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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Generatoren auf dem Timer KR1006VI1. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Funkamateur-Designer Die Zeitschrift „Radio“ hat wiederholt Beschreibungen verschiedener Geräte und Geräte veröffentlicht, die eine Mikroschaltung verwenden – den Timer KR1006VI1. In den meisten von ihnen ist es nach einem typischen Schema angeschlossen, das zur Erzeugung von Rechteckimpulsen ausgelegt ist. Um den Anwendungsbereich des Timers zu erweitern, bietet der Autor dieses Artikels den Lesern mehrere neue und wenig bekannte Oszillatorschaltungen auf Basis von KR1006VI1 an. Betrachten Sie zunächst den Betrieb eines einfachen Generators, der nach einem bekannten Schema zusammengebaut ist (Abb. 1). Der Generator erzeugt Rechteckimpulse mit einem Tastverhältnis von zwei. Die Schwingungsdauer hängt mit den Werten des Widerstands R1 und des Kondensators C1 im Verhältnis T = 1,4R1.C1 zusammen.
Beim Einschalten beginnt der Kondensator C1 über den Widerstand R1 und den offenen Transistor VT1 aufzuladen. Wenn die Spannung am Kondensator 2Upit / 3 erreicht, sinkt die Spannung am Ausgang (Pin 3) des DA1-Timers auf Null und gleichzeitig öffnet sich der interne Transistor des Timers und verbindet seinen Open-Collector-Ausgang (Pin 7) an einen gemeinsamen Draht (im Folgenden wird der Kürze halber der Ausgang mit offenem Kollektor als „Ausgang mit OK“ bezeichnet). Gleichzeitig schließt der Transistor VT1, da die Spannung an der Basis nahezu Null wird. Der Kondensator wird nun über den Widerstand R1 und die Diode VD1 entladen. Wenn die Spannung am Kondensator auf die Spannung Upit/3 sinkt, schließt der interne Transistor des Timers und der Generatorzyklus wiederholt sich. Somit wird der Kondensator C1 über denselben Widerstand R1 geladen und entladen, der die Zeitkonstanten für das Laden und Entladen bestimmt. Daher liegt das Tastverhältnis der Ausgangsimpulse sehr nahe bei zwei. Genauer gesagt kann das Tastverhältnis der Impulse durch Auswahl des Widerstands R2 eingestellt werden. Auf Abb. In Abb. 2 zeigt ein Diagramm eines anderen Rechteckimpulsgenerators vom Typ „Mäander“, dessen Wiederholungsrate durch einen variablen Widerstand R2 eingestellt werden kann und das Tastverhältnis konstant bleibt.
Unmittelbar nach dem Einschalten stellt sich am Ausgang des Timers eine Hochspannung ein, da der Kondensator C1 noch nicht geladen ist und die Spannung am Eingang S der Mikroschaltung unter dem Schwellenwert (gleich 2Upit / 3) liegt ). Der Kollektorstrom des offenen Transistors VT2 öffnet den Transistor VT1, sodass der Kondensator C1 über die Widerstände R1-R3 aufgeladen wird. Wenn die Spannung am Kondensator 2Upit/3 erreicht, schaltet der Timer-Trigger in den Nullzustand. Beide Transistoren schließen, aber der interne Transistor des Timers öffnet sich und verbindet den Ausgang mit OK mit dem gemeinsamen Kabel. Der Kondensator C1 wird nun über die Widerstände R2 und R3 entladen. Der Widerstand R1 dient dazu, den Strom des Transistors VT1 während des Schaltens des Timers zu begrenzen. Um Impulse mit einem Tastverhältnis nahe bei zwei zu erzeugen, muss der Widerstandswert des Widerstands R1 deutlich kleiner sein als der des Widerstands R3. Die Schwingungsdauer kann grob mit dem Ausdruck T=1,4C1(R2 + R3) berechnet werden. Der Generator, dessen Schema in Abb. dargestellt ist. 3 erzeugt außerdem eine Rechteckwelle mit variabler Frequenz und einem konstanten Tastverhältnis von zwei. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Möglichkeiten ändert sich die Spannung am Kondensator bei diesem Generator jedoch nicht exponentiell, sondern linear.
Der Generator funktioniert ähnlich wie der vorherige, außer dass der Lade- und Entladestrom des Kondensators eine Stromquelle für den Feldeffekttransistor VT2 bildet. Die Diodenbrücke VD1 - VD4 richtet die an den Transistor VT1 angelegte Spannung gleich. Die Schwingungsperiode hängt mit den Nennwerten der Zeitglieder durch das Verhältnis T=2C1.Upit/(3I) zusammen, wobei I der von der Quelle erzeugte Strom ist. Die Mindestspannung, bei der ein stabiler Betrieb des Geräts möglich ist, beträgt 9 V. Bei einem niedrigeren Wert erreicht die Spannung am Kondensator möglicherweise nicht den Schwellenwert 2Upit/3 (oder er wird auf Upit/3 entladen). Es ist möglich, Dreiecksschwingungen aus dem Kondensator C1 zu entfernen, ihre Amplitude beträgt Upit / 3. Die Belastbarkeit von Ausgang 2 ist sehr gering, daher ist es wünschenswert, die Last über einen Zwischenspannungsfolger an einem Feldeffekttransistor einzuschalten, der gemäß einer der Schaltungen in Abb. aufgebaut ist. 4, oder an einem Operationsverstärker.
