขึ้นบนองค์ประกอบลอจิก DD 1.1-DD1.3 ของไมโครวงจรดิจิตอล K561LN2 ตัวต้านทาน R2 จับคู่กับตัวเก็บประจุ C2 จะสร้างวงจรสร้างความแตกต่าง ซึ่งสร้างพัลส์สั้นด้วยระยะเวลา 1 μs ที่เอาต์พุต DD1.5 ตัวปรับกระแสไฟแบบปรับได้นั้นประกอบอยู่บนทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามและตัวต้านทาน R4 กระแสไฟฟ้าไหลจากเอาต์พุตไปยังตัวเก็บประจุชาร์จ C3 และแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง เมื่อพัลส์บวกสั้นมาถึง ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นและตัวเก็บประจุ SZ จะคายประจุ จึงสร้างแรงดันฟันเลื่อยบนแผ่นของมัน เมื่อใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ คุณสามารถควบคุมกระแสประจุของตัวเก็บประจุ และความชันของพัลส์แรงดันฟันเลื่อย ตลอดจนแอมพลิจูดของมันได้
ตัวแปรของวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการสองตัววงจรนี้สร้างขึ้นโดยใช้ออปแอมป์ประเภท LM741 สองตัว ออปแอมป์ตัวแรกใช้เพื่อสร้างรูปทรงสี่เหลี่ยม และอันที่สองสร้างรูปทรงสามเหลี่ยม วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นดังนี้:
ใน LM741 แรก ข้อเสนอแนะ (FE) เชื่อมต่อกับอินพุตกลับด้านจากเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ซึ่งสร้างโดยใช้ตัวต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C2 และข้อเสนอแนะยังเชื่อมต่อกับอินพุตที่ไม่กลับด้านด้วย แต่ผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าตามตัวต้านทาน R2 และ R5 เอาต์พุตของ op-amp ตัวแรกเชื่อมต่อโดยตรงกับอินพุตกลับหัวของ LM741 ตัวที่สองผ่านความต้านทาน R4 ออปแอมป์ตัวที่สองนี้ร่วมกับ R4 และ C1 จะสร้างวงจรอินทิเกรเตอร์ อินพุตที่ไม่กลับด้านมีการต่อสายดิน ออปแอมป์ทั้งสองตัวมาพร้อมกับแรงดันไฟฟ้า +Vcc และ –Vee ตามปกติบนพินที่เจ็ดและสี่
โครงการทำงานดังนี้ สมมติว่าในตอนแรกมี +Vcc ที่เอาต์พุตของ U1 จากนั้นความจุ C2 จะเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน R1 ณ จุดหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าที่ C2 จะเกินระดับที่อินพุตที่ไม่กลับด้าน ซึ่งคำนวณโดยใช้สูตรด้านล่าง:
V 1 = (R 2 / (R 2 + R 5)) × V o = (10/20) × V o = 0.5 × V o
ผลลัพธ์ของ V 1 จะกลายเป็น –Vee ดังนั้นตัวเก็บประจุจึงเริ่มคายประจุผ่านตัวต้านทาน R1 เมื่อแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมความจุน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดโดยสูตร สัญญาณเอาท์พุตจะเป็น + Vcc อีกครั้ง ดังนั้นวงจรจะถูกทำซ้ำและด้วยเหตุนี้พัลส์สี่เหลี่ยมจึงถูกสร้างขึ้นตามระยะเวลาที่กำหนดโดยวงจร RC ซึ่งประกอบด้วยความต้านทาน R1 และตัวเก็บประจุ C2 รูปร่างสี่เหลี่ยมเหล่านี้ยังเป็นสัญญาณอินพุตไปยังวงจรอินทิเกรเตอร์ ซึ่งจะแปลงพวกมันให้เป็นรูปสามเหลี่ยม เมื่อเอาต์พุตของ op amp U1 คือ +Vcc ความจุไฟฟ้า C1 จะถูกชาร์จไปที่ระดับสูงสุด และสร้างความชันขึ้นเป็นค่าบวกของสามเหลี่ยมที่เอาต์พุตของ op amp U2 และด้วยเหตุนี้ หากมี –Vee ที่เอาท์พุตของออปแอมป์ตัวแรก ก็จะเกิดความชันที่เป็นลบลดลง นั่นคือเราได้คลื่นสามเหลี่ยมที่เอาต์พุตของ op-amp ตัวที่สอง
