Два генератора на КМОП микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

В экспериментах с широко распространенной КМОП микросхемой К176ЛА7 автору удалось реализовать два простых генератора, которые мы предлагаем читателям.

В радиолюбительской практике нередко возникает потребность в высокостабильном генераторе, а кварцевого резонатора с нужной рабочей частотой найти не удается. Если есть резонатор с более высокой частотой, то можно, например, сделать генератор с кварцевой стабилизацией частоты, а затем с помощью делителя понизить ее до нужной величины. Для такого устройства требуется обычно не менее двух микросхем. Между тем, когда в распоряжении радиолюбителя имеется резонатор с рабочей частотой в три раза выше требуемой, решить проблему можно гораздо проще. В генераторе, схема которого показана на рис. 1, автор использовал кварцевый резонатор на частоту 500 кГц, а прямоугольные колебания на выходе генератора имели частоту 166,(6) кГц. Можно взять резонаторы и на другие частоты (от десятков кГц до нескольких МГц), но при этом придется экспериментально подобрать конденсатор С1 и резистор R1. (Чем выше частота, тем номиналы должны быть меньше, и наоборот).

Но как же работает такой генератор, если на частотах ниже основной никаких резонансов у кварца нет? А дело в том, что в приведенном на рис. 1 RC-генераторе есть все условия для самовозбуждения. Действительно, параллельная емкость кварца и кварцедержателя образует цепь положительной обратной связи, а резистор R1 замыкает цепь ООС по постоянному току, которая обеспечивает линейный режим работы двух первых элементов микросхемы DD1. Подбирая резистор R1 и конденсатор С1, устанавливают частоту генератора чуть ниже, чем рабочая частота кварцевого резонатора, разделенная на три. Крутые фронты прямоугольных импульсов возбуждают резонатор на ого основной частоте. Возникающее на его выводах напряжение с частотой 500 кГц синхронизирует RC-генератор, причем очень жестко, с точностью до фазы.

Все это можно наблюдать с помощью осциллографа, подключив щуп с малой входной емкостью (чтобы не нарушить работу генератора) к правому по схеме выводу кварцевого резонатора. На экране видно, как на прямоугольные колебания с частотой 166,(6) кГц накладываются меньшие по амплитуде синусоидальные колебания с частотой 500 кГц. Полоса синхронизации описанного генератора довольно велика, поэтому такие дестабилизирующие факторы, как изменения в некоторых пределах напряжения питания, температуры и номиналов элементов, практически не влияют на его работу. Стабильность же его частоты целиком определяется использованным кварцевым резонатором.

Другой генератор, в отличие от только что описанного, обладает очень широким диапазоном перестройки, и здесь о стабильности частоты говорить уже не приходится - она полностью (зависимость от температуры не исследовалась) определяется стабильностью управляющего напряжения. Схема генератора приведена на рис. 2. В нем установлен только один блокировочный конденсатор, который препятствует проникновению колебаний генератора в цепь управления частотой и защищает ее от внешних наводок. В работе собственно генератора он не участвует. Все элементы микросхемы соединены последовательно, на трех первых из них собран генератор, а на четвертом -выходной буферный каскад.

Цепь обратной связи образована резистором R1, по постоянному току она отрицательная и поэтому обеспечивает линейный режим работы элементов генератора. В каждом из них сигнал задерживается на определенное время, причем длительность этой задержки сильно зависит от напряжения питания - чем оно выше, тем задержка меньше. Сдвиг фазы колебаний пропорционален произведению времени задержки на частоту. На достаточно высокой частоте сдвиг фазы в каждом элементе микросхемы достигает 60, а на всех трех - 180°. В результате ООС превращается в положительную и на этой частоте генератор возбуждается. При увеличении напряжения питания с 3 до 12 В частота генератора изменяется примерно от 300 кГц до 6 МГц, т. е. в 20 раз. Потребляемый ток возрастает при этом от долей миллиампера до 2 мА. Чтобы генератор перекрыл, например, средневолновый диапазон (500... 1600 кГц), напряжение питания должно измениться всего от 3,5 до 5 В. Диапазон частот можно изменить подбором резистора R1.

