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:

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Квантовая батарея с мгновенной зарядкой и кратким хранением 14.09.2026

Аккумуляторы постепенно совершенствуются, однако между скоростью зарядки и способностью долго хранить энергию по-прежнему существует заметный компромисс. Исследователи, работающие в области квантовой физики, ищут принципиально иные способы накопления энергии. Одно из таких направлений связано с квантовыми батареями, использующими необычные свойства света и материи. Новый прототип продемонстрировал впечатляющую скорость зарядки, хотя до полноценного практического устройства ему еще далеко. Разработанная специалистами система способна получать энергию за фемтосекунды - квадриллионные доли секунды. Для сравнения, одна фемтосекунда составляет 10^-15 секунды. После завершения зарядки прототип удерживает накопленную энергию в течение наносекунд, то есть миллиардных долей секунды. Это примерно в миллион раз дольше самой зарядки. Однако столь эффектные показатели времени пока не означают, что устройство способно заменить обычный аккумулятор: запас энергии остается крайне небольшим. В осн ...>>

Загрязнение воздуха ослабляет ледники Гималаев 13.09.2026

Ледники высокогорных районов долгое время считались одними из наиболее удаленных от человеческой деятельности природных объектов. Однако даже эти гигантские массивы льда не защищены от загрязнения атмосферы. Частицы сажи, минеральной пыли и других веществ переносятся на большие расстояния, оседают на снегу и льду и изменяют их способность отражать солнечную энергию. На фоне глобального потепления подобное воздействие способно ускорять таяние ледников и усиливать связанные с ним природные риски. Особое внимание специалистов привлекают Гималаи, где ледники играют важную роль в формировании речного стока и поддержании водных ресурсов. Один из наиболее показательных регионов - Лангтанг в Непале. Несмотря на удаленность и живописный высокогорный ландшафт, он расположен по направлению переноса воздушных масс от одних из наиболее загрязненных промышленных районов Южной Азии. Недавний обвал ледника в этой местности сопровождался разрушительными внезапными паводками. При этом точная причина ...>>

Случайная новость из Архива Бактерии могут выжить в межпланетном путешествии 27.08.2020 Открытие может свидетельствовать в пользу теории панспермии, согласно которой жизнь не зародилась на Земле, а прибыла сюда из других мест во Вселенной. Что, если бы микроорганизмы могли дрейфовать через космические просторы, разнося семена жизни по планетам? Так ли появилась жизнь на Земле? Возможно ли такое путешествие? Исследование астробиологической миссии "Танпопо", что в переводе с японского означает "одуванчик", демонстрирует, что это вполне возможно. Образцы бактерий рода Deinococcus, которые обитают высоко в земной атмосфере, три года прожили в космическом вакууме за пределами Международной космической станции, выдержав микрогравитацию, интенсивное ультрафиолетовое излучение и экстремальные температуры. Открытие может свидетельствовать в пользу теории панспермии, согласно которой жизнь не зародилась на Земле, а прибыла сюда из других мест во Вселенной. К теории скептически относятся именно потому, что до сих пор считалось, будто микроорганизмы не способны выживать в экстремальных условиях открытого космоса. Японские исследователи доказали обратное. Они поместили споры Deinococcus на экспозиционные панели за пределами МКС. Образцы разной толщины подвергались воздействию космической среды в течение одного, двух или трех лет. Все образцы размером более 0,5 мм выжили. По словам ученых, Deinococcus могут пережить путешествие с Земли на Марс, а на космическом корабле они способны прожить от 15 до 45 лет.

Другие интересные новости:

▪ Гравитация и землетрясение

▪ Прививка от дезинформации

▪ Новые производственные мощности MEMS

▪ Смартфон Oppo A1 Pro

▪ 1000-ядерный процессор KiloCore

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Подборка статей

▪ статья Иду на вы. Крылатое выражение

▪ статья Зачем в 1930-х годах американские производители муки продавали ее в мешках с яркими узорами? Подробный ответ

▪ статья Начальник отдела маркетинга. Должностная инструкция

▪ статья Автоматический выключатель бытовой радиоаппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы IRF510 - IRF540S. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026