Буфер для защиты генератора прямоугольных импульсов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

При проведении лабораторных исследований, обучении студентов, разработке новых изделий, проверке длинных кабелей, емкостных и индуктивных нагрузок были случаи выхода из строя генераторов прямоугольных однополярных импульсов, вызванных замыканиями выхода и соединениями его с источниками высокого напряжения. После того, как генераторы стали подключать через буферные усилители, именно они повреждались от ошибок человека, а генераторы оставались исправными. Это сэкономило значительные средства.

Рис. 1

Часто требуется не только прямой, но и инверсный выход. Буферный усилитель, схема которого показана на рис. 1, предоставляет такую возможность. Он содержит два одинаковых блока A1 и A2, резистор R2, защитные диоды VD1 и VD2, индикатор включения - светодиод HL1 с токоограничивающим резистором R1.

Входной сигнал через резистор R2 поступает на вход (вывод 3) блока A1 - параллельно соединенные входы всех инверторов микросхемы 1DD1. Хотя диоды VD1 и VD2 подключены параллельно встроенным защитным диодам внутри микросхемы 1DD1, по мнению автора, дополнительная защита не помешает. Выходы инверторов микросхемы 1DD1 соединены параллельно через токоограничивающие резисторы 1R1 - 1R8. В точке их соединения образуется инверсный сигнал, который подается на выход (вывод 4) блока A1 через резистор 1R13 на другой выход (вывод 5) и на верхний по схеме вывод переменного резистора 1R9.

Движок 1R9 соединен с делителем напряжения 1R10-1R12. Переменный резистор 1R9 служит регулятором напряжения на инверсных выходах 1-3. Резисторы 1R13 и 1R14 - токоограничивающие. Диоды 1VD1 и 1VD2 также выполняют защитную функцию.

Выходной сигнал блока A1 с его вывода 4 поступает на вход (вывод 3) аналогичного блока A2, который вырабатывает на выводах 5-8 аналогичные выходные сигналы. Так как каждый блок инвертирует сигнал, то на сигналы выходах блока A1 инверсные по отношению к входному, а на выходах блока A2 в результате двойной инверсии получаются сигналы, повторяющие входной.

Максимальная рабочая частота буферного усилителя зависит от используемых микросхем. Для M74HC540 она не менее 25 МГц, для 74ALS540 - 50 МГц, для 74F540 - 100 МГц. Максимальный выходной ток примерно в восемь раз больше, чем для одного элемента. Сопротивления токоограничивающих резисторов 1R1 - 1R8 можно при необходимости уменьшить до 10 Ом или увеличить до 47 Ом.

Рис. 2 (нажмите для увеличения)

Раздельная регулировка амплитуды прямых и инверсных импульсов может быть неудобна при проведении некоторых измерений. Чтобы осуществить совместную регулировку амплитуды, применено регулируемое напряжение питания. Его вырабатывает блок, схема которого показана на рис. 2. Напряжение сети через выключатель SA1 и плавкую вставку FU1 поступает на первичную обмотку (I) сетевого трансформатора Т1. Переменное напряжение 10...12 В со вторичной (II) обмотки трансформатора Т1 выпрямляет диодный мост VD1-VD4 и сглаживает конденсатор C2. На микросхеме DA1, включенной по типовой схеме, собран стабилизатор напряжения, которое переменным резистором R3 можно регулировать в пределах 2.6 В. Выходное напряжение Uвых вычисляют по формуле

Uвых = (1+(R3+R4)/R2)-1,25 В.

Сопротивление резистора R2 изменять нежелательно, так как он обеспечивает минимальный ток нагрузки микросхемы 10 мА. Нижний предел регулирования устанавливают подбором резистора R4, интервал регулирования - подбором R3.

При проведении студенческих лабораторных работ сопротивление R3 было выбрано 510 Ом, а резистор R4 заменен перемычкой, чтобы получить пределы регулировки напряжения 1,25...6,6В. Изучалась работа микросхем при низком напряжении питания. Для микросхем 74ALS540 и 74F540 устанавливают интервал 4,5.6,5 В. При этом сопротивление резистора R2 увеличивают до 320 Ом, а R4 - до 840 Ом.

При отсутствии переменного резистора R3 нужного номинального сопротивления выбирают большее сопротивление и шунтируют его постоянным резистором, сопротивление которого подбирают экспериментально.

Светодиод АЛ360Б (HL1) выбран с малым прямым напряжением, чтобы его свечение было заметно даже при минимальном напряжении питания 2 В. При отсутствии подходящей замены другим светодиодом вместо него можно применить миниатюрную лампу накаливания СМН-6,3-20, заменив резистор R1 перемычкой.

Все постоянные резисторы - МЛТ, переменные - СП-1А с номинальной мощностью 1 Вт. Оксидные конденсаторы - алюминиевые, неполярные конденсаторы - пленочные или керамические. В буферном усилителе (см. рис. 1) диоды 1 N4148 можно заменить на 1N914 или другие аналогичные. В блоке питания (рис. 2) вместо диодов 1N4001 (VD1-VD6) можно применить 1N4002-1N4007 или КД243А-КД243Ж. Микросхема стабилизатора напряжения LM317T (DA1) заменима на КР142ЕН12А. Если на микросхеме рассеивается мощность больше 1 Вт, ее надо установить на теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности из расчета примерно 20 см2 на 1 Вт рассеиваемой мощности. Сетевой трансформатор Т1 - любой с габаритной мощностью 10.20 Вт и напряжением вторичной обмотки 10.12 В. Можно применить трансформатор от ламповой аппаратуры, соединив две накальные обмотки синфазно последовательно.