Достоинство описанного генератора - его исключительная простота, а основной недостаток - сильная зависимость выходного напряжения от частоты.

Автор: В.Поляков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

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 ...>>

Случайная новость из Архива Очки-имплантаты для слепых 07.08.2013 Устройство Argus, частично возвращающее слепым людям зрение, одобрено для клинического использования. Сложная история данного изобретения демонстрирует существующие проблемы с процедурой внедрения высокотехнологичных медицинских новинок. Устройство Argus представляет собой темные очки, похожие на солнцезащитные, в которые интегрирована видеокамера и интерфейс, соединяющий процессор с 60 электродами, имплантированными в сетчатку глаза. Argus работает по тому же принципу, что и настоящий глаз: превращает изображение в набор электрических импульсов, которые стимулируют нервные клетки сетчатки. Таким образом, сигналы попадают в мозг и обрабатываются в обычном порядке, то есть превращаются в картинку. К сожалению, данная технология не является панацеей при лечении слепоты, ведь для ее работы необходим здоровый зрительный нерв. Тем не менее, при повреждении глазного яблока или других нарушениях, не затрагивающих нервные окончания, Argus может подарить многим людям зрение. Устройство пока несовершенно - в будущем наверняка удастся имплантировать намного больше электродов, что повысить разрешающую способность синтетического зрения. Для использования Argus требуется сложная инвазивная операция, в ходе которой в сетчатку глаза пациента имплантируют 60 крошечных электродов, в основном представляющих собой сверхтонкие стеклянные иглы. Помимо этого пациенту нужно носить специальные очки с процессором и видеокамерой производства Texas Instruments. Процессор преобразует изображение в паттерны электрической активности, которые по беспроводному каналу транслируются на приемник, подключенный к сетке электродов внутри глаза. Затем электроды стимулируют нервные клетки сетчатки, и сигналы идут в ту часть мозга, что обрабатывает визуальную информацию. Надо отметить, что зрение через очки Argus отличается от обычного зрения здорового человека. С помощью очков человек видит лишь края предметов, их очертания в серых тонах, но с различной контрастностью. Описать такую картинку сложно, приблизительно это выглядит следующим образом: взгляните на свою комнату, например в сторону окна, а теперь закройте глаза - воспоминания-"отпечаток" и будут похожи на то, что видит слепой человек с очками Argus. На первый взгляд это очень скудная и малоинформативная картинка. Конечно, она и не позволяет, например, читать книги или различать мелкие детали, но благодаря Argus появляется возможность безопасно перейти улицу, передвигаться в незнакомой комнате и т.п. Также, в настоящее время идут эксперименты по приданию системе Argus способности воспринимать цвета. Для этого в лаборатории процессор очков "учат" создавать электрические паттерны красного и зеленого цветов. После завершения модификации софта, пациенты получат возможность отличать два важных цвета, которые кроме всего прочего означают запрет или разрешение, например на светофоре. Устройства, подобные Argus, нужны очень многим слепым людям. Но тот же Argus впервые был представлен публике 10 лет назад и лишь сейчас одобрен Управлением по контролю за пищевыми продуктами и лекарственными препаратами США. Именно в этом и заключается проблема: сегодня микрочипы Argus, изготовленные 10 лет назад, устарели, но просто заменить их в запрещает законодательство - ведь сертифицированы только старые микрочипы. Разработчики пока сосредоточились на программном обеспечении, но это не решение проблемы. Судя по всему, для широкого внедрения высокотехнологичных имплантатов, необходимы изменения в процедурах сертификации и клинических испытаний, иначе медтехника будет на поколение отставать от переднего края научно-технического прогресса.

Другие интересные новости:

▪ Электрический самолет Elysian Elysian E9X

▪ Эволюционная гонка вооружений

▪ Искусственное солнце

▪ Переработка батареек без дробления и плавления

▪ Управление объектами при помощи воздушных потоков

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья Винтовой пресс-соковыжималка. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что такое антропология? Подробный ответ

▪ статья Схватывающий узел с карабином. Советы туристу

▪ статья Средства для педикюра. Простые рецепты и советы

▪ статья Исчезновение из ящика, который разбирается на части. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026