เครื่องกำเนิดพัลส์ในวงจรแรกสร้างขึ้นบนวงจรไมโคร TL494 เหมาะสำหรับการตั้งค่าวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ลักษณะเฉพาะของวงจรนี้คือแอมพลิจูดของพัลส์เอาท์พุตสามารถเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของวงจรและไมโครวงจรสามารถทำงานได้สูงถึง 41 V เนื่องจากไม่พบในแหล่งจ่ายไฟ ของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
คุณสามารถดาวน์โหลดเค้าโครง PCB ได้จากลิงค์ด้านบน
อัตราการทำซ้ำของพัลส์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยสวิตช์ S2 และตัวต้านทานแบบแปรผัน RV1 ตัวต้านทาน RV2 ใช้เพื่อปรับรอบการทำงาน สวิตช์ SA1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนโหมดการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากในเฟสเป็นต่อต้านเฟส ตัวต้านทาน R3 ต้องครอบคลุมช่วงความถี่ และช่วงการปรับรอบการทำงานจะถูกควบคุมโดยการเลือก R1, R2
ตัวเก็บประจุ C1-4 ตั้งแต่ 1,000 pF ถึง 10 µF ทรานซิสเตอร์ความถี่สูง KT972 ใด ๆ
การเลือกวงจรและการออกแบบเครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยม แอมพลิจูดของสัญญาณที่สร้างขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวมีความเสถียรมากและใกล้กับแรงดันไฟฟ้า แต่รูปร่างของการแกว่งอยู่ไกลจากไซน์ซอยด์มาก - สัญญาณเป็นพัลส์ และระยะเวลาของพัลส์และการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์สามารถปรับได้อย่างง่ายดาย พัลส์สามารถมีลักษณะคดเคี้ยวได้ง่ายเมื่อระยะเวลาของพัลส์เท่ากับระยะเวลาของการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์
สร้างพัลส์เดี่ยวสั้นที่ทรงพลังซึ่งกำหนดระดับลอจิคัลตรงข้ามกับพัลส์ที่มีอยู่ที่อินพุตหรือเอาต์พุตขององค์ประกอบดิจิทัลใดๆ เลือกระยะเวลาพัลส์เพื่อไม่ให้ชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกับด้านเข้าที่ทดสอบเสียหาย ทำให้ไม่สามารถรบกวนการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของส่วนประกอบที่ทดสอบกับส่วนที่เหลือได้
ในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ต่างๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งรูปร่างของแรงดันไฟเอาท์พุตแตกต่างจากไซน์ซอยด์อย่างมาก การสั่นดังกล่าวเรียกว่าการสั่นเพื่อการผ่อนคลาย มัลติไวเบรเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดการผ่อนคลายประเภทหนึ่ง Multivibrator (จากคำภาษาละติน มัลติม- มากและ การสั่นสะเทือน- การแกว่ง) เป็นตัวกำเนิดการผ่อนคลายของพัลส์สี่เหลี่ยมซึ่งทำในรูปแบบของอุปกรณ์ขยายสัญญาณที่มีวงจรตอบรับเชิงบวก (POC)
เครื่องกำเนิดสัญญาณพัลส์สามารถทำงานได้ในโหมดใดโหมดหนึ่งจากสามโหมด: สั่นเอง สแตนด์บาย หรือการซิงโครไนซ์
