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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Спасть на боку полезнее 19.08.2015 Довольно долго никто не знал, как мозг избавляется от биохимического мусора: продуктов метаболизма, испорченных молекул, отслуживших свое, и т. д. Обычно "канализацией" служит кровеносная и лимфатическая системы, но между нервной тканью и кровеносными сосудами в мозге стоит мощный гематоэнцефалический барьер, который мало что пропускает через себя. Однако несколько лет назад Майкен Недергард (Maiken Nedergaard) и его коллеги из Рочестерского университета нашли в мозге собственную мусороуборочную систему. Кровеносные сосуды в мозге окружены чехлами из отростков астроцитов - вспомогательных, или глиальных клеток. Получается двойная трубка, и в промежуток между ее двумя стенками проникает "замусоренная" межклеточная жидкость, которая фильтрует мусор в кровеносный сосуд. Причем астроциты создают в ней давление, так что фильтрация здесь не пассивная, а активная. Систему назвали глимфатической: функционировала она подобно обычной лимфатической, только сделана была из глиальных клеток. Работа мусороуборочной системы зависит от действий мембранных каналов астроцитов, которые требуют довольно много энергии. Это навело на мысль, что глимфатическая система мозга остается функциональной во время сна: на работу нейронов, на восприятие и анализ внешних сигналов, на аналитику и т. п. энергия не тратится, поэтому ее можно направить на уборку мусора. Дальнейшие эксперименты гипотезу подтвердили: активная прокачка межклеточной жидкости через глиальный фильтр включалась именно во сне. Причем во время сна на 60% увеличивалось расстояние между нервными клетками, которые как бы съеживались, чтобы расширить каналы для циркуляции спинномозговой жидкости и облегчить ей доступ к глимфатической системе. Что до контроля над ней, то здесь исследователи отдают главную роль нейромедиатору норадреналину, уровень которого сильно падает во время сна и возрастает при пробуждении. Но если глимфатическая система включается во сне, значит, ее работа зависит от того, как мы спим? Действительно, как выяснили все те же Майкен Недергард с сотрудниками Рочестерского университета и присоединившиеся к ним исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук, на эффективность мусороуборочных процессов в мозге влияет положение тела во сне. Опыты ставили на животных: лабораторным грызунам вводили специальную метку, по которой можно было следить, насколько эффективно из мозга выводятся испорченные белки, и укладывали животных спать. Как пишут авторы работы в Journal of Neuroscience, лучше всего мозговая "канализация" работала в том случае, если звери спали на боку. Здесь стоит сказать, что и животные, и люди спят чаще всего на боку, что, возможно, связано как раз с работой глимфатических каналов (хотя полученные результаты все равно нужно будет подтвердить в исследованиях с участием людей). Испорченные молекулы, за которыми следили в экспериментах, были белками тау и бета-амилоидом - накапливаясь в нейронах, они вызывают синдром Альцгеймера. Известно, что многие неврологические заболевания, включая нейродегенеративные синдромы, связаны с расстройствами сна. Возможно, нарушение работы мусороуборочной системы, активизирующейся во время сна, как раз способствует развитию таких болезней. Так что правильный сон помогает помогает мозгу не только восстановить психические функции, но и эффективно избавиться от опасных веществ.

Другие интересные новости:

▪ Что прилипает к тефлону

▪ 5G модем Snapdragon X75

▪ Альтернативная энергетика для космической станции

▪ Магнетары сложнее, чем считалось

▪ Сплетни полезны для коллектива

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Музыканту. Подборка статей

▪ статья Бросить камень. Крылатое выражение

▪ статья Когда можно искупаться у самого края водопада Виктория без опасения быть унесенным вниз? Подробный ответ

▪ статья Гидравлический класс. Домашняя мастерская

▪ статья Преобразователь, 12/220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тибетские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025