Cara membuat generator pulsa dari klakson. Generator sinyal: generator fungsi DIY

Generator pulsa persegi panjang banyak digunakan dalam teknik radio, televisi, sistem kontrol otomatis dan teknologi komputer.

Untuk mendapatkan pulsa persegi panjang dengan tepi yang curam, banyak digunakan perangkat yang prinsip operasinya didasarkan pada penggunaan amplifier elektronik dengan umpan balik positif. Perangkat ini termasuk apa yang disebut osilator relaksasi - multivibrator, osilator pemblokiran. Generator ini dapat beroperasi dalam salah satu mode berikut: siaga, berosilasi sendiri, sinkronisasi, dan pembagian frekuensi.

Dalam mode siaga, generator memiliki satu keadaan keseimbangan yang stabil. Pulsa pemicu eksternal menyebabkan transisi mendadak dari generator yang menunggu ke keadaan baru, yang tidak stabil. Dalam keadaan ini, yang disebut kuasi-ekuilibrium, atau stabil sementara, proses yang relatif lambat terjadi di rangkaian generator, yang pada akhirnya menyebabkan lompatan terbalik, setelah itu keadaan awal yang stabil terbentuk. Durasi keadaan kuasi-ekuilibrium, yang menentukan durasi pulsa persegi panjang yang dihasilkan, bergantung pada parameter rangkaian generator. Persyaratan utama generator tunggu adalah kestabilan durasi pulsa yang dihasilkan dan kestabilan keadaan awalnya. Generator tunggu digunakan, pertama-tama, untuk memperoleh interval waktu tertentu, yang awal dan akhir masing-masing ditetapkan oleh maju dan mundurnya pulsa persegi panjang yang dihasilkan, serta untuk memperluas pulsa, untuk membagi pengulangan pulsa. tarif dan tujuan lainnya.

Dalam mode osilasi mandiri, generator memiliki dua keadaan kuasi-ekuilibrium dan tidak memiliki satu keadaan stabil. Dalam mode ini, tanpa pengaruh eksternal apa pun, generator secara berurutan berpindah dari satu keadaan kuasi-ekuilibrium ke keadaan kuasi-ekuilibrium lainnya. Dalam hal ini, pulsa dihasilkan, amplitudo, durasi, dan laju pengulangannya hanya ditentukan oleh parameter generator. Persyaratan utama untuk generator tersebut adalah stabilitas frekuensi osilasi sendiri yang tinggi. Sedangkan akibat perubahan tegangan suplai, penggantian dan penuaan elemen, serta pengaruh faktor lain (suhu, kelembaban, interferensi, dll), kestabilan frekuensi osilasi mandiri generator biasanya rendah.

Dalam mode sinkronisasi atau pembagian frekuensi, laju pengulangan pulsa yang dihasilkan ditentukan oleh frekuensi tegangan sinkronisasi eksternal (sinusoidal atau pulsa) yang disuplai ke rangkaian generator. Frekuensi pengulangan pulsa sama dengan atau kelipatan frekuensi tegangan sinkronisasi.

Generator pulsa persegi panjang tipe relaksasi yang berulang secara berkala disebut multivibrator.

Rangkaian multivibrator dapat diimplementasikan baik pada elemen diskrit maupun dalam desain terintegrasi.

Multivibrator berdasarkan elemen diskrit. Multivibrator ini menggunakan dua tahap amplifikasi yang dicakup oleh umpan balik. Satu kaki umpan balik dibentuk oleh kapasitor dan resistor , Dan lainnya - Dan (Gbr. 6.16).

menyatakan dan memastikan pembangkitan pulsa berulang secara berkala, yang bentuknya mendekati persegi panjang.

Dalam multivibrator, kedua transistor dapat berada dalam mode aktif untuk waktu yang sangat singkat, karena sebagai akibat dari umpan balik positif, rangkaian melompat ke keadaan di mana satu transistor terbuka dan transistor lainnya tertutup.

Mari kita berasumsi dengan pasti bahwa pada saat itu transistor VT1 terbuka dan jenuh, dan transistor VT2 tertutup (Gbr. 6.17). Kapasitor Karena arus yang mengalir pada rangkaian pada waktu-waktu sebelumnya, maka dibebankan pada tegangan tertentu. Polaritas tegangan ini sedemikian rupa hingga ke basis transistor VT2 tegangan negatif diterapkan relatif terhadap emitor dan VT2 tertutup. Karena satu transistor tertutup, dan transistor lainnya terbuka dan jenuh, kondisi eksitasi diri tidak terpenuhi dalam rangkaian, karena koefisien penguatan tahapan
.

Dalam keadaan ini, dua proses terjadi di sirkuit. Salah satu prosesnya berhubungan dengan aliran arus isi ulang kapasitor dari sumber listrik melalui rangkaian resistor – transistor terbuka VT1 .Proses kedua adalah karena muatan kapasitor melalui sebuah resistor
dan rangkaian dasar transistor VT1 , menghasilkan tegangan pada kolektor transistor VT2 meningkat (Gbr. 6.17). Karena resistor yang termasuk dalam rangkaian basis transistor memiliki resistansi yang lebih tinggi dibandingkan resistor kolektor (
), waktu pengisian kapasitor lebih sedikit waktu untuk mengisi ulang kapasitor .

	Proses pengisian kapasitor bersifat eksponensial dengan konstanta waktu . Oleh karena itu, waktu pengisian kapasitor , serta waktu naik tegangan kolektor , yaitu durasi muka pulsa . Selama ini kapasitor mengisi daya hingga tegangan .Karena pengisian kapasitor yang berlebihan tegangan dasar transistor VT2 berkembang, tapi untuk saat ini transistor VT2 tertutup dan transistor VT1

terbuka karena basisnya dihubungkan ke kutub positif catu daya melalui resistor .

Dasar
dan kolektor
tegangan transistor VT1 namun, mereka tidak berubah. Keadaan rangkaian ini disebut kuasi-stabil.

Pada suatu saat saat kapasitor diisi ulang, tegangan di dasar transistor VT2 mencapai tegangan pembuka dan transistor VT2 beralih ke mode operasi aktif, untuk itu
. Saat membuka VT2 arus kolektor meningkat dan menurun sesuai dengan itu
. Mengurangi
menyebabkan penurunan arus basis transistor VT1 , yang pada gilirannya menyebabkan penurunan arus kolektor . Pengurangan saat ini disertai dengan peningkatan arus basis transistor VT2 , karena arus mengalir melalui resistor
, bercabang ke basis transistor VT2 Dan
.

Setelah transistor VT1 keluar dari mode saturasi, kondisi eksitasi diri terpenuhi di sirkuit:
. Dalam hal ini, proses peralihan rangkaian berlangsung seperti longsoran salju dan berakhir pada transistor VT2 masuk ke mode saturasi, dan transistor VT1 – ke mode potong.

Selanjutnya, kapasitor hampir habis (
) diisi dari sumber listrik melalui rangkaian resistor
– rangkaian dasar transistor terbuka VT2 menurut hukum eksponensial dengan konstanta waktu
. Akibatnya, seiring berjalannya waktu
tegangan melintasi kapasitor meningkat sebelum
dan bagian depan tegangan kolektor terbentuk
transistor VT1 .

Keadaan transistor mati VT1 dijamin oleh fakta bahwa awalnya dibebankan pada tegangan kapasitor melalui transistor terbuka VT2 dihubungkan ke celah basis-emitor transistor VT1 , yang mempertahankan tegangan negatif pada basisnya. Seiring waktu, tegangan pemblokiran di basis berubah seiring dengan perubahan kapasitor diisi ulang melalui rangkaian resistor – transistor terbuka VT2 . Pada suatu saat tegangan basis transistor VT1 mencapai nilainya
dan itu terbuka.

Di sirkuit, kondisi eksitasi diri dipenuhi lagi dan proses regeneratif berkembang, sebagai akibatnya transistor VT1 masuk ke mode saturasi, dan VT2 menutup. Kapasitor ternyata bermuatan tegangan
, dan kapasitor hampir kosong(
). Ini berhubungan dengan suatu momen , dari mana pertimbangan proses di sirkuit dimulai. Ini menyelesaikan siklus penuh pengoperasian multivibrator, karena di masa depan proses dalam rangkaian akan berulang.

Sebagai berikut dari diagram pengaturan waktu (Gbr. 6.17), dalam multivibrator, pulsa persegi panjang yang berulang secara berkala dapat dikeluarkan dari kolektor kedua transistor. Dalam hal beban dihubungkan ke kolektor transistor VT2 , durasi pulsa ditentukan oleh proses pengisian ulang kapasitor , dan durasi jeda – proses pengisian ulang kapasitor .

Rangkaian pengisian ulang kapasitor mengandung satu unsur reaktif, oleh karena itu, di mana
;
;.

Dengan demikian, .

Proses isi ulang berakhir pada saat tertentu , Kapan
. Akibatnya, durasi pulsa positif dari tegangan kolektor transistor VT2 ditentukan oleh rumus:

.