ในโหมดการสั่นด้วยตนเอง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างสัญญาณพัลส์อย่างต่อเนื่องโดยไม่มีอิทธิพลจากภายนอก ในโหมดสแตนด์บาย เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างสัญญาณพัลส์เมื่อพัลส์ภายนอก (ทริกเกอร์) มาถึง ในโหมดซิงโครไนซ์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างพัลส์แรงดันไฟฟ้าซึ่งมีความถี่เท่ากับหรือหลายเท่าของความถี่ของสัญญาณซิงโครไนซ์
สาระสำคัญของมัลติไวเบรเตอร์คือการเปลี่ยนพลังงานของตัวเก็บประจุ คตั้งแต่ประจุจนถึงคายประจุ จากแหล่งพลังงานไปจนถึงตัวต้านทาน ร- การสลับนี้ดำเนินการโดยใช้กุญแจอิเล็กทรอนิกส์
มัลติไวเบรเตอร์สามารถสร้างขึ้นบนพื้นฐานของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์และเอฟเฟกต์สนาม, แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน, ตัวจับเวลาที่ทำในรูปแบบของวงจรรวม, องค์ประกอบลอจิกที่เป็นไปได้หรือวงจรรวมเฉพาะ ตัวเลือกหลังกำลังแพร่หลายมากขึ้น
เครื่องกำเนิดพัลส์ที่ใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานในรูป 16.7 แสดงให้เห็นความผ่อนคลายแบบคลาสสิก รกับ-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มันทำงานในลักษณะนี้: สมมติว่าเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าครั้งแรก เอาต์พุตของ op-amp จะเข้าสู่ความอิ่มตัวที่เป็นบวก (สิ่งที่เกิดขึ้นนี้ไม่สำคัญ) ตัวเก็บประจุเริ่มชาร์จแรงดัน ยู IN OFF โดยมีค่าคงที่เวลาเท่ากับ τ = อาร์.ซี.. เมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุถึงแรงดันไฟฟ้า ยูปิดอินพุต ร 1 / (ร 1 + ร 2 ), op-amp เปลี่ยนเป็นสถานะความอิ่มตัวเชิงลบ (เปิดเป็นทริกเกอร์ Schmitt) และตัวเก็บประจุเริ่มคายประจุ ยูเปิด VX ร 1 /(ร 1 + ร 2 ), โดยมีค่าคงที่เวลาเท่ากัน วงจรจะทำซ้ำในช่วงเวลาที่ไม่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้า (รูปที่ 16.8): ต = หากใช้แทนตัวต้านทาน รการใช้ตัวต้านทานและไดโอดที่แตกต่างกันสองตัวคุณสามารถสร้างมัลติไวเบรเตอร์แบบอสมมาตร (รูปที่ 16.9) ซึ่งระยะเวลาของพัลส์บวกและลบไม่ตรงกัน
ระยะเวลาที่แตกต่างกันของพัลส์บวกและลบจะรับประกันโดยค่าคงที่เวลาที่แตกต่างกันสำหรับการชาร์จตัวเก็บประจุ τ 1และ τ 2: τ 1 = ร 3 C; และ τ 2 =R 4 C. (16.8)
ข้าว. 16.7. เครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมที่ใช้ Op-amp
มะเดื่อ 16.8. แผนภาพเวลาการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เครื่องกำเนิดฟังก์ชั่นซึ่งทำให้เกิดการแกว่งประเภทต่างๆ ไปพร้อมๆ กัน: สี่เหลี่ยม, สามเหลี่ยม, ไซนูซอยด์ สามารถนำไปใช้งานได้โดยใช้ op-amp รุ่น แรงดันไฟฟ้าสลับรูปสามเหลี่ยมดำเนินการตามวงจรอย่างง่ายโดยใช้ตัวรวมและทริกเกอร์ Schmitt ในทางกลับกัน เมื่อใช้หน่วยง่ายๆ เพื่อสร้างฟังก์ชันไซน์ซอยด์ (เช่น ฟิลเตอร์ความถี่ต่ำผ่าน) คุณสามารถรับแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์จากแรงดันไฟฟ้ารูปสามเหลี่ยมได้ แผนภาพบล็อกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวแสดงในรูปที่ 16.10
ข้าว. 16.11. แผนผังของเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน
แอมพลิจูดแรงดันไฟฟ้ารูปสามเหลี่ยม ขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของระดับทริกเกอร์ Schmitt เท่านั้น และเป็น
ยู ดี = ยูสูงสุด (16.9)
โดยที่ Umax คือขีดจำกัดความอิ่มตัวของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ DA1 ระยะเวลาของการแกว่งจะเท่ากับสองเท่าของเวลาที่ผู้รวมระบบเปลี่ยนแรงดันเอาต์พุตจากเป็น ดังต่อไปนี้: T = 4RC ดังนั้นความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจึงไม่ขึ้นอยู่กับระดับของขีดจำกัดความอิ่มตัว Umax ของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน
โมโนไวเบรเตอร์คือมัลติไวเบรเตอร์ในโหมดสแตนด์บาย ขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงาน เครื่องสั่นเดี่ยวมักได้รับการตั้งชื่ออื่น ๆ เช่น ระบบทริกเกอร์ ระบบมัลติไวเบรเตอร์แบบยับยั้ง เครื่องผ่อนคลายรอบเดียว ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าจะชื่ออะไร เครื่องสั่นเดี่ยวก็เป็นอุปกรณ์ที่มีการตอบรับเชิงบวก โดยมีความเสถียร และสถานะคงที่เวลาเดียว ก่อตัวเป็นพัลส์สี่เหลี่ยมอันเดียว
การก่อตัวของพัลส์สี่เหลี่ยมจะดำเนินการโดยการยิงครั้งเดียวหลังจากการมาถึงของพัลส์ทริกเกอร์ ซึ่งจะถ่ายโอนช็อตเดียวจากสถานะเสถียรไปยังสถานะเสถียรชั่วคราว ช่วงเวลาของการสิ้นสุดของสถานะเสถียรชั่วคราวจะถูกกำหนดโดยโซ่ไทม์มิ่ง ด้วยการเปลี่ยนค่าคงที่เวลาของห่วงโซ่ (อย่างราบรื่นหรือกะทันหัน) คุณสามารถปรับระยะเวลาของพัลส์เอาท์พุตได้ในช่วงกว้าง ดังนั้น เครื่องสั่นเดี่ยวจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสร้างพัลส์สี่เหลี่ยมในช่วงเวลาและแอมพลิจูดที่กำหนด และเพื่อหน่วงเวลาพัลส์ในช่วงเวลาที่กำหนด
สามารถรับช็อตเดียวได้จากเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสั่นตัวเองหากถูกบังคับให้ล็อคในสถานะเสถียรชั่วคราวสถานะใดสถานะหนึ่งและเปลี่ยนเป็นสถานะเสถียร (รูปที่ 16.12)
วงจรประกอบด้วยไดโอด VD2 ซึ่งดำเนินการโหมดสแตนด์บายและวงจรทริกเกอร์บนองค์ประกอบ C1, R3, VD1 วงจรมีสถานะเสถียรเมื่อแรงดันเอาต์พุตเท่ากับแรงดันอิ่มตัวเชิงลบของ op-amp U-
ในสถานะเริ่มต้น (ที่เอาต์พุต U) ไดโอด VD2 จะเปิดอยู่ แรงดันไฟฟ้าที่ UI อินพุตแบบกลับด้านจะอยู่ที่ประมาณศูนย์ และแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตที่ไม่กลับด้าน UN = U- R2 / (R1 + R2) สหประชาชาติ - UI< 0, UВЫХ = U- .Диод VD1, подключенный к неинвертирующему входу, заперт. В момент времени t1 (рис. 16.13) входной сигнал открывает этот диод, на неинвертирующий вход подается положительный сигнал, (на инвертирующем входе остается нулевой сигнал), на выходе ОУ появляется положительной напряжение. После этого начинается заряд конденсатора C. Когда напряжение на нем становится больше напряжения UН = U+ R2 / (R1 + R2), дифференциальный сигнал UН - UИ становится отрицательным и ОУ возвращается в исходное устойчивое состояние. Очередной запускающий импульс можно подавать только после момента времени t3.
