Генератор импульсов с независимым регулированием частоты и скважности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

Комментарии к статье

Не так давно мне потребовалось собрать генератор прямоугольных импульсов со сравнительно мощным выходом и плавным ручным регулированием частоты и скважности. Имея некоторый опыт, я сразу решил, что основой генератора должна стать микросхема-таймер NE555 (КР1006ВИ1). Ее выпускают не один десяток лет, она дешева, надежна, имеет отличные характеристики и легко согласуется с логическими микросхемами структуры КМОП и ТТЛ. Напряжение питания таймера может лежать в пределах от 5 до 15 В, а выход выдерживает ток нагрузки до 200 мА.

К сожалению, поиск в Интернете подходящей схемы генератора не дал результата. Все найденные страдали одним и тем же недостатком - при изменении частоты менялась и скважность выходных импульсов. Или же регулировка скважности плавная, а частота - ступенчатая, с помощью переключателя. В результате нужный генератор был разработан самостоятельно.

Как известно, в таймере NE555 имеются два компаратора напряжения. Порог срабатывания одного из них (условно верхнего) без подключения дополнительных резисторов равен 2/3 напряжения питания, а второго (нижнего) - в два раза меньше. Напряжение на времязадающем конденсаторе при работе генератора колеблется между этими порогами. Для изменения скважности известен классический прием - подать напряжение с выхода микросхемы через разнонаправленные диоды на крайние выводы переменного резистора, регулирующего скважность, а его движок соединить с времязадающим конденсатором. При такой регулировке частота импульсов не изменяется, так как сумма сопротивлений резисторов, через которые заряжается и разряжается конденсатор, остается постоянной.

Но как плавно регулировать частоту, не изменяя скважность? Я решил делать это, управляя разностью порогов срабатывания компараторов. Чем она меньше, тем меньше при прочих равных условиях уходит времени на перезарядку конденсатора от одного порога до другого и обратно, тем выше становится частота импульсов.

Имея некоторый опыт, я сразу решил, что основой генератора должна стать микросхема-таймер NE555 (КР1006ВИ1).

Рис. 1

Проблему удается решить, собрав генератор по схеме, изображенной на рисунке. Здесь внутренний нижний компаратор таймера DA2 заменен внешним, собранным на отдельной микросхеме DA1. Его неинвертирующий вход соединен с времязадающим конденсатором С1, а к инвертирующему входу подключен делитель напряжения из резисторов R2, R3, R6-R8, задающий порог срабатывания. При разомкнутой цепи переменного резистора R7 или при его очень большом сопротивлении порог срабатывания компаратора DA1 точно такой же, как у отключенного внутреннего компаратора таймера DA2 - 1/3 напряжения питания. Этого равенства добиваются подстроенным резистором R3. Уменьшая сопротивление переменного резистора R7, симметрично относительно половины напряжения питания сближают пороги верхнего компаратора таймера DA2 и внешнего компаратора DA1. В результате частота импульсов растет, а их скважность, установленная переменным резистором R4, остается неизменной.

Нужно сказать, что в первом варианте генератора, схему которого я опубликовал на форуме интернет-портала KAZUS.RU kazus.ru/forums/showthread.php?t=94852, резистор R6 отсутствует. Но, как выяснилось, без него не удается добиться полной симметрии порогов, мешает имеющийся внутри таймера соединенный с его выводом 5 делитель напряжения, формирующий из верхнего порога нижний. Резистор R6, сопротивление которого равно сумме сопротивлений резисторов этого делителя, компенсирует его влияние, делая симметричной полную схему формирования порогов.

Субъективно качество балансировки можно оценить, подключив между выводом 3 таймера и общим проводом вольтметр постоянного напряжения. Его показания должны зависеть только от положения переменного резистора R4. При регулировке частоты переменным резистором R7 они изменяться не должны. Этого добиваются с помощью подстроенного резистора R3. Если частота импульсов настолько низка, что стрелка вольтметра колеблется им в такт, следует подключить вольтметр к таймеру через интегрирующую RC-цепь с достаточно большой постоянной времени или временно повысить частоту импульсов, установив конденсатор С1 меньшей емкости.

