Генераторы на таймере КР1006ВИ1. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

Журнал "Радио" неоднократно публиковал описания различных приборов и устройств, в которых использована микросхема - таймер КР1006ВИ1. В большинстве из них он включен по схеме, близкой к типовой, рассчитанной на генерацию прямоугольных импульсов.

Автор этой статьи, стремясь расширить сферу применения таймера, предлагает на суд читателей несколько новых и малоизвестных схем генераторов на КР1006ВИ1.

Сначала рассмотрим работу простого генератора, собранного по широкоизвестной схеме (рис. 1). Генератор вырабатывает прямоугольные импульсы со скважностью, равной двум. Период колебаний связан с номиналами резистора R1 и конденсатора С1 соотношением Т=1,4R1.C1.

При включении питания конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R1 и открытый транзистор VT1. Когда напряжение на конденсаторе достигнет 2Uпит/3, напряжение на выходе (вывод 3) таймера DA1 уменьшится до нуля и одновременно с этим откроется внутренний транзистор таймера, соединив его выход с открытым коллектором (вывод 7) с общим проводом (в дальнейшем для краткости выход с открытым коллектором будем называть "выходом с ОК"). Транзистор VT1 при этом закроется, так как напряжение на базе станет практически равным нулю. Конденсатор теперь разряжается через резистор R1 и диод VD1. При уменьшении напряжения на конденсаторе до напряжения Uпит/3 внутренний транзистор таймера закроется и цикл работы генератора повторится.

Таким образом, конденсатор С1 заряжается и разряжается через один и тот же резистор R1, определяющий постоянные времени зарядки и разрядки. Поэтому скважность выходных импульсов очень близка к двум. Более точно скважность импульсов можно установить подборкой резистора R2.

На рис. 2 показана схема еще одного генератора прямоугольных импульсов вида "меандр", их частоту следования можно регулировать переменным резистором R2, а скважность остается постоянной.

Сразу после включения питания на выходе таймера устанавливается напряжение высокого уровня, так как конденсатор С1 пока не заряжен, и напряжение на входе S микросхемы ниже порогового уровня (равного 2Uпит/3). Коллекторный ток открытого транзистора VT2 открывает транзистор VT1, поэтому конденсатор С1 начинает заряжаться через резисторы R1-R3. Когда напряжение на конденсаторе достигнет 2Uпит/3, триггер таймера переключится в нулевое состояние. Оба транзистора закроются, но откроется внутренний транзистор таймера, соединив с общим проводом выход с ОК. Конденсатор С1 теперь разряжается через резисторы R2 и R3.

Резистор R1 предназначен для ограничения тока транзистора VT1 во время переключения таймера. Для формирования импульсов со скважностью, наиболее близкой к двум, необходимо, чтобы сопротивление резистора R1 было значительно меньше, чем у резистора R3. Период колебаний можно ориентировочно рассчитать, воспользовавшись выражением T=1,4C1(R2 + R3).

Генератор, схема которого изображена на рис. 3, также вырабатывает прямоугольные колебания регулируемой частоты с постоянной скважностью, равной двум. Но в отличие от вышеописанных вариантов, напряжение на конденсаторе в этом генераторе изменяется не по экспоненциальному закону, а линейно.

Работает генератор аналогично предыдущему, за исключением того, что зарядный и разрядный ток конденсатора формирует источник тока на полевом транзисторе VT2. Диодный мост VD1 - VD4 выпрямляет напряжение, прикладываемое к транзистору VT1. Период колебаний связан с номиналами времязадающих элементов соотношением Т=2С1.Uпит/(3I), где I - ток, вырабатываемый источником.

Минимальное напряжение, при котором возможна устойчивая работа устройства, равно 9 В. При меньшем значении напряжение на конденсаторе может и не достигнуть порогового уровня 2Uпит/3 (или разрядится до Uпит/3).

С конденсатора С1 можно снимать колебания треугольной формы, их амплитуда равна Uпит/3. Нагрузочная способность выхода 2 очень мала, поэтому желательно включать нагрузку через промежуточный повторитель напряжения на полевом транзисторе, собранный по одной из схем на рис. 4, или на операционном усилителе.

Напряжение на конденсаторе находится в пределах между Uпит/3 и 2Uпит/3, поэтому имеется возможность однополярного питания операционного усилителя. Так, мною были испытаны ОУ КР544УД1, КР544УД2, рассчитанные на двуполярное питание 2x15 В. Оказалось, что они нормально работают в таком режиме даже при однополярном напряжении 9 В. При меньшем напряжении можно применить счетверенный ОУ К1401УД2А или К1401УД2Б. Они работоспособны при снижении напряжения питания до 5 В.

Помимо нагрузки, отрицательное воздействие на форму колебаний оказывают также входной ток таймера, ток утечки конденсатора С1 и обратный ток диодов моста. Если источник на транзисторе VT1 генерирует слишком малый ток, напряжение на конденсаторе перестанет изменяться линейно. По этой причине желательно подобрать диоды выпрямительного моста с минимальным обратным током. У большинства маломощных кремниевых диодов обратный ток в обычных условиях не превышает 1 нА, поэтому ток источника можно снизить до 1 мкА и даже менее. В этом случае суммарное сопротивление резисторов R2 и R3 должно быть вблизи 1...2 МОм.