มะเดื่อ 16.12. แผนผังของเครื่องสั่นเดี่ยว
มะเดื่อ 16.13. แผนภาพเวลาของการทำงานแบบนัดเดียว
พัลส์สี่เหลี่ยมที่มีช่วงความถี่และรอบการทำงานที่หลากหลายสามารถรับได้โดยใช้เครื่องขยายสัญญาณปฏิบัติการ uA741
แผนภาพของเครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมดังกล่าวแสดงอยู่ด้านล่าง
ในแผนภาพ ตัวเก็บประจุ C1 และ R1 จะสร้างวงจรตั้งเวลา ตัวต้านทาน R2 และ R3 จะสร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายแรงดันเอาต์พุตส่วนที่คงที่ให้กับพินที่ไม่กลับด้านของ op-amp เป็นแรงดันอ้างอิง
เครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมพร้อมความถี่ที่ปรับได้ รายละเอียดของงาน
ในตอนแรก แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุ C1 จะเป็นศูนย์และเอาต์พุตของ op-amp จะสูง เป็นผลให้ตัวเก็บประจุ C1 เริ่มชาร์จจากแรงดันไฟฟ้าบวกผ่านโพเทนชิออมิเตอร์ R1
เมื่อประจุตัวเก็บประจุ C1 ถึงระดับที่แรงดันไฟฟ้าที่ขากลับด้านของ op-amp สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขาที่ไม่กลับด้าน เอาต์พุตของ op-amp จะเปลี่ยนไปที่ค่าลบ
ในกรณีนี้ตัวเก็บประจุจะคายประจุอย่างรวดเร็วผ่าน R1 จากนั้นจึงเริ่มชาร์จไปที่ขั้วลบ เมื่อชาร์จ C1 จากแรงดันไฟฟ้าเชิงลบ เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อกลับด้านเป็นลบมากกว่าที่ขั้วต่อที่ไม่กลับด้าน เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียงจะเปลี่ยนเป็นค่าบวก
ตอนนี้ตัวเก็บประจุจะคายประจุอย่างรวดเร็วผ่าน R1 และเริ่มชาร์จจากขั้วบวก วงจรนี้จะถูกทำซ้ำอย่างไม่มีที่สิ้นสุด และผลลัพธ์จะเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมต่อเนื่องที่เอาต์พุตโดยมีแอมพลิจูดตั้งแต่ + Vcc ถึง -Vcc
คาบการสั่นของเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมสามารถแสดงได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:
ตามกฎแล้วความต้านทาน R3 จะเท่ากับ R2 จากนั้นสมการของช่วงเวลาสามารถทำให้ง่ายขึ้น:
ต = 2.1976R1C1
สูตรสามารถกำหนดความถี่ได้: F = 1 / T
ตอนนี้เล็กน้อยเกี่ยวกับแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ uA741
แอมพลิฟายเออร์สำหรับปฏิบัติการ uA741 เป็นไอซียอดนิยมที่สามารถใช้ได้กับหลายวงจร
ออปแอมป์ LM741 มีจำหน่ายในแพ็คเกจ DIP พลาสติก 8 พินที่ประกอบด้วยแอมพลิฟายเออร์หนึ่งตัว
แอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน uA741 สามารถนำไปใช้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น: ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์, อินทิเกรเตอร์, แอดเดอร์, ตัวลบ, แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล, พรีแอมป์, เครื่องกำเนิดความถี่ ฯลฯ
แม้ว่าตามกฎแล้ว uA741 จะทำงานจากแหล่งจ่ายไฟแบบไบโพลาร์ แต่ก็สามารถทำงานจากแหล่งจ่ายไฟแบบขั้วเดียวได้สำเร็จเช่นกัน
การกำหนดพินของ uA741 แสดงในรูปต่อไปนี้:
ช่วงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ uA741 คือ +/- 5 ถึง +/- 18 โวลต์
พินหมายเลข 1 และ 5 ใช้สำหรับการตั้งค่าออฟเซ็ตเป็นศูนย์ ซึ่งสามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานผันแปร 10K เข้ากับพิน 1 และ 2 และแถบเลื่อนตัวต้านทานเข้ากับพิน 4
การกระจายพลังงานสูงสุดของ uA741 คือ 500 mW