Dalam kasus multivibrator dibuat pada transistor germanium, rumusnya disederhanakan, karena
.

Proses pengisian ulang kapasitor , yang menentukan durasi jeda antara pulsa tegangan kolektor transistor VT2 , berlangsung dalam rangkaian ekivalen yang sama dan dalam kondisi yang sama dengan proses pengisian ulang kapasitor , hanya dengan konstanta waktu yang berbeda:
. Oleh karena itu rumus perhitungannya mirip dengan rumus menghitung :

.

Biasanya, dalam multivibrator, durasi pulsa dan durasi jeda disesuaikan dengan mengubah resistansi resistor Dan .

Durasi bagian depan tergantung pada waktu pembukaan transistor dan ditentukan oleh waktu pengisian kapasitor melalui resistor kolektor pada lengan yang sama.
. Saat menghitung multivibrator, kondisi saturasi transistor terbuka harus dipenuhi
. Untuk transistor VT2 tidak termasuk arus
pengisian ulang kapasitor saat ini
. Oleh karena itu, untuk transistor VT1 kondisi saturasi
, dan untuk transistor VT2 -
.

Frekuensi pulsa yang dihasilkan
. Kendala utama dalam meningkatkan frekuensi pembangkitan pulsa adalah lamanya waktu naik pulsa. Mengurangi durasi muka pulsa dengan mengurangi resistansi resistor kolektor dapat menyebabkan kegagalan kondisi saturasi.

Dengan tingkat kejenuhan yang tinggi dalam rangkaian multivibrator yang dipertimbangkan, kasus mungkin terjadi ketika, setelah dinyalakan, kedua transistor jenuh dan tidak ada osilasi. Ini sesuai dengan mode eksitasi diri yang ketat. Untuk mencegah hal ini, Anda harus memilih mode operasi transistor terbuka mendekati batas saturasi untuk mempertahankan penguatan yang cukup pada rangkaian umpan balik, dan juga menggunakan rangkaian multivibrator khusus.

Jika durasi pulsa sama dengan durasi , yang biasanya dicapai pada , maka multivibrator seperti itu disebut simetris.

Waktu naik pulsa yang dihasilkan oleh multivibrator dapat dikurangi secara signifikan jika dioda juga dimasukkan ke dalam rangkaian (Gbr. 6.18).

Misalnya ketika transistor mati VT2 dan tegangan kolektor mulai meningkat, kemudian ke dioda VD2 tegangan balik diterapkan, ia menutup dan dengan demikian mematikan kapasitor pengisi daya dari kolektor transistor VT2 . Akibatnya kapasitor bermuatan arus tidak lagi mengalir melalui resistor , dan melalui resistor . Akibatnya, durasi pulsa depan tegangan kolektor
sekarang hanya ditentukan oleh proses penutupan transistor VT2 . Dioda bekerja dengan cara yang sama. VD1 saat mengisi kapasitor .

Meskipun dalam rangkaian seperti itu waktu naik berkurang secara signifikan, waktu pengisian kapasitor, yang membatasi siklus kerja pulsa, praktis tidak berubah. Konstanta waktu
Dan
tidak dapat dikurangi dengan mengurangi . Penghambat dalam keadaan terbuka transistor dihubungkan melalui dioda terbuka yang paralel dengan resistor .Akibatnya, kapan
Konsumsi daya rangkaian meningkat.

Multivibrator pada sirkuit terpadu(Gbr. 6.19) Rangkaian paling sederhana berisi dua elemen logika pembalik LE1 Dan LE2, dua rantai waktu
Dan
dan dioda VD1 , VD2 .

Mari kita berasumsi bahwa pada saat ini (Gbr. 6.20) tegangan , A . Jika arus melalui kapasitor tidak bocor, maka tegangan di atasnya , dan pada input elemen LE1 . Arus pengisian kapasitor mengalir dalam rangkaian dari LE1 melalui sebuah resistor . Tegangan masukan LE2 saat kapasitor terisi menurun, tapi untuk saat ini ,LE2 bernilai nol pada keluarannya.

Pada suatu saat
dan di pintu keluar LE2
. Alhasil, di pintu masuk LE1 melalui kapasitor , yang dibebankan ke tegangan
, tegangan diterapkan dan LE1 menuju keadaan nol
. Sejak tegangan keluaran LE1 menurun, maka kapasitor mulai keluar. Akibatnya, resistor akan timbul tegangan polaritas negatif, dioda akan terbuka VD2 dan kapasitor akan cepat habis menjadi tegangan
. Setelah proses ini selesai, tegangan input LE2
.

Pada saat yang sama, kapasitor sedang mengisi daya di sirkuit. dan seiring waktu tegangan input LE1 berkurang. Ketika pada suatu saat tegangan
,
,
. Prosesnya mulai berulang. Kapasitor terisi kembali , dan kapasitor dibuang melalui dioda terbuka VD1 . Karena resistansi dioda terbuka jauh lebih kecil daripada resistansi resistor , Dan , pelepasan kapasitor Dan terjadi lebih cepat dari biayanya.

Tegangan masukan LE1 dalam interval waktu
ditentukan oleh proses pengisian kapasitor :, Di mana
;
– resistansi keluaran elemen logika dalam satu keadaan;
;
, Di mana
. Kapan
, pembentukan pulsa pada keluaran elemen berakhir LE2, oleh karena itu, durasi pulsa

.

Durasi jeda antar pulsa (interval waktu dari sebelum ) ditentukan oleh proses pengisian kapasitor , Itu sebabnya

.

Durasi bagian depan pulsa yang dihasilkan ditentukan oleh waktu peralihan elemen logika.

Dalam diagram waktu (Gbr. 6.20), amplitudo pulsa keluaran tidak berubah:
, karena selama konstruksinya resistansi keluaran elemen logika tidak diperhitungkan. Mengingat keterbatasan resistansi keluaran ini, amplitudo pulsa akan berubah.

Kerugian dari rangkaian multivibrator paling sederhana berdasarkan elemen logika adalah mode eksitasi diri yang keras dan kemungkinan tidak adanya mode operasi osilasi. Kelemahan rangkaian ini dapat dihilangkan dengan menambahkan elemen logika AND (Gbr. 6.21).

Ketika multivibrator menghasilkan pulsa, outputnya LE3
, karena
. Namun, karena mode eksitasi diri yang ketat, ada kemungkinan bahwa ketika tegangan catu daya dihidupkan, karena tingkat kenaikan tegangan yang rendah, arus pengisian kapasitor Dan ternyata kecil. Dalam hal ini, tegangan turun pada resistor Dan mungkin kurang dari ambang batas
dan kedua elemen( LE1 Dan LE2) akan menemukan diri mereka dalam keadaan di mana tegangan pada outputnya
. Dengan kombinasi sinyal masukan pada keluaran elemen LE3 ketegangan akan muncul
, yang melalui resistor dipasok ke input elemen LE2. Karena
, Itu LE2 ditransfer ke keadaan nol dan rangkaian mulai menghasilkan pulsa.

Untuk membangun generator pulsa persegi panjang, bersama dengan elemen diskrit dan LE dalam desain terintegrasi, penguat operasional digunakan.

Multivibrator pada penguat operasional memiliki dua sirkuit umpan balik (Gbr. 6.22). Rangkaian umpan balik dari masukan non-pembalik dibentuk oleh dua resistor ( Dan ) dan maka dari itu . Umpan balik pada masukan pembalik dibentuk oleh sebuah rantai ,

oleh karena itu tegangan pada input pembalik
tidak hanya bergantung pada tegangan pada keluaran penguat, tetapi juga merupakan fungsi waktu
.

Kami akan mempertimbangkan proses yang terjadi di multivibrator, mulai dari momen waktu (Gbr. 6.23), ketika tegangan keluaran positif ( ). Dalam hal ini, kapasitor sebagai hasil dari proses yang terjadi pada waktu sebelumnya, ia diisi sedemikian rupa sehingga tegangan negatif diterapkan pada masukan pembalik.

Input non-pembalik mempunyai tegangan positif
. Tegangan
tetap konstan, dan tegangan pada input pembalik
meningkat seiring waktu, cenderung ke level
, karena proses pengisian ulang kapasitor berlangsung di rangkaian .

Namun, untuk saat ini
, keadaan penguat menentukan tegangan pada masukan non-pembalik dan tingkat keluaran dipertahankan
.

Pada suatu saat Tegangan pada input penguat operasional menjadi sama dengan:
. Sedikit peningkatan lebih lanjut
mengarah pada fakta bahwa tegangan diferensial (perbedaan) pada input pembalik penguat
ternyata positif, sehingga tegangan keluarannya turun tajam dan menjadi negatif
. Karena tegangan pada keluaran penguat operasional telah berubah polaritasnya, maka kapasitor kemudian diisi ulang dan tegangan di atasnya, serta tegangan pada input pembalik, cenderung
.