Die Spannung am Kondensator liegt zwischen Upit/3 und 2Upit/3, daher besteht die Möglichkeit einer unipolaren Versorgung des Operationsverstärkers. Deshalb habe ich die Operationsverstärker KR544UD1 und KR544UD2 getestet, die für eine bipolare Versorgung von 2x15 V ausgelegt sind. Es stellte sich heraus, dass sie in diesem Modus auch bei einer unipolaren Spannung von 9 V normal funktionieren. Bei einer niedrigeren Spannung können Sie einen Quad-Operationsverstärker verwenden Verstärker K1401UD2A oder K1401UD2B. Sie sind betriebsbereit, wenn die Versorgungsspannung auf 5 V absinkt. Neben der Last wirken sich auch der Eingangsstrom des Timers, der Leckstrom des Kondensators C1 und der Sperrstrom der Brückendioden negativ auf die Wellenform aus. Wenn die Quelle am Transistor VT1 zu wenig Strom erzeugt, ändert sich die Spannung am Kondensator nicht mehr linear. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, Brückengleichrichterdioden mit minimalem Sperrstrom auszuwählen. Bei den meisten Siliziumdioden mit geringer Leistung überschreitet der Sperrstrom unter normalen Bedingungen 1 nA nicht, sodass der Quellenstrom auf 1 μA oder sogar weniger reduziert werden kann. In diesem Fall sollte der Gesamtwiderstand der Widerstände R2 und R3 etwa 1...2 MΩ betragen. Der Feldeffekttransistor VT2 (Abb. 3) mit n-Kanal wird durch einen p-Kanal ersetzt. Bei einem solchen Austausch muss die Polarität des Einschaltens der Dioden VD1-VD4 der Brücke umgekehrt werden. Ein Rechteck- und Dreieckspannungsgenerator kann vollständig auf Bipolartransistoren aufgebaut werden, wie in Abb. 5. Am Transistor VT3 ist eine Stromquelle aufgebaut, die den Lade- und Entladestrom des Kondensators C1 bildet. Die Transistoren VT2 und VT4 bilden einen „Stromspiegel“. Der Zweck der Transistoren VT1 und VT5 geht aus der Beschreibung der Vorgängerversionen des Generators hervor.
Wenn die Spannung am Ausgang des Timers DA1 hoch ist, sind die Transistoren VT5 und VT1 geöffnet. Der Kondensator C1 wird gleichzeitig über die Transistoren VT1 und VT4 aufgeladen. Der „Stromspiegel“ an den Transistoren VT2 und VT4 liefert einen Strom durch den Kondensator, der dem von der Quelle am Transistor VT3 erzeugten Strom entspricht. Wenn der Timer-Ausgang niedrig ist, sind die Transistoren VT1, VT2, VT4 und VT5 geschlossen, sodass der Kondensator über den Kollektorübergang des Transistors VT4 entladen wird. Der Entladestrom des Kondensators stellt auch die Stromquelle am Transistor VT3 ein. Bei der Implementierung dieses Generators muss berücksichtigt werden, dass die „Stromspiegel“-Transistoren eine Baugruppe auf einem gemeinsamen Chip sein müssen, um alle Vorteile der verwendeten Schaltungslösung nutzen zu können, da es sonst zu einem erheblichen Stromfehler kommen kann (10 oder mehrmals) und eine starke Abhängigkeit des Stroms von der Temperatur. Die Dreiecksspannung wird vom Kondensator C1 über einen Folger an einem Feldeffekttransistor oder an einem Operationsverstärker entfernt. Wenn eine Frequenzmodulation der erzeugten Schwingungen erforderlich ist, werden die Zenerdiode VD1 und der Widerstand R1 ausgeschlossen und die Modulationsspannung an die Basis des Transistors VT3 angelegt. Auf dem Timer KR1006VI1 können Sie auch Sägezahn-Schwingungsgeneratoren aufbauen. Ein Diagramm eines dieser Generatoren ist in Abb. dargestellt. 6. Wenn am Ausgang des Zeitgebers DA1 eine hohe Spannung anliegt, wird der Kondensator C1 relativ langsam von einer Stromquelle an einem Feldeffekttransistor VT1 aufgeladen. Sobald die Spannung am Kondensator den Pegel 2Upit / 3 erreicht, ändert sich der hohe Spannungspegel am Ausgang des Timers auf niedrig und der Kondensator entlädt sich schnell über den offenen internen Transistor der Mikroschaltung.
Die Erzeugungsfrequenz wird durch den Strom I der Quelle am Transistor VT1 und die Kapazität des Kondensators C1 bestimmt. Die Schwingungsdauer des Generators beträgt T=C1.Upit/(3I) Der Generator nach dem Schema von Abb. 5 kann auch eine Sägezahnspannung erzeugen – dazu genügt es, den Ausgang des OK-Timers (Pin 7) über die Kontakte des Kippschalters mit den Eingängen R und S zu verbinden. Sägezahnschwingungen werden vom Ausgang 2 entfernt. Somit Der Generator wird dreifunktional. Autor: A. Shitov, Iwanowo, Gebiet Moskau
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