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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Смоделировано столкновение протонов 02.05.2022 Ученые из Национальной лаборатории им. Беркли воспользовались квантовым компьютером IBM Q, чтобы провести часть расчетов столкновения двух протонов. Для этого они раздробили теорию эффективного поля на несколько частей и разработали алгоритм, позволяющий выполнять определенные вычисления на квантовом компьютере. Лаборатория Беркли занимается изучением физики элементарных частиц, наблюдая за столкновением высокоэнергетических частиц в лабораторных условиях, например, с помощью Большого адронного коллайдера в Швейцарии. Ученые сравнивают теоретические расчеты этих столкновений с реальными результатами экспериментов. "Одна из главных сложностей такого рода вычислений в том, что мы хотим описать широкий диапазон энергий, - сказал Беньямин Нахман, один из исследователей. - Мы хотим описать процессы от самых высокоэнергетических до самых низкоэнергетических путем анализа соответствующих частиц, которые попадают в наш детектор". Использование исключительно квантового компьютера для решения такого рода задач потребовало бы слишком большого количества кубитов - современные квантовые машины не располагают такими мощностями. Ученые могут проводить эти расчеты на классических компьютерах при помощи аппроксимаций, однако в таком случае из сферы внимания выпадают важные квантовые эффекты. Поэтому команда физиков решила разделить вычисления между разными системами, классической и квантовой. Квантовые расчеты велись на IBM Q, оперирующим сотней кубитов. В дальнейшем ученые планируют добавить проблеме новые измерения, разбить ее на большее число компонентов и увеличить масштаб задачи. В конечном итоге они рассчитывают выполнять на квантовом компьютере такие вычисления, какие недоступны классическим.

Другие интересные новости:

▪ Новая формула соли

▪ Жаропрочный алюминиевый сплав для аэрокосмической отрасли

▪ Супертонкая клавиатура с эффектом магнитной подушки

▪ Жабы эволюционируют на глазах

▪ Замаскированные эритроциты

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тока, напряжения, мощности. Подборка статей

▪ статья От каждого по способностям, каждому по труду. Крылатое выражение

▪ статья Какая авиалиния самая короткая в мире? Подробный ответ

▪ статья Ревень пальчатый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Эластичный каучуковый лак. Простые рецепты и советы

▪ статья Применение PIN-диодов в качестве элементов затухания и переключения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026