Pada suatu saat lagi
dan kemudian tegangan diferensial (perbedaan) pada input penguat
menjadi negatif. Karena bekerja pada masukan pembalik, tegangan pada keluaran penguat melonjak lagi ke nilainya
. Tegangan pada masukan non-pembalik juga berubah secara tiba-tiba
. Kapasitor , yang pada saat itu dibebankan ke tegangan negatif, diisi ulang lagi dan tegangan pada masukan pembalik meningkat, cenderung
. Sejak dalam kasus ini
, maka tegangan pada keluaran penguat tetap konstan. Sebagai berikut dari diagram waktu (Gbr. 6.23), pada saat waktu siklus penuh operasi rangkaian berakhir dan di masa depan proses di dalamnya diulangi. Jadi, pulsa persegi panjang yang berulang secara berkala dihasilkan pada keluaran rangkaian, yang amplitudonya adalah
sama dengan
. Durasi pulsa (interval waktu
) ditentukan oleh waktu yang diperlukan untuk mengisi ulang kapasitor menurut hukum eksponensial dari
sebelum
dengan waktu yang konstan
, Di mana
– impedansi keluaran penguat operasional. Karena pada saat jeda (interval
) kapasitor diisi ulang dalam kondisi yang persis sama seperti selama pembentukan pulsa
. Oleh karena itu, rangkaian bekerja sebagai multivibrator simetris.

terjadi dengan waktu yang konstan
. Dengan tegangan keluaran negatif (
) dioda terbuka VD2 dan waktu pengisian ulang kapasitor konstan , yang menentukan durasi jeda,
.

Multivibrator atau monovibrator siaga memiliki satu keadaan stabil dan menghasilkan pulsa persegi panjang ketika pulsa pemicu pendek diterapkan ke input rangkaian.

vibrator tunggal berdasarkan elemen diskrit terdiri dari dua tahap amplifikasi yang dicakup oleh umpan balik positif (Gbr. 6.25).

	Satu cabang umpan balik, seperti pada multivibrator, dibentuk oleh kapasitor dan resistor ; yang lainnya adalah resistor , termasuk dalam rangkaian umum emitor kedua transistor. Berkat penyertaan resistor ini tegangan basis-emitor

transistor VT1 tergantung pada arus kolektor transistor VT2 . Sirkuit ini disebut vibrator tunggal berpasangan emitor. Parameter rangkaian dihitung sedemikian rupa sehingga pada keadaan awal, tanpa adanya pulsa masukan, transistor VT2 terbuka dan kaya, dan VT1 berada dalam mode cutoff. Keadaan rangkaian yang stabil ini dipastikan bila kondisi berikut terpenuhi:
.

Mari kita asumsikan monovibrator berada dalam kondisi stabil. Maka arus dan tegangan pada rangkaian akan konstan. Basis transistor VT2 melalui sebuah resistor terhubung ke kutub positif catu daya, yang, pada prinsipnya, memastikan keadaan transistor terbuka. Untuk menghitung kolektor
dan dasar arus kita memiliki sistem persamaan

.

Setelah ditentukan dari sini arusnya
Dan , kondisi saturasinya kita tuliskan dalam bentuk:

.

Mengingat bahwa
Dan
, ekspresi yang dihasilkan disederhanakan secara signifikan:
.

Pada sebuah resistor karena aliran arus ,
penurunan tegangan tercipta
. Akibatnya terjadi perbedaan potensial antara basis dan emitor transistor VT1 ditentukan oleh ekspresi:

Jika kondisi terpenuhi di sirkuit
, lalu transistor VT1 tertutup. Kapasitor pada saat yang sama dibebankan ke tegangan. Polaritas tegangan melintasi kapasitor ditunjukkan pada Gambar. 6.25.

Mari kita berasumsi bahwa pada saat ini (Gbr. 6.26) sebuah pulsa diterima pada input rangkaian, yang amplitudonya cukup untuk membuka transistor VT1 . Akibatnya, proses pembukaan transistor dimulai di rangkaian VT1 disertai dengan peningkatan arus kolektor dan penurunan tegangan kolektor .

Ketika transistor VT1 terbuka, kapasitor ternyata terhubung ke daerah basis-emitor transistor VT2 sedemikian rupa sehingga potensial basis menjadi negatif dan transistor VT2 masuk ke mode potong. Proses peralihan rangkaian bersifat seperti longsoran salju, karena pada saat ini kondisi eksitasi diri terpenuhi di rangkaian. Waktu peralihan rangkaian ditentukan oleh lamanya proses peralihan transistor VT1 dan matikan transistornya VT2 dan merupakan sepersekian mikrodetik.

Ketika transistor mati VT2 melalui sebuah resistor arus kolektor dan basis berhenti mengalir VT2 . Akibatnya transistor VT1 tetap terbuka bahkan setelah pulsa input berakhir. Saat ini pada resistor tegangan turun
.

Keadaan rangkaian saat transistor VT1 terbuka dan VT2 tertutup dan kuasi-stabil. Kapasitor melalui sebuah resistor , buka transistor VT1 dan resistor ternyata disambungkan ke sumber listrik sedemikian rupa sehingga tegangan yang disalurkannya mempunyai polaritas yang berlawanan. Arus pengisian kapasitor mengalir dalam rangkaian , dan tegangan yang melintasinya, dan karenanya di dasar transistor VT2 berusaha mencapai tingkat yang positif.

Perubahan tegangan
bersifat eksponensial: di mana
. Tegangan awal pada basis transistor VT2 ditentukan oleh tegangan dimana kapasitor awalnya diisi dan tegangan sisa pada transistor terbuka:

Nilai tegangan pembatas dimana tegangan pada basis transistor cenderung VT2 , .

Di sini diperhitungkan bahwa melalui resistor tidak hanya arus pengisian kapasitor saja yang mengalir , tetapi juga terkini transistor terbuka VT1 . Karena itu, .

Pada suatu saat tegangan
mencapai tegangan pelepasan
dan transistor VT2 terbuka. Muncul arus kolektor menciptakan penurunan tegangan tambahan pada resistor , yang menyebabkan penurunan tegangan
. Hal ini menyebabkan penurunan basis dan kolektor arus dan peningkatan tegangan yang sesuai
. Peningkatan positif tegangan kolektor transistor VT1 melalui kapasitor ditransmisikan ke rangkaian basis transistor VT2 dan berkontribusi pada peningkatan arus kolektor yang lebih besar . Proses regeneratif kembali berkembang di rangkaian, diakhiri dengan transistor VT1 menutup dan transistor VT2 masuk ke mode saturasi. Ini menyelesaikan proses menghasilkan impuls. Durasi pulsa ditentukan dengan menempatkan
: .

Setelah pulsa berakhir, kapasitor diisi dalam rangkaian. melalui rangkaian yang terdiri dari resistor
,dan rangkaian emitor dari transistor terbuka VT2 . Pada saat awal, arus basis transistor VT2 sama dengan jumlah arus muatan kapasitor : saat ini , dibatasi oleh resistansi resistor
, dan arus yang mengalir melalui resistor . Saat kapasitor terisi saat ini arus basis transistor berkurang dan karenanya menurun VT2 , cenderung ke nilai stasioner yang ditentukan oleh resistor . Akibatnya, pada saat itu transistor terbuka VT2 penurunan tegangan pada resistor ternyata lebih besar dari nilai stasioner, yang menyebabkan peningkatan tegangan negatif pada basis transistor VT1 . Ketika tegangan melintasi kapasitor mencapai
rangkaian kembali ke keadaan semula. Durasi proses pengisian kapasitor , yang disebut tahap pemulihan, ditentukan oleh relasinya.

Periode pengulangan minimum pulsa sekali pakai
, dan frekuensi maksimum
. Jika interval antara pulsa input lebih kecil , lalu kapasitor tidak akan sempat mengisi ulang dan hal ini akan mengakibatkan perubahan durasi pulsa yang dihasilkan.

Amplitudo pulsa yang dihasilkan ditentukan oleh perbedaan tegangan pada kolektor transistor VT2 dalam keadaan tertutup dan terbuka.

One-shot dapat diimplementasikan berdasarkan multivibrator, jika satu cabang umpan balik dibuat bukan kapasitif, tetapi resistor dan sumber tegangan dimasukkan.
(Gbr. 6.27). Rangkaian seperti ini disebut vibrator tunggal dengan sambungan kolektor-basis.

Ke basis transistor VT2 tegangan negatif diterapkan dan ditutup. Kapasitor dibebankan pada tegangan
. Dalam kasus transistor germanium
.

Kapasitor , bertindak sebagai kapasitor penambah, diisi tegangan
. Keadaan rangkaian ini stabil.

Ketika diterapkan pada basis transistor VT2 membuka kunci pulsa (Gbr. 6.28), proses pembukaan transistor mulai berlangsung di rangkaian VT2 dan menutup transistor VT1 .