Полевой транзистор VT2 (рис.3) с n-каналом заменим на р-канальный. При такой замене полярность включения диодов VD1-VD4 моста необходимо изменить на обратную.

Генератор прямоугольного и треугольного напряжений можно построить полностью на биполярных транзисторах, как показано на рис. 5. На транзисторе VT3 собран источник тока, формирующий зарядный и разрядный ток конденсатора С1. Транзисторы VT2 и VT4 образуют "токовое зеркало". Назначение транзисторов VT1 и VT5 понятно из описания предыдущих вариантов генератора.

При напряжении высокого уровня на выходе таймера DA1 транзисторы VT5 и VT1 открыты. Конденсатор С1 заряжается при этом через транзисторы VT1 и VT4. "Токовое зеркало" на транзисторах VT2 и VT4 обеспечивает ток через конденсатор, равный току, формируемому источником на транзисторе VT3.

При низком уровне на выходе таймера транзисторы VT1, VT2, VT4 и VT5 закрыты, поэтому конденсатор разряжается через коллекторный переход транзистора VT4. Ток разрядки конденсатора также задает источник тока на транзисторе VT3.

При реализации этого генератора необходимо иметь в виду, что для реализации всех преимуществ использованного схемного решения транзисторы "токового зеркала" должны представлять собой сборку на общем кристалле, иначе оно может давать значительную токовую ошибку (в 10 и более раз) и сильную зависимость тока от температуры.

Напряжение треугольной формы снимают с конденсатора С1 через повторитель на полевом транзисторе или на ОУ.

Если возникла необходимость в частотной модуляции генерируемых колебаний, стабилитрон VD1 и резистор R1 исключают, а модулирующее напряжение подают на базу транзистора VT3.

На таймере КР1006ВИ1 можно построить также генераторы пилообразных колебаний. Схема одного из таких генераторов показана на рис. 6. Когда на выходе таймера DA1 присутствует напряжение высокого уровня, конденсатор С1 заряжается сравнительно медленно от источника тока на полевом транзисторе VT1. Как только напряжение на конденсаторе достигнет уровня 2Uпит/3, высокий уровень напряжения на выходе таймера сменится на низкий и конденсатор быстро разрядится через открытый внутренний транзистор микросхемы.

Частоту генерации определяют ток I источника на транзисторе VT1 и емкость конденсатора С1. Период колебаний генератора равен Т=C1.Uпит/(3I)

Генератор по схеме рис. 5 может вырабатывать напряжение и пилообразной формы - для этого достаточно выход с ОК таймера (выв. 7) соединить через контакты тумблера с входами R и S. Пилообразные колебания снимают с выхода 2. Таким образом, генератор становится трехфункциональным.

Автор: А.Шитов, г.Иваново Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Плазменное зеркало 10.01.2023 Впервые в истории науки ученые-физики из лаборатории LOA (Laboratoire d'Optique Appliquee), Франция, создали так называемое релятивистское плазменное зеркало, область, индуцированную лазерным светом, внутри которой свободные электроны плазмы перемещаются практически со скоростью света. И самое примечательное в этом случае то, что это плазменное зеркало "обновляется" с достаточно большой скоростью - около тысячи раз в секунду. Когда интенсивный импульс лазерного света ионизирует поверхность материальной цели, это создает настолько плотное облако плазмы, что все это становится непроницаемым для света даже в том случае, если цель была раньше абсолютно прозрачна. Лазерный свет просто отражается от такого плазменного зеркала. Но, во время такого отражения возникает процесс, называемый поверхностной генерацией высших гармоник (SHHG), который "уплотняет" импульсы лазерного света, делая их еще более короткими и интенсивными, что интересует некоторые области науки и техники. Однако, "хрупкая природа" SHHG-процесса определяет ряд жестких требований к параметрам лазера, таким, как пространственно-временное качество импульса и временный контраст, а также огромная пиковая мощность, которая должна измеряться тераватами, т.е. тысячами гигаватт. И это является причиной, по которой все предыдущие эксперименты в данном направлении проводились с низкой (менее 10 раз в секунду) частотой генерации-обновления плазменного зеркала. Для этого французские ученые разработали новый лазер тераватного класса, способный генерировать импульсы, продолжительностью менее 4 фемтосекунд, тысячи раз в секунду. При этом все остальные параметры лазера также отвечают требованиям SHHG-процесса. Более того, ученые реализовали новую технологию, в которой для создания или поддержания плазменного зеркала используются два импульса. Первый импульс создает плазменное облако и способствует его расширению. С небольшой задержкой следует основной импульс света, позволяющий управлять градиентом плотности плазмы, определяющий многие параметры плазменного зеркала. На последующих этапах своих исследований французские ученые планируют заняться проблемой перефокусировки излучения, отраженного от плазменного зеркала, что позволит получить световые импульсы продолжительностью меньше фемтосекунды с рекордно высоким уровнем интенсивности (яркости).

Другие интересные новости:

▪ С возрастом люди становятся более милосердными

▪ Комаров отучат пить кровь

▪ Солнечные монтажные конструкции из переработанных лопастей ветряных турбин

▪ Акустика школьного класса

▪ Мобильные телефоны не связаны с опухолями мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Обломки старых поколений. Крылатое выражение

▪ статья Что такое лишайники? Подробный ответ

▪ статья Камнепады. Советы туристу

▪ статья Указатель уровня воды в баке. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Кулонометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025