При указанных на схеме номиналах элементов и напряжении питания 15 В переменный резистор R7 регулирует частоту импульсов приблизительно от 50 до 830 Гц. Однако снижение напряжения питания до 5 В ведет к уменьшению частоты почти в два раза. В связи с этим желательно питать генератор стабилизированным напряжением.

Нагрузочная способность выхода таймера NE555 позволяет напрямую управлять довольно мощными исполнительными устройствами и ключевыми элементами. Это обстоятельство, а также возможность независимого регулирования частоты и скважности может обусловить широкий спектр применения генератора.

Автор: П. Галашевский

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Суточные ритмы мозга меняются с возрастом 03.01.2016 Множество молекулярных и клеточных процессов, биохимических реакций подчиняются биологическим часам, из которых самые известные - циркадные, или суточные. День и ночь сменяют друг друга в 24-часовом цикле, и многие живые существа адаптировались к такому положению дел. Как они работают, мы все хорошо знаем: утром мы просыпаемся, а вечером нас клонит в сон - вот самое очевидное проявление циркадных ритмов. Похожие вещи происходят и с другими высшими функциями мозга, и с гормональной системой, и с пищеварительной, и с обменом веществ, и т. д. Считается, что во всех клетках и органах есть свои биологические часы, которые обладают известной самостоятельностью, однако все они так или иначе сверяют свою работу с часами в мозге. Однако, как и прочие системы организма, биологические часы меняются со временем, то есть, проще говоря, стареют. Например, с возрастом человек начинает меньше спать, начинает раньше просыпаться по утрам, а температура его тела, которая тоже подчиняется суточным ритмам, уже не меняется днем и ночью так же сильно, как в молодости. Очевидно, какие-то возрастные изменения касаются генов, контролирующих биологические часы, но что это за изменения, что именно происходит с циркадными генами - особенно с теми, которые работают в мозге - до сих пор мало что известно. Исследователи из Питтсбургского университета сравнили образцы мозга у почти полутора сотен человек, которые были либо не старше 40 лет, либо старше 60. Образцы брали лишь у тех, у кого было известно время смерти и у кого не было психоневрологических болезней - ни у них самих, ни у членов семей. Нейробиологов интересовали изменения в активности генов, работающих в префронтальной коре (которая, как известно, отвечает за высшие когнитивные функции) и демонстрирующих суточные изменения в активности. Таких набралось целых 245; соотнеся уровень РНК, считанной с конкретного гена, или белка, который он кодирует, с временем смерти, можно было определить его активность, а потом, сравнив образцы у разновозрастных людей, можно было понять, как активность этого гена изменилась с возрастом. У людей помоложе все классические циркадные гены работали с четко выраженным ритмом, однако со временем у многих из них ритм сглаживался, то есть в разное время суток они начинали работать одинаково. Но при том в функционировании у некоторых генов, которые раньше не зависели от времени суток, вдруг появлялись суточные изменения. Иными словами, не стоит говорить о том, что генетическая активность в мозге меняется только в одну сторону, что все суточно-циклические гены постепенно утрачивают цикличность - действительная картина на самом деле сложнее. Конечно, можно было предположить, что и проблемы со сном, и приступы плохого настроения, и быстрая усталость от умственной работы у пожилых людей связаны с разрегулированной системой суточных ритмов, и что все сводится к возрастным изменениям в активности тех или иных генов. Однако хорошо бы знать, что это за гены и что и именно с ними происходит, и важный шаг здесь, как видим, уже сделан. Возможно, в будущем можно будет продлить здоровую жизнь мозга до самой глубокой старости, просто восстанавливая правильную работу его биологических часов.

Другие интересные новости:

▪ Ультразвуковая лягушка

▪ Миниатюрный геркон от Coto Technology

▪ Восстановлена светочувствительность клеток после смерти донора

▪ Починка поврежденных хрящей

▪ Роботизированные материалы со свойствами живых существ

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы. Подборка статей

▪ статья Тиристоры и динисторы. Справочник

▪ статья С каких пор воскресенье стало официальным выходным? Подробный ответ

▪ статья Охрана труда женщин

▪ статья Доработка ДПФ в трансивере RA3AO. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Прецизионный микромощный источник опорного напряжения УР1101ЕН01. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026