Dalam hal ini, kondisi eksitasi diri terpenuhi, proses regeneratif berkembang dan rangkaian masuk ke keadaan kuasi-stabil. Transistor VT1 ternyata dalam keadaan tertutup, karena adanya muatan pada kapasitor Tegangan negatif diterapkan ke basisnya. Transistor VT2 tetap terbuka bahkan setelah sinyal input berakhir, karena potensial kolektor transistor VT1 ketika ditutup, itu meningkat, dan tegangan di pangkalan meningkat VT2 .

Ketika rangkaian dialihkan, bagian depan pulsa keluaran terbentuk, yang biasanya dikeluarkan dari kolektor transistor VT1 . Selanjutnya rangkaian mengalami proses pengisian ulang kapasitor .Tegangan di atasnya
, dan oleh karena itu tegangan pada basis transistor VT1 perubahan menurut hukum eksponensial
,Di mana
.

Ketika pada suatu saat tegangan basis mencapai
, transistor VT1 terbuka, tegangan pada kolektornya
transistor berkurang dan mati VT2 . Dalam hal ini, pemutusan pulsa keluaran terbentuk. Kami memperoleh durasi pulsa jika kami memasukkannya
:

.

Karena
, Itu . Durasi irisan
.

Selanjutnya arus pengisian kapasitor mengalir pada rangkaian melalui sebuah resistor
dan rangkaian basis transistor terbuka VT1 . Durasi proses ini, yang menentukan waktu pemulihan rangkaian,
.

Amplitudo pulsa keluaran dalam rangkaian satu-shot hampir sama dengan tegangan sumber listrik.

Gerbang logika sekali pakai. Untuk mengimplementasikan one-shot pada elemen logika, biasanya digunakan elemen AND-NOT. Diagram blok perangkat sekali pakai tersebut mencakup dua elemen ( LE1 Dan LE2) dan rantai waktu
(Gbr. 6.29). masukan LE2 digabungkan dan berfungsi sebagai inverter. KELUAR LE2 terhubung ke salah satu input LE1, dan sinyal kontrol disuplai ke input lainnya.

Agar rangkaian berada dalam keadaan stabil, masukan kontrol LE1 tegangan harus diterapkan (Gbr. 6.30). Dalam kondisi ini LE2 berada dalam keadaan “1”, dan LE1– dalam keadaan “0”. Kombinasi status elemen lainnya tidak stabil. Dalam keadaan ini, rangkaian pada resistor ada beberapa penurunan tegangan, yang disebabkan oleh arus LE2, mengalir masuk

rangkaian masukannya. Rangkaian menghasilkan pulsa persegi panjang dengan penurunan jangka pendek (waktu ) tegangan masukan
. Setelah selang waktu sama dengan
(tidak ditunjukkan pada Gambar 6.29), pada keluaran LE1 tegangannya akan meningkat. Tegangan ini melonjak melintasi kapasitor diteruskan ke masukan LE2. Elemen LE2 beralih ke status "0". Jadi, pada masukan 1 LE1 setelah selang waktu tertentu
ketegangan mulai berlaku
dan elemen ini akan tetap dalam keadaan satu, meskipun setelah beberapa waktu
tegangan
akan kembali menjadi sama dengan logika “1”. Untuk pengoperasian normal rangkaian, durasi pulsa masukan diperlukan
.

Saat kapasitor terisi arus keluaran LE1 berkurang. Dengan demikian, tegangan turun :
. Pada saat yang sama, tegangan sedikit meningkat
, berjuang untuk ketegangan
, yang saat beralih LE1 di negara bagian “1” jumlahnya lebih sedikit
karena penurunan tegangan pada resistansi keluaran LE1. Keadaan sirkuit ini untuk sementara stabil.

Pada suatu saat tegangan
mencapai ambang batas
dan elemen LE2 beralih ke status “1”. Untuk memasukkan 1 LE1 sinyal diberikan
dan itu beralih ke status log. "0". Dalam hal ini, kapasitor , yang berada dalam interval waktu dari sebelum terisi, mulai dilepaskan melalui resistansi keluaran LE1 dan dioda VD1 . Setelah waktu berlalu , ditentukan oleh proses pelepasan kapasitor , rangkaian kembali ke keadaan semula.

Jadi, keluarannya LE2 pulsa persegi panjang dihasilkan. Durasinya, tergantung waktu pengurangannya
sebelum
, ditentukan oleh relasinya
, Di mana
– impedansi keluaran LE1 di negara bagian "1". Waktu pemulihan sirkuit, di mana
– impedansi keluaran LE1 dalam keadaan "0"; – resistansi internal dioda dalam keadaan terbuka.

dan tegangan pada input pembalik kecil:
, Di mana
penurunan tegangan melintasi dioda dalam keadaan terbuka. Tegangan pada masukan non-pembalik juga konstan:
, dan sejak itu
, maka tegangan keluaran dijaga konstan
.

Ketika diserahkan pada saat itu pulsa masukan amplitudo polaritas positif
tegangan pada masukan non-pembalik menjadi lebih besar dari tegangan pada masukan pembalik dan tegangan keluaran tiba-tiba menjadi sama dengan
. Pada saat yang sama, tegangan pada masukan non-pembalik juga meningkat secara tiba-tiba menjadi
. Pada saat yang sama dioda VD menutup, kapasitor mulai terisi dan tegangan positif meningkat pada masukan pembalik (Gbr. 6.32). Selamat tinggal
tegangan dipertahankan pada output
. Pada suatu saat pada
polaritas tegangan keluaran berubah dan tegangan pada masukan non-pembalik mengambil nilai aslinya, dan tegangan mulai berkurang ketika kapasitor habis .

Kapan mencapai nilainya , dioda terbuka VD, dan pada titik ini proses perubahan tegangan pada input pembalik berhenti. Sirkuit tampaknya berada dalam kondisi stabil. Durasi pulsa ditentukan oleh proses pengisian kapasitor secara eksponensial dengan waktu yang konstan dari tegangan sebelum , sama .

Karena
, Itu
.

Waktu pemulihan rangkaian ditentukan oleh lamanya proses pengosongan kapasitor dari
sebelum
dan mempertimbangkan asumsi yang diterima
.

Generator berdasarkan penguat operasional menyediakan pembentukan pulsa dengan amplitudo hingga puluhan volt; Durasi kenaikan bergantung pada pita frekuensi penguat operasional dan dapat mencapai sepersekian mikrodetik.

Osilator pemblokiran adalah generator pulsa tipe relaksasi dalam bentuk penguat satu tahap dengan umpan balik positif yang dibuat menggunakan transformator. Osilator pemblokiran dapat beroperasi dalam mode siaga dan berosilasi sendiri.

Pemblokiran mode siaga-generator Saat beroperasi dalam mode siaga, rangkaian memiliki keadaan stabil tunggal dan menghasilkan pulsa persegi panjang ketika pulsa pemicu diterima pada input. Keadaan stabil osilator pemblokiran pada transistor germanium dicapai dengan memasukkan sumber bias ke dalam rangkaian dasar. Bila menggunakan transistor silikon, tidak diperlukan sumber bias karena transistor ditutup pada tegangan basis nol (Gambar 6.33).

	Umpan balik positif dalam rangkaian dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa dengan peningkatan arus pada belitan primer (kolektor) transformator, yaitu arus kolektor transistor ( ), tegangan polaritas tersebut diinduksi pada belitan sekunder (basis) sehingga potensial basis meningkat. Dan sebaliknya, kapan

tegangan basis berkurang. Sambungan seperti itu diwujudkan dengan menyambungkan bagian awal belitan transformator secara tepat (ditunjukkan oleh titik-titik pada Gambar 6.33).

Dalam kebanyakan kasus, transformator mempunyai belitan (beban) ketiga yang dihubungkan dengan beban .

Tegangan pada belitan transformator dan arus yang mengalir didalamnya berhubungan satu sama lain sebagai berikut:
,
,
,
Di mana
,
– koefisien transformasi;
– masing-masing jumlah belitan belitan primer, sekunder, dan beban.

Durasi proses peralihan transistor sangat singkat sehingga selama ini arus magnetisasi praktis tidak bertambah (
). Oleh karena itu, persamaan arus ketika menganalisis proses transien penyalaan transistor disederhanakan:
.

Ketika diserahkan pada saat itu ke dasar transistor pulsa pembuka kunci (Gbr. 6.34) arusnya meningkat , transistor beralih ke mode aktif dan arus kolektor muncul . Kenaikan arus kolektor sebesar jumlahnya menyebabkan peningkatan tegangan pada belitan primer transformator , pertumbuhan selanjutnya berkurang

arus dasar
dan arus aktual yang mengalir pada rangkaian basis transistor,
.

Jadi, perubahan awal arus basis
sebagai akibat dari proses yang terjadi di sirkuit, menyebabkan perubahan lebih lanjut pada arus ini
, dan jika
, maka proses perubahan arus dan tegangan bersifat seperti longsoran salju. Akibatnya, kondisi eksitasi diri dari osilator pemblokiran:
.