Автор: П. Петров

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Растения сигнализируют об опасности вулканической активности 17.06.2025

Извержения вулканов - одни из самых разрушительных природных явлений, и своевременное их предсказание является важной задачей для защиты жизни и имущества людей. Современные технологии позволяют отслеживать сейсмическую активность, тепловые аномалии и газовые выбросы, однако ученые из разных стран продолжают искать новые, более ранние признаки приближающейся опасности. Недавнее исследование команды под руководством вулканолога Николь Гвинн продемонстрировало необычный способ раннего обнаружения вулканической активности с помощью изменений в растительности вокруг вулкана Этна - одного из самых активных вулканов Европы. В ходе двухлетних наблюдений ученые выявили 16 случаев, когда увеличение содержания углекислого газа (CO2) в воздухе или почве совпадало с ростом показателя NDVI - нормализованного индекса растительности, отражающего интенсивность фотосинтеза и здоровье зеленых насаждений. Этот индекс широко используется для оценки густоты и жизнеспособности растительного покрова на сп ...>>

Магнит без использования полезных ископаемых 17.06.2025

Технологии все больше зависят от редких и дорогих материалов, добыча которых сопряжена с экологическими и геополитическими рисками. В связи с этим поиск альтернативных решений становится одной из важнейших задач науки и промышленности. Недавно американские ученые во главе с исследователем китайского происхождения Цзянь-Пин Ванг разработали магнит, изготовленный исключительно из железа и азота, который не содержит традиционных редкоземельных элементов. Это открытие может кардинально изменить подход к производству магнитных материалов и значительно снизить зависимость от нестабильных международных поставок. В отличие от широко используемых сегодня магнитов, содержащих редкие полезные ископаемые, такие как самарий и диспрозий, новый магнит отличается более простой и экологичной составной частью. По словам ученых, магнит, созданный из железа и азота, обладает силой магнитного поля, которая превосходит многие известные материалы на рынке. Это делает его перспективной заменой для постоянн ...>>

Скука полезна творческим людям 16.06.2025

Когда информационный поток непрерывно заполняет наше сознание, умение сделать паузу становится особенно важным. Именно в моменты кажущейся скуки мозг получает возможность перезагрузиться и активировать скрытые ресурсы, стимулирующие творческое мышление и саморефлексию. Ученые из Университета Саншайн-Кост в Австралии провели исследование, которое подтверждает, что короткие периоды скуки могут быть полезны для творческих людей и не только. Скука возникает в тот момент, когда способность человека удерживать внимание начинает снижаться, и активируется так называемая сеть пассивного режима мозга. Эта система отвечает за внутренние мысли и саморефлексию, в то время как активность исполнительной сети, которая обычно помогает сосредоточиться, заметно снижается. Таким образом, скука становится не просто неприятным ощущением, а своего рода переключателем, дающим мозгу возможность отдохнуть от постоянной концентрации. Современный ритм жизни сопровождается постоянной стимуляцией симпатическо ...>>

Случайная новость из Архива Сверхбыстрые SSD Samsung PM1725 и PM1633 23.08.2015 Новые модели твердотельных дисков Samsung предназначены для использования как в центрах обработки данных, так и в настольных компьютерах и ноутбуках. Накопители выполнены на базе многослойных чипов TLC с микроархитектурой 3D V-NAND, в рамках которой ячейки вертикально объединены в 48-cлойный массив. Это позволяет добиться высокой скорости чтения и записи, а также существенного снижения энергопотребления по сравнению с дисками предыдущих поколений. Самая быстрая модель корпоративного уровня с маркировкой PM1725 представляет собой плату расширения с интерфейсом PCI Express 3.0 x8. Samsung PM1725 емкостью 6,4 Тбайт (или 3,2 Тбайт в зависимости от модификации) характеризуется повышенной надежностью и обеспечивает одну из самых высоких скоростей передачи данных на сегодняшний день. Завяленная скорость чтения составляет 5500 Мбайт/с, скорость записи - 1800 Мбайт/с. Показатель IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду) при чтении - 1 млн, при записи - 120 тыс. Вторая новинка - 2,5-дюймовый Samsung PM1633 с поддержкой интерфейса SAS (Serial Attached SCSI). Заявленная скорость чтения/записи данной модели составляет 1100 Мбайт/с и 1000 Мбайт/с соответственно, показатели IOPS при чтении и записи - 60 тыс. и 18 тыс. Samsung PM1633 будет предлагается на рынке в версиях емкостью 480 Гбайт, 960 Гбайт, 1,92 Тбайт и 3,84 Тбайт.

Другие интересные новости:

▪ Самый твердый сплав

▪ Прозрачный бетон

▪ Промывка винных пробок

▪ Новый способ химической конверсии пластика в топливо

▪ Сканирующая фоторамка

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Черный юмор. Крылатое выражение

▪ статья Как холодной зимой выглядит снегирь в объективе прибора ночного видения? Подробный ответ

▪ статья Клубника. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Термометр на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Крахмальный клейстер. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025