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:

Умный медицинский бандаж 24.06.2025

Исследователи из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) предложили инновационное решение - медицинский бандаж из полимерных нановолокон, созданный методом электропрядения. В основе технологии лежит способность материала равномерно распределять антимикробный препарат - метронидазол - и постепенно высвобождать его непосредственно в зоне повреждения. Это особенно важно при лечении инфекций, вызванных анаэробными бактериями, которые активно размножаются в условиях низкого содержания кислорода. Такие микроорганизмы представляют серьезную угрозу, особенно при глубоких ранениях или закрытых повреждениях, поскольку стандартная терапия требует системного применения препарата, что может оказывать побочные эффекты на организм в целом. Новое перевязочное средство прошло стадию лабораторных испытаний in vitro. Хотя до широкого внедрения технологии в клиническую практику еще предстоит пройти долгий путь, уже сейчас очевиден ее потенциал в улучшении качества лечения ран. Уник ...>>

Безлопастные ветряные турбины нового поколения 24.06.2025

Переход к устойчивым источникам энергии требует не только повышения эффективности, но и переосмысления самих принципов их работы. Одной из инновационных разработок в этой области стала безлопастная ветряная турбина (BWT), которую представили инженеры Университета Глазго. Это устройство способно вырабатывать электроэнергию без использования традиционных вращающихся лопастей, предлагая более компактную, бесшумную и безопасную альтернативу классическим ветрякам. В основе новой технологии лежит принцип вихревой вибрации. Вместо лопастей конструкция включает вертикальные цилиндрические мачты, которые начинают колебаться под действием потоков воздуха. Эти механические колебания затем преобразуются в электричество. Отсутствие подвижных крыльев не только уменьшает шум, но и существенно снижает риск для птиц, которые часто становятся жертвами традиционных турбин. С помощью компьютерного моделирования исследователи установили, что оптимальная конфигурация включает мачту высотой 80 сантимет ...>>

Полеты в космос вредят зубам 23.06.2025

Освоение дальнего космоса открывает человечеству уникальные перспективы, но одновременно ставит под угрозу физическое здоровье будущих исследователей. Уже давно известно, что длительное пребывание в невесомости приводит к потере костной массы, мышечной атрофии и нарушениям в работе внутренних органов. Однако новое исследование американских ученых выявило еще одну, ранее не изученную опасность - разрушение зубов и тканей ротовой полости. Команда исследователей сосредоточила свое внимание на связи между микрогравитацией и развитием пародонтита - воспалительного заболевания, поражающего десны и костную ткань, удерживающую зубы. Это заболевание способно со временем привести к полной потере зубов. Поскольку предстоящие миссии на Луну и Марс предполагают многомесячное пребывание в условиях низкой гравитации, становится особенно важно оценить риски для здоровья ротовой полости. Чтобы изучить влияние микрогравитации, ученые провели эксперимент на мышах. Одна группа животных содержалась в ...>>

Случайная новость из Архива Икусственный аналог присоски рыбы-прилипалы 28.09.2017 Специалисты разработали новое присосное устройство, которое будет прикрепляться к акулам и дельфинам и должно выдерживать высокие скорости и резкие повороты животных. Интересно, что моделью для ее создания послужил орган-присоска рыбы-прилипалы. Отслеживать акул или дельфинов (с целью изучения их образа жизни) не так уж просто. Для этого требуется прикреплять к животным датчики, которые бы смогли работать под водой и выдерживать высокие скорости, резкие повороты и т. д. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Китая и США разработали присоску, которая прикрепляется к гладкой коже, способна работать под водой и выдерживать резкие движения. При этом в качестве модели для устройства ученые использовали орган-присоку рыбы-прилипалы. Прилипалы - это рыбы, у которых вместо переднего спинного плавника - огромная присоска, которую они используют, чтобы цепляться за китов, акул и черепах. Рыбы-прилипалы могут выдерживать даже самые высокие скорости, резкие повороты и не отцепляться. Сконструированное по аналогу присоки прилипал, устройство имеет огромную мягкую резиновую присоску, а также сотни небольших жестких выступов, расположенных в ряд. Такие же есть и у прилипал - рыбы могут изменять их, чтобы достичь необходимого трения. В тестах устройство могло удерживаться на различных гладких и шероховатых поверхностях под водой, включая акулью кожу. Следующим шагом будет испытание устройства на реальных акулах и дельфинах.

Другие интересные новости:

▪ Модули XBee сертифицированы ZigBee-альянсом

▪ Свинец прочнее, чем сталь

▪ 100-вольтовый регулятор напряжения LM5008

▪ Научное объяснение эффекта плацебо

▪ Раскрытие генетической истории неандертальцев

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудиотехника. Подборка статей

▪ статья Фидель Кастро. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие сходные по звучанию слова из славянских языков имеют противоположные значения? Подробный ответ

▪ статья Заместитель директора по качеству. Должностная инструкция

▪ статья Домофоны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Паяльник для микропайки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025