Dengan tidak adanya beban (
) kondisi ini disederhanakan:
. Karena
, maka kondisi eksitasi diri pada generator pemblokiran dapat dipenuhi dengan cukup mudah.

Proses pembukaan transistor yang disertai dengan pembentukan muka pulsa berakhir ketika masuk ke mode saturasi. Dalam hal ini, kondisi eksitasi diri tidak lagi terpenuhi dan puncak denyut nadi kemudian terbentuk. Karena transistor jenuh:
, kemudian tegangan diterapkan ke belitan primer transformator
dan mengurangi arus basis
, serta arus beban
, ternyata konstan. Arus magnetisasi selama pembentukan puncak pulsa dapat ditentukan dari persamaan
, dari mana, dalam kondisi awal nol, kita peroleh
.

Jadi, arus magnetisasi pada generator pemblokiran, ketika transistor jenuh, meningkat seiring waktu menurut hukum linier. Sesuai dengan persamaan arus, arus kolektor transistor juga meningkat menurut hukum linier
.

Seiring waktu, tingkat saturasi transistor menurun karena arus basis tetap konstan.
, dan arus kolektor meningkat. Pada suatu saat, arus kolektor meningkat sedemikian rupa sehingga transistor beralih dari mode saturasi ke mode aktif dan kondisi eksitasi diri dari osilator pemblokiran mulai terpenuhi kembali. Jelas sekali durasi puncak denyut nadi ditentukan oleh waktu selama transistor berada dalam mode saturasi. Batas mode saturasi sesuai dengan kondisi
. Karena itu,
.

Dari sini kita mendapatkan rumus untuk menghitung durasi puncak denyut nadi:

.

Arus magnetisasi
selama pembentukan puncak impuls, itu juga meningkat pada saat akhir proses ini, yaitu ketika
, mencapai nilainya
.

Karena tegangan sumber listrik diterapkan ke belitan primer transformator pulsa ketika puncak pulsa terbentuk , maka amplitudo pulsa pada beban
.

Ketika transistor beralih ke mode aktif, arus kolektor berkurang
. Tegangan diinduksi pada belitan sekunder, menyebabkan penurunan tegangan dan arus basis, yang pada gilirannya menyebabkan penurunan lebih lanjut pada arus kolektor. Proses regeneratif berkembang di sirkuit, akibatnya transistor masuk ke mode cutoff dan cutoff pulsa terbentuk.

Proses penutupan transistor seperti longsoran memiliki durasi yang sangat singkat sehingga arus magnetisasi selama ini praktis tidak berubah dan tetap sama
. Akibatnya, pada saat transistor ditutup pada induktansi energi yang tersimpan
. Energi ini hanya hilang pada beban , karena rangkaian kolektor dan basis transistor tertutup terbuka. Dalam hal ini, arus magnetisasi berkurang secara eksponensial:
, Di mana
– konstanta waktu. Mengalir melalui resistor arus menciptakan lonjakan tegangan balik, yang amplitudonya adalah
, yang juga disertai dengan lonjakan tegangan pada basis dan kolektor transistor tertutup
. Menggunakan relasi yang ditemukan sebelumnya untuk
, kita mendapatkan:

,

.

Proses disipasi energi yang disimpan dalam transformator pulsa, yang menentukan waktu pemulihan rangkaian , berakhir setelah selang waktu tertentu
, setelah itu rangkaian kembali ke keadaan semula. Lonjakan tegangan kolektor tambahan
mungkin signifikan. Oleh karena itu, pada rangkaian pemblokiran generator, dilakukan tindakan untuk menurunkan nilainya
, dimana rangkaian redaman yang terdiri dari dioda dihubungkan secara paralel dengan beban atau pada belitan primer VD1 dan resistor , yang perlawanannya
(Gbr. 6.33). Ketika pulsa terbentuk, dioda ditutup, karena tegangan polaritas terbalik diterapkan padanya, dan rangkaian redaman tidak mempengaruhi proses dalam rangkaian. Ketika lonjakan tegangan terjadi pada belitan primer ketika transistor dimatikan, tegangan maju diterapkan ke dioda, terbuka dan arus mengalir melalui resistor. . Karena
, maka tegangan kolektor melonjak
dan lonjakan tegangan balik menyala berkurang secara signifikan. Namun, hal ini meningkatkan waktu pemulihan:
.

Sebuah resistor tidak selalu dihubungkan secara seri dengan dioda , dan kemudian amplitudo ledakan menjadi minimal, tetapi durasinya meningkat.

impuls. Kami akan mempertimbangkan proses yang terjadi di sirkuit, mulai dari momen waktu , ketika tegangan pada kapasitor mencapai nilainya
dan transistor akan terbuka (Gbr. 6.36).

Karena tegangan pada belitan sekunder (basis) tetap konstan selama pembentukan puncak pulsa
, kemudian saat kapasitor terisi, arus basis berkurang secara eksponensial
, Di mana
– resistansi daerah basis-emitor dari transistor jenuh;
– konstanta waktu.

Sesuai dengan persamaan arus, arus kolektor transistor ditentukan oleh ekspresi
.

Dari hubungan di atas dapat disimpulkan bahwa dalam osilator pemblokiran berosilasi sendiri, ketika puncak pulsa terbentuk, arus basis dan kolektor berubah. Seperti yang dapat dilihat, arus basis menurun seiring waktu. Arus kolektor pada prinsipnya dapat bertambah dan berkurang. Itu semua tergantung pada hubungan antara dua suku pertama dari ekspresi terakhir. Tetapi meskipun arus kolektor berkurang, arus tersebut lebih lambat dibandingkan arus basis. Oleh karena itu, ketika arus basis transistor berkurang, terjadi suatu momen , ketika transistor keluar dari mode saturasi dan proses pembentukan puncak pulsa berakhir. Jadi, durasi puncak pulsa ditentukan oleh rasio
. Kemudian kita dapat menulis persamaan arus untuk momen selesainya pembentukan puncak pulsa:

.

Setelah beberapa transformasi yang kami alami
. Persamaan transendental yang dihasilkan dapat disederhanakan dengan kondisi tersebut
. Menggunakan perluasan deret eksponensial dan membatasi diri pada dua suku pertama
, kita memperoleh rumus untuk menghitung durasi puncak pulsa
, Di mana
.

Selama pembentukan puncak pulsa karena aliran arus basis transistor, tegangan melintasi kapasitor berubah dan pada saat transistor ditutup menjadi sama
. Mengganti nilai ke dalam ekspresi ini
dan mengintegrasikan, kita mendapatkan:

.

Ketika transistor beralih ke mode operasi aktif, kondisi eksitasi diri mulai terpenuhi lagi dan proses penutupan seperti longsoran terjadi di rangkaian. Seperti halnya pada generator standbyblocking, setelah transistor ditutup terjadi proses disipasi energi yang tersimpan pada trafo yang disertai dengan munculnya lonjakan tegangan kolektor dan basis. Setelah proses ini selesai, transistor tetap dalam keadaan mati karena tegangan negatif dari kapasitor bermuatan diterapkan ke basis. . Tegangan ini tidak tetap, karena dalam keadaan tertutup transistor melalui kapasitor dan resistor mengisi ulang arus arus dari sumber listrik . Oleh karena itu, saat kapasitor diisi ulang tegangan pada basis transistor meningkat secara eksponensial
, Di mana
.

Ketika tegangan basis mencapai
, transistor terbuka dan proses pembentukan pulsa dimulai kembali. Jadi, durasi jeda , ditentukan oleh waktu transistor dalam keadaan mati, dapat dihitung jika kita pasang
. Lalu kita dapatkan
.Untuk osilator pemblokiran pada transistor germanium, rumus yang dihasilkan disederhanakan, karena
.

Generator pemblokiran memiliki efisiensi tinggi, karena praktis tidak ada arus yang dikonsumsi dari sumber listrik selama jeda antar pulsa. Dibandingkan dengan multivibrator dan monovibrator, mereka memungkinkan Anda memperoleh siklus kerja yang lebih tinggi dan durasi pulsa yang lebih pendek. Keuntungan penting dari generator pemblokiran adalah kemampuannya untuk memperoleh pulsa yang amplitudonya lebih besar dari tegangan sumber listrik. Untuk melakukan ini, rasio transformasi belitan (beban) ketiga sudah cukup
. Dalam generator pemblokiran, jika terdapat beberapa belitan beban, dimungkinkan untuk melakukan isolasi galvanik antara beban dan menerima pulsa dengan polaritas berbeda.

Rangkaian osilator pemblokiran tidak diimplementasikan dalam desain terintegrasi karena adanya trafo pulsa.

