Puffer zum Schutz des Rechteckgenerators. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Bei der Durchführung von Laborforschungen, dem Unterrichten von Studenten, der Entwicklung neuer Produkte, dem Testen langer Kabel sowie kapazitiver und induktiver Lasten kam es zu Ausfällen von rechteckigen unipolaren Impulsgeneratoren, die durch Ausgangskurzschlüsse und deren Anschlüsse an Hochspannungsquellen verursacht wurden. Nachdem die Generatoren über Pufferverstärker angeschlossen wurden, wurden sie durch menschliches Versagen beschädigt und die Generatoren blieben betriebsbereit. Das hat viel Geld gespart.

Fig. 1

Oftmals ist nicht nur eine direkte, sondern auch eine inverse Ausgabe erforderlich. Der Pufferverstärker, dessen Schaltung in Abb. dargestellt ist. 1 bietet eine solche Möglichkeit. Es enthält zwei identische Blöcke A1 und A2, einen Widerstand R2, Schutzdioden VD1 und VD2, eine Einschaltanzeige – eine HL1-LED mit einem Strombegrenzungswiderstand R1.

Das Eingangssignal über den Widerstand R2 wird dem Eingang (Pin 3) des Blocks A1 zugeführt – den parallel geschalteten Eingängen aller Wechselrichter des 1DD1-Chips. Obwohl die Dioden VD1 und VD2 parallel zu den eingebauten Schutzdioden im 1DD1-Mikroschaltkreis geschaltet sind, schadet ein zusätzlicher Schutz laut Autor nicht. Die Wechselrichterausgänge des 1DD1-Chips sind über strombegrenzende Widerstände 1R1 - 1R8 parallel geschaltet. Am Verbindungspunkt entsteht ein inverses Signal, das dem Ausgang (Pin 4) des Blocks A1 über den Widerstand 1R13, einem anderen Ausgang (Pin 5) und dem oberen Ausgang des variablen Widerstands 1R9 entsprechend zugeführt wird Schaltkreis.

Der 1R9-Motor ist an einen Spannungsteiler 1R10-1R12 angeschlossen. Der variable Widerstand 1R9 dient als Spannungsregler an den invertierten Ausgängen 1-3. Die Widerstände 1R13 und 1R14 wirken strombegrenzend. Auch die Dioden 1VD1 und 1VD2 erfüllen eine Schutzfunktion.

Das Ausgangssignal des Blocks A1 von seinem Pin 4 wird dem Eingang (Pin 3) eines ähnlichen Blocks A2 zugeführt, der an den Pins 5-8 ähnliche Ausgangssignale erzeugt. Da jeder Block das Signal invertiert, sind die Signale an den Ausgängen von Block A1 in Bezug auf den Eingang invers, und an den Ausgängen von Block A2 werden durch doppelte Invertierung Signale erhalten, die den Eingang wiederholen.

Die maximale Betriebsfrequenz des Pufferverstärkers hängt von den verwendeten Chips ab. Für M74HC540 sind es mindestens 25 MHz, für 74ALS540 - 50 MHz, für 74F540 - 100 MHz. Der maximale Ausgangsstrom beträgt etwa das Achtfache des einer einzelnen Zelle. Der Widerstandswert der strombegrenzenden Widerstände 1R1 – 1R8 kann bei Bedarf auf 10 Ohm reduziert oder auf 47 Ohm erhöht werden.

Reis. 2 (zum Vergrößern anklicken)

Bei einigen Messungen kann die getrennte Einstellung der Amplitude von Direkt- und Inversimpulsen unpraktisch sein. Zur gemeinsamen Amplitudenanpassung wird eine einstellbare Versorgungsspannung angelegt. Es wird vom Block erzeugt, dessen Schema in Abb. dargestellt ist. 2. Die Netzspannung wird über den Schalter SA1 und den Schmelzeinsatz FU1 der Primärwicklung (I) des Netztransformators T1 zugeführt. Eine Wechselspannung von 10 ... 12 V aus der Sekundärwicklung (II) des Transformators T1 richtet die Diodenbrücke VD1-VD4 gleich und glättet den Kondensator C2. Auf dem DA1-Chip ist ein Spannungsstabilisator montiert, der gemäß einer typischen Schaltung enthalten ist und über einen variablen Widerstand R3 innerhalb von 2.6 V eingestellt werden kann. Die Ausgangsspannung Uout wird nach der Formel berechnet

Uout \u1d (3 + (R4 + R2) / R1,25) -XNUMX V.

Es ist unerwünscht, den Widerstandswert des Widerstands R2 zu ändern, da dieser einen Mindestlaststrom der Mikroschaltung von 10 mA liefert. Die untere Regelgrenze wird durch Auswahl des Widerstands R4 eingestellt, das Regelintervall durch Auswahl von R3.

Bei der Durchführung von Schülerlaborarbeiten wurde der Widerstand R3 mit 510 Ohm gewählt und der Widerstand R4 durch eine Brücke ersetzt, um Spannungsregelgrenzen von 1,25 ... 6,6 V zu erhalten. Der Betrieb von Mikroschaltungen bei niedriger Versorgungsspannung wurde untersucht. Für die Mikroschaltungen 74ALS540 und 74F540 ist das Intervall auf 4,5.6,5 V eingestellt. In diesem Fall wird der Widerstand des Widerstands R2 auf 320 Ohm und R4 auf 840 Ohm erhöht.

Wenn kein variabler Widerstand R3 mit dem gewünschten Nennwiderstand vorhanden ist, wird ein größerer Widerstand ausgewählt und mit einem konstanten Widerstand überbrückt, dessen Widerstandswert experimentell ausgewählt wird.

Die LED AL360B (HL1) wurde mit einer niedrigen Durchlassspannung ausgewählt, sodass ihr Leuchten bereits bei einer minimalen Versorgungsspannung von 2 V spürbar war. Wenn kein geeigneter Ersatz für eine andere LED vorhanden ist, kann eine Miniaturglühlampe SMN-6,3-20 verwendet werden Stattdessen wird der Widerstand R1 durch eine Brücke ersetzt.

Alle Festwiderstände - MLT, Variablen - SP-1A mit einer Nennleistung von 1 W. Oxidkondensatoren – Aluminium, unpolare Kondensatoren – Folie oder Keramik. Im Pufferverstärker (siehe Abb. 1) können die Dioden 1 N4148 durch 1N914 oder ähnliche ersetzt werden. Im Netzteil (Abb. 2) können Sie anstelle der Dioden 1N4001 (VD1-VD6) 1N4002-1N4007 oder KD243A-KD243Zh verwenden. Der Spannungsreglerchip LM317T (DA1) kann durch KR142EN12A ersetzt werden. Wenn der Chip mehr als 1 W Verlustleistung verbraucht, muss er auf einem Kühlkörper mit einer Kühlfläche von etwa 20 cm2 pro 1 W Verlustleistung installiert werden. Netzwerktransformator T1 – jeder mit einer Gesamtleistung von 10.20 W und einer Sekundärwicklungsspannung von 10.12 V. Sie können einen Transformator aus Lampengeräten verwenden, indem Sie zwei Filamentwicklungen phasengleich in Reihe schalten.

Autor: P. Petrov

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