Generator pulsa digunakan untuk penelitian laboratorium saat mengembangkan dan menyiapkan perangkat elektronik. Generator beroperasi pada rentang tegangan 7 hingga 41 volt dan memiliki kapasitas beban yang tinggi tergantung pada transistor keluaran. Amplitudo pulsa keluaran dapat sama dengan nilai tegangan suplai rangkaian mikro, hingga nilai batas tegangan suplai rangkaian mikro ini +41 V. Dasarnya diketahui semua orang, sering digunakan dalam.

Analog TL494 adalah sirkuit mikro KA7500 dan tiruan domestiknya - KR1114EU4 .

Nilai batas parameter:

Tegangan suplai 41V
Tegangan masukan penguat (Vcc+0,3)V
Tegangan keluaran kolektor 41V
Arus keluaran kolektor 250mA
Total disipasi daya dalam mode berkelanjutan 1W
Kisaran suhu pengoperasian lingkungan:
-c akhiran L -25..85С
-dengan akhiran С.0..70С
Kisaran suhu penyimpanan -65…+150С

Diagram skema perangkat

Rangkaian generator pulsa persegi

Papan sirkuit cetak generator TL494 dan file lainnya berada dalam file terpisah.

Penyesuaian frekuensi dilakukan oleh sakelar S2 (kira-kira) dan resistor RV1 (halus), siklus kerja diatur oleh resistor RV2. Saklar SA1 mengubah mode operasi generator dari satu fase (satu siklus) menjadi anti fase (dua siklus). Resistor R3 memilih rentang frekuensi paling optimal untuk dicakup; rentang penyesuaian siklus kerja dapat dipilih menggunakan resistor R1, R2.

Bagian generator pulsa

Kapasitor C1-C4 dari rangkaian pengaturan waktu dipilih untuk rentang frekuensi yang diperlukan dan kapasitasnya dapat berkisar dari 10 mikrofarad untuk subrentang infra-rendah hingga 1000 pikofarad untuk frekuensi tertinggi.

Dengan batas arus rata-rata 200 mA, rangkaian ini mampu mengisi daya gerbang dengan cukup cepat, namun
Tidak mungkin melepaskannya dengan transistor dimatikan. Pengosongan gerbang menggunakan resistor yang diarde juga lambat secara tidak memuaskan. Untuk tujuan ini, repeater pelengkap independen digunakan.

• Baca: “Cara membuatnya dari komputer.”

Transistor dipilih pada HF mana pun dengan tegangan saturasi rendah dan cadangan arus yang cukup. Misalnya KT972+973. Jika tidak diperlukan keluaran yang kuat, repeater pelengkap dapat dihilangkan. Dengan tidak adanya resistor konstruksi kedua sebesar 20 kOm, dua resistor konstan 10 kOm digunakan, memberikan siklus kerja dalam 50%. Penulis proyek ini adalah Alexander Terentyev.

Generator pulsa dirancang untuk menghasilkan pulsa dengan bentuk dan durasi tertentu. Mereka digunakan di banyak sirkuit dan perangkat. Mereka juga digunakan dalam mengukur teknologi untuk menyiapkan dan memperbaiki berbagai perangkat digital. Pulsa persegi panjang sangat bagus untuk menguji fungsionalitas rangkaian digital, sedangkan pulsa segitiga dapat berguna untuk generator sapuan atau sapuan.

Generator menghasilkan pulsa persegi panjang tunggal dengan menekan sebuah tombol. Sirkuit ini dirakit pada elemen logis berdasarkan pemicu RS biasa, yang juga menghilangkan kemungkinan memantulkan pulsa dari kontak tombol ke penghitung.

Pada posisi kontak tombol, seperti yang ditunjukkan pada diagram, tegangan akan muncul pada keluaran pertama level tinggi, dan pada keluaran kedua level rendah atau logika nol, ketika tombol ditekan maka keadaan trigger akan berubah menjadi sebaliknya. Generator ini sangat cocok untuk menguji pengoperasian berbagai meter

Di sirkuit ini, satu pulsa dihasilkan, yang durasinya tidak bergantung pada durasi pulsa input. Generator semacam itu digunakan dalam berbagai pilihan: untuk mensimulasikan sinyal input perangkat digital, saat menguji fungsionalitas sirkuit berdasarkan sirkuit mikro digital, kebutuhan untuk memasok sejumlah pulsa ke beberapa perangkat yang diuji dengan kontrol proses visual , dll.

Segera setelah catu daya ke rangkaian dihidupkan, kapasitor C1 mulai mengisi daya dan relai diaktifkan, membuka rangkaian catu daya dengan kontak depannya, tetapi relai tidak langsung mati, tetapi dengan penundaan, karena arus pelepasan kapasitor C1 akan mengalir melalui belitannya. Ketika kontak belakang relai ditutup kembali, siklus baru akan dimulai. Frekuensi peralihan relai elektromagnetik bergantung pada kapasitansi kapasitor C1 dan resistor R1.

Anda dapat menggunakan hampir semua relay, saya ambil. Generator semacam itu dapat digunakan, misalnya, untuk mengganti lampu pohon Natal dan efek lainnya. Kerugian dari skema ini adalah penggunaan kapasitor yang besar.

Rangkaian generator lain yang berbasis relai, dengan prinsip pengoperasian sama dengan rangkaian sebelumnya, namun berbeda dengan frekuensi pengulangannya 1 Hz dengan kapasitansi kapasitor lebih kecil. Ketika generator dihidupkan, kapasitor C1 mulai terisi, kemudian dioda zener terbuka dan relai K1 beroperasi. Kapasitor mulai mengalir melalui resistor dan transistor komposit. Setelah beberapa saat, relai mati dan siklus generator baru dimulai.

Generator pulsa, pada Gambar A, menggunakan tiga elemen logika AND-NOT dan transistor unipolar VT1. Tergantung pada nilai kapasitor C1 dan resistor R2 dan R3, pulsa dengan frekuensi 0,1 - hingga 1 MHz dihasilkan pada output 8. Kisaran yang begitu besar dijelaskan oleh penggunaan transistor efek medan di sirkuit, yang memungkinkan penggunaan resistor megaohm R2 dan R3. Dengan menggunakannya, Anda juga dapat mengubah siklus kerja pulsa: resistor R2 mengatur durasi tegangan tingkat tinggi, dan R3 mengatur durasi tegangan tingkat rendah. VT1 dapat diambil dari seri KP302, KP303 mana saja. - K155LA3.

Jika Anda menggunakan sirkuit mikro CMOS, misalnya K561LN2, alih-alih K155LA3, Anda dapat membuat generator pulsa jangkauan luas tanpa menggunakan transistor efek medan di sirkuit. Rangkaian generator ini ditunjukkan pada Gambar B. Untuk menambah jumlah frekuensi yang dihasilkan, kapasitansi kapasitor rangkaian timing dipilih dengan sakelar S1. Rentang frekuensi generator ini adalah 1 Hz hingga 10 kHz.

Gambar terakhir menunjukkan rangkaian generator pulsa, yang mencakup kemampuan untuk mengatur siklus kerja. Bagi yang lupa, izinkan kami mengingatkan Anda. Siklus kerja pulsa adalah perbandingan periode pengulangan (T) dengan durasi (t):

Siklus kerja pada keluaran rangkaian dapat diatur dari 1 hingga beberapa ribu menggunakan resistor R1. Transistor yang beroperasi dalam mode switching dirancang untuk memperkuat pulsa daya

Jika diperlukan generator pulsa yang sangat stabil, maka perlu menggunakan kuarsa pada frekuensi yang sesuai.

Rangkaian generator pada gambar mampu menghasilkan pulsa berbentuk persegi panjang dan gigi gergaji. Osilator master dibuat pada elemen logika DD 1.1-DD1.3 dari sirkuit mikro digital K561LN2. Resistor R2 dipasangkan dengan kapasitor C2 membentuk rangkaian pembeda, yang menghasilkan pulsa pendek dengan durasi 1 μs pada output DD1.5. Penstabil arus yang dapat disesuaikan dipasang pada transistor efek medan dan resistor R4. Arus mengalir dari keluarannya ke kapasitor pengisi daya C3 dan tegangan yang melintasinya meningkat secara linier. Ketika pulsa positif pendek tiba, transistor VT1 terbuka dan kapasitor SZ terlepas. Sehingga membentuk tegangan gigi gergaji pada pelat-pelatnya. Dengan menggunakan resistor variabel, Anda dapat mengatur arus muatan kapasitor dan kecuraman pulsa tegangan gigi gergaji, serta amplitudonya.

Varian rangkaian osilator menggunakan dua penguat operasional

Rangkaian ini dibangun menggunakan dua buah op-amp tipe LM741. Op amp pertama digunakan untuk menghasilkan bentuk persegi panjang, dan op amp kedua menghasilkan bentuk segitiga. Rangkaian generator dibangun sebagai berikut:

Pada LM741 pertama feedback (FE) dihubungkan ke input pembalik dari output amplifier, dibuat menggunakan resistor R1 dan kapasitor C2, dan feedback juga dihubungkan ke input non-pembalik, tetapi melalui pembagi tegangan berdasarkan resistor. R2 dan R5. Keluaran op-amp pertama dihubungkan langsung ke masukan pembalik LM741 kedua melalui resistansi R4. Op amp kedua ini, bersama dengan R4 dan C1, membentuk rangkaian integrator. Masukan non-pembaliknya dibumikan. Tegangan suplai +Vcc dan –Vee disuplai ke kedua op-amp, seperti biasa ke pin ketujuh dan keempat.

Skema ini bekerja sebagai berikut. Misalkan awalnya ada +Vcc pada keluaran U1. Kemudian kapasitansi C2 mulai diisi melalui resistor R1. Pada titik waktu tertentu, tegangan pada C2 akan melebihi level pada input non-pembalik, yang dihitung menggunakan rumus di bawah ini:

V 1 = (R 2 / (R 2 +R 5)) × V o = (10/20) × V o = 0,5 × V o

Output dari V 1 akan menjadi –Vee. Jadi, kapasitor mulai mengalir melalui resistor R1. Ketika tegangan melintasi kapasitansi menjadi lebih kecil dari tegangan yang ditentukan oleh rumus, sinyal keluaran akan kembali menjadi + Vcc. Dengan demikian, siklus berulang, dan karena itu, pulsa persegi panjang dihasilkan dengan periode waktu yang ditentukan oleh rangkaian RC yang terdiri dari resistansi R1 dan kapasitor C2. Bentuk persegi panjang ini juga merupakan sinyal masukan ke rangkaian integrator, yang mengubahnya menjadi bentuk segitiga. Ketika keluaran op amp U1 adalah +Vcc, kapasitansi C1 diisi ke tingkat maksimumnya dan menghasilkan kemiringan segitiga positif ke atas pada keluaran op amp U2. Oleh karena itu, jika terdapat –Vee pada keluaran op-amp pertama, maka akan terbentuk kemiringan negatif ke bawah. Artinya, kita mendapatkan gelombang segitiga pada keluaran op-amp kedua.

Generator pulsa di sirkuit pertama dibangun di atas sirkuit mikro TL494, cocok untuk mengatur sirkuit elektronik apa pun. Keunikan dari rangkaian ini adalah amplitudo pulsa keluarannya dapat sama dengan tegangan suplai rangkaian, dan rangkaian mikro mampu beroperasi hingga 41 V, karena tidak sia-sia dapat ditemukan pada catu daya. komputer pribadi.

Anda dapat mengunduh tata letak PCB dari tautan di atas.

Tingkat pengulangan pulsa dapat diubah dengan saklar S2 dan resistor variabel RV1; resistor RV2 digunakan untuk mengatur siklus kerja. Saklar SA1 dirancang untuk mengubah mode operasi generator dari in-phase ke anti-fase. Resistor R3 harus mencakup rentang frekuensi, dan rentang penyesuaian siklus kerja diatur dengan memilih R1, R2

Kapasitor C1-4 dari 1000 pF hingga 10 µF. Transistor frekuensi tinggi apa pun KT972

Pilihan rangkaian dan desain generator pulsa persegi panjang. Amplitudo sinyal yang dihasilkan pada generator tersebut sangat stabil dan mendekati tegangan suplai. Tetapi bentuk osilasinya sangat jauh dari sinusoidal - sinyalnya berdenyut, dan durasi pulsa serta jeda di antara keduanya mudah disesuaikan. Denyut nadi dapat dengan mudah terlihat berliku-liku jika durasi denyut nadi sama dengan durasi jeda di antara keduanya.

Menghasilkan pulsa tunggal pendek yang kuat yang menetapkan level logis yang berlawanan dengan level yang ada pada input atau output elemen digital apa pun. Durasi pulsa dipilih agar tidak merusak elemen yang keluarannya dihubungkan ke masukan yang diuji. Hal ini memungkinkan untuk tidak mengganggu sambungan listrik elemen yang diuji dengan elemen lainnya.

Skema 1

Generator dirancang untuk menggunakan komponen elektronik umum yang tersedia dalam jumlah minimum, dengan kemampuan pengulangan yang baik dan keandalan yang wajar. Versi generator (sirkuit 1) dirakit berdasarkan pengontrol PWM UC3525 (U1) yang banyak digunakan, yang mengontrol rangkaian jembatan berdasarkan transistor efek medan Q4-Q7. Jika sakelar bawah dari masing-masing setengah jembatan yang beroperasi dalam antifase dikendalikan langsung oleh output dari sirkuit mikro 11/14 U2, maka tahap booster pada transistor Q2, Q3 digunakan sebagai penggerak lengan atas. Tahapan seperti ini banyak digunakan di sebagian besar driver sirkuit mikro modern dan dijelaskan dengan cukup baik dalam literatur elektronika daya. Tegangan input, bolak-balik atau langsung (~24~220V/30-320V), disuplai ke input jembatan dioda (atau melewatinya dalam kasus tegangan DC), memberi daya pada bagian daya rangkaian. Untuk mencegah arus start yang besar, termistor Vr1 (5A/5Ohm) dihubungkan ke rangkaian catu daya. Bagian kontrol rangkaian dapat diberi daya dari sumber apa pun dengan tegangan keluaran +15/+25V dan arus 0,5A. Penstabil tegangan parametrik pada transistor Q1 dapat memiliki tegangan keluaran dari +9 hingga +18V (tergantung pada jenis sakelar daya yang digunakan, misalnya), tetapi dalam beberapa kasus Anda dapat melakukannya tanpa penstabil ini jika sumber daya eksternal diperlukan. parameter sudah stabil. Sirkuit mikro UC3525 tidak dipilih secara kebetulan - ia memiliki kemampuan untuk menghasilkan urutan pulsa dari beberapa puluh hertz hingga 500 kHz dan keluaran yang cukup kuat (0,5A). Setidaknya, sirkuit mikro TL494 tidak dapat berfungsi pada frekuensi kurang dari 250 Hz dalam mode push-pull (dalam mode siklus tunggal - tidak masalah) - logika internal tidak berfungsi dan urutan pulsa, serta durasinya , menjadi kacau.

Frekuensi rangkaian pulsa diatur menggunakan resistor variabel R1, dan durasi pulsa diatur menggunakan R4. Durasi awal "waktu mati" diatur oleh resistor R3.

Skema 2

Generator yang ditunjukkan pada Diagram 2 adalah analog lengkap dari rangkaian sebelumnya dan hampir tidak memiliki perbedaan rangkaian. Namun, sirkuit mikro K1156EU2 domestik (analog lengkap UC3825), yang digunakan dalam generator ini, mampu beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi (hampir hingga 1 MHz), tahap keluaran memiliki kapasitas beban yang lebih tinggi (hingga 1,5A). Selain itu, ia memiliki sedikit perbedaan dalam pinout dibandingkan dengan UC3525. Jadi, kapasitor “jam” dihubungkan ke pin 6 (5 untuk chip 3525), resistor timing dihubungkan ke pin 5 (6 untuk chip 3525). Jika pin 9 pada chip UC3525 merupakan output dari penguat error, maka pada chip UC3825 pin ini berfungsi sebagai input pembatas “arus”. Namun, semua detailnya ada di lembar data untuk sirkuit mikro ini. Namun perlu dicatat bahwa K1156EU2 kurang stabil pada frekuensi di bawah 200 Hz dan memerlukan tata letak yang lebih hati-hati dan pemblokiran wajib pada sirkuit dayanya dengan kapasitor kapasitansi yang relatif besar. Jika kondisi ini diabaikan, kelancaran penyesuaian durasi denyut mendekati maksimum sementara dapat terganggu. Namun, fitur yang dijelaskan hanya muncul ketika dipasang di papan tempat memotong roti. Setelah merakit generator pada papan sirkuit tercetak, masalah ini tidak muncul.

Kedua rangkaian dapat dengan mudah diukur dayanya dengan menggunakan transistor yang lebih kuat atau dengan menghubungkannya secara paralel (untuk masing-masing sakelar), serta dengan mengubah tegangan suplai sakelar daya. Dianjurkan untuk “memasang” semua komponen daya pada radiator. Hingga daya 100W, radiator dengan dasar perekat digunakan, dirancang untuk dipasang pada chip memori di kartu video (sakelar keluaran dan transistor penstabil). Dalam waktu setengah jam operasi pada frekuensi 10 kHz dengan durasi maksimum pulsa keluaran, dengan tegangan suplai sakelar (transistor 31N20 digunakan) +28V untuk beban sekitar 100W (dua lampu 12V/50W yang dihubungkan seri), suhu sakelar daya tidak melebihi 35 derajat Celcius.

Untuk membangun sirkuit di atas, solusi sirkuit yang sudah jadi digunakan, yang hanya saya periksa ulang dan ditambah selama pembuatan prototipe. Papan sirkuit tercetak dirancang dan diproduksi untuk sirkuit generator. Gambar 1 dan Gambar 2 menunjukkan papan rangkaian generator versi pertama, Gambar 3, Gambar 4 menunjukkan gambar papan rangkaian kedua.

Pada saat penulisan, kedua rangkaian diuji pengoperasiannya pada frekuensi dari 40Hz hingga 200kHz dengan berbagai beban aktif dan induktif (hingga 100W), pada tegangan suplai input konstan dari 23 hingga 100V, dengan transistor keluaran IRFZ46, IRF1407, IRF3710, IRF540 , IRF4427, 31N20 ,IRF3205. Alih-alih transistor bipolar Q2, Q3, disarankan untuk memasang (terutama untuk operasi pada frekuensi di atas 1 kHz) transistor efek medan, seperti IRF630, IRF720 dan sejenisnya dengan arus 2A dan tegangan operasi 350V. Dalam hal ini, nilai resistor R7 dapat bervariasi dari 47 Ohm (lebih dari 500 Hz) hingga 1 k.

Peringkat komponen ditunjukkan melalui garis miring - untuk frekuensi di atas 1 kHz / untuk frekuensi hingga 1 kHz, kecuali untuk resistor R10, R11, tidak ditunjukkan dalam diagram sirkuit, tetapi terdapat lokasi pemasangan di papan - jumper dapat dipasang bukannya resistor ini.

Generator tidak memerlukan konfigurasi dan, dengan pemasangan bebas kesalahan dan komponen yang dapat diservis, mulai bekerja segera setelah daya dialirkan ke rangkaian kontrol dan transistor keluaran. Rentang frekuensi yang dibutuhkan ditentukan oleh kapasitansi kapasitor C1. Nilai komponen dan posisi kedua rangkaian adalah sama.

Gambar 5 menunjukkan papan generator yang dirakit.

Daftar elemen radio

Penamaan	Jenis	Denominasi	Kuantitas	Catatan	Toko	buku catatan saya
R1	Penghambat	100 kOhm	1			Ke buku catatan
R2	Penghambat	3,3 kOhm	1			Ke buku catatan
R3	Penghambat	22/100	1			Ke buku catatan
R4	Penghambat	10 kOhm	1			Ke buku catatan
R5	Penghambat	33/100	1			Ke buku catatan
R8, R9	Penghambat	51/3k3	2			Ke buku catatan
R10, R11	Penghambat	0.47	2			Ke buku catatan
C1	Kapasitor	1nF/0,33uF	1			Ke buku catatan
C2	Kapasitor	0,1u	1			Ke buku catatan
C3		1000uFX35V	1			Ke buku catatan
C4	Kapasitor elektrolitik	100uF/25V	1			Ke buku catatan
C5	Kapasitor elektrolitik	220uF/25V	1			Ke buku catatan
C6, C7	Kapasitor elektrolitik	47uF50V	2			Ke buku catatan
C8, C9	Kapasitor	330 uF	2			Ke buku catatan
C10, C11	Kapasitor elektrolitik	120uF/400V	2			Ke buku catatan
D2, D3, D6, D7	Dioda penyearah	FR207	4			Ke buku catatan
Q2, Q3	Transistor bipolar

Tujuan dari perangkat ini jelas dari namanya. Dengan bantuan mereka, mereka menciptakan impuls yang memiliki parameter tertentu. Jika perlu, Anda dapat membeli perangkat yang dibuat menggunakan teknologi pabrik. Namun artikel ini akan membahas diagram sirkuit dan teknologi perakitan do-it-yourself. Pengetahuan ini akan berguna untuk memecahkan berbagai masalah praktis.

Seperti apa generator pulsa G5-54?

Kebutuhan

Saat Anda menekan tombol pada alat musik elektrik, getaran elektromagnetik diperkuat dan dikirim ke loudspeaker. Terdengar suara dengan nada tertentu. Dalam hal ini, generator sinyal sinusoidal digunakan.

Untuk pengoperasian memori, prosesor, dan komponen komputer lainnya yang terkoordinasi, diperlukan sinkronisasi yang tepat. Sinyal sampel dengan frekuensi konstan dibuat oleh generator jam.

Untuk memeriksa pengoperasian meteran dan perangkat elektronik lainnya, dan untuk mengidentifikasi malfungsi, digunakan pulsa tunggal dengan parameter yang diperlukan. Masalah seperti itu diselesaikan dengan menggunakan generator khusus. Sakelar manual biasa tidak akan berfungsi karena tidak dapat memberikan bentuk sinyal tertentu.

Parameter keluaran

Sebelum memilih skema tertentu, perlu dirumuskan dengan jelas tujuan proyek. Gambar berikut menunjukkan tampilan gelombang persegi yang diperbesar.

Rangkaian pulsa persegi

Bentuknya tidak ideal:

• Ketegangan meningkat secara bertahap. Durasi bagian depan diperhitungkan. Parameter ini ditentukan oleh waktu selama pulsa tumbuh dari 10 hingga 90% dari nilai amplitudo.
• Setelah lonjakan maksimum dan kembali ke nilai semula, terjadi osilasi.
• Bagian atasnya tidak rata. Oleh karena itu, durasi sinyal pulsa diukur pada garis konvensional, yang ditarik 10% di bawah nilai maksimum.

Selain itu, untuk menentukan parameter rangkaian masa depan, konsep siklus kerja digunakan. Parameter ini dihitung menggunakan rumus berikut:

• S adalah siklus kerja;
• T – periode pengulangan pulsa;
• t – durasi pulsa.

Jika siklus kerjanya rendah, sulit untuk mendeteksi sinyal jangka pendek. Hal ini memicu kegagalan dalam sistem transmisi informasi. Jika distribusi waktu tertinggi dan terendah sama, parameternya akan sama dengan dua. Sinyal seperti ini disebut liku-liku.

Gelombang persegi dan parameter pulsa dasar

Untuk mempermudah, hanya generator pulsa persegi panjang yang akan dibahas berikut ini.

Diagram skematik

Dengan menggunakan contoh berikut, Anda dapat memahami prinsip pengoperasian perangkat paling sederhana di kelas ini.

Rangkaian Generator Pulsa Persegi

Sirkuit pertama dirancang untuk menghasilkan pulsa persegi panjang tunggal. Itu dibuat pada dua elemen logika, yang dihubungkan untuk menjalankan fungsi flip-flop tipe RS. Jika tombol berada pada posisi yang ditunjukkan, kaki ketiga dari rangkaian mikro akan bertegangan tinggi, dan kaki keenam akan bertegangan rendah. Saat ditekan, levelnya akan berubah, tetapi pantulan kontak dan distorsi sinyal keluaran yang sesuai tidak akan terjadi. Karena pengoperasiannya memerlukan pengaruh eksternal (dalam hal ini, kontrol manual), perangkat ini tidak termasuk dalam kelompok generator mandiri.

Sebuah generator sederhana, tetapi menjalankan fungsinya secara independen, ditunjukkan pada paruh kedua gambar. Ketika daya dialirkan melalui resistor, kapasitor terisi. Relai tidak segera beroperasi, karena setelah kontak putus, aliran arus melalui belitan untuk beberapa waktu disediakan oleh muatan kapasitor. Setelah rangkaian ditutup, proses ini diulangi berulang kali hingga listrik dimatikan.

Dengan mengubah nilai resistansi dan kapasitor, Anda dapat mengamati transformasi frekuensi dan parameter sinyal lainnya pada osiloskop. Tidak akan sulit untuk membuat generator gelombang persegi dengan tangan Anda sendiri.

Untuk memperluas rentang frekuensi, rangkaian berikut berguna:

Generator dengan parameter pulsa variabel

Untuk mengimplementasikan suatu rencana, dua elemen logis saja tidak cukup. Namun tidak sulit untuk memilih satu sirkuit mikro yang cocok (misalnya, pada seri K564).

Parameter sinyal yang dapat diubah dengan penyesuaian manual, parameter penting lainnya

Elemen diagram sirkuit	Tujuan dan fitur
VT1	Transistor efek medan ini digunakan agar resistor resistansi tinggi dapat digunakan dalam rangkaian umpan balik.
C1	Kapasitansi kapasitor yang diizinkan adalah 1 hingga 2 µF.
R2	Nilai resistansi menentukan durasi bagian atas pulsa.
R3	Resistor ini mengatur durasi bagian bawah.

Untuk memastikan stabilitas frekuensi sinyal persegi panjang, sirkuit berdasarkan elemen kuarsa digunakan:

Video. DI DALAM Generator pulsa tegangan tinggi DIY

Untuk memudahkan merakit generator pulsa frekuensi tertentu dengan tangan Anda sendiri, lebih baik menggunakan papan sirkuit universal. Ini akan berguna untuk eksperimen dengan rangkaian listrik yang berbeda. Setelah Anda memperoleh keterampilan dan pengetahuan yang relevan, tidak akan sulit untuk menciptakan perangkat yang ideal agar berhasil memecahkan masalah tertentu.