CMOS 칩의 신호 발생기. 계획, 설명

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CMOS 발진기는 라디오 아마추어들에게 인기가 있습니다. 그들은 측정 장비, 가청 주파수 발생기, 무선 요소의 상태를 확인하기 위한 프로브 및 무선 장비의 캐스케이드 설계에 사용됩니다. 이 기사에서는 다양한 장비의 저주파 및 고주파 구성 요소를 확인하고 조정하기 위한 프로브 형태로 만들 수 있는 이러한 생성기의 세 가지 변형에 대해 설명합니다.

일반적으로 프로브와 교정기를 설계할 때 넓고 균일한 스펙트럼의 신호를 생성하는 짧은 펄스 발생기가 사용됩니다. 이러한 신호를 통해 저주파(LF) 및 고주파(HF) 모두에서 무선 장비의 캐스케이드를 빠르게 확인할 수 있습니다. 또한 펄스 지속 시간이 짧을수록 스펙트럼이 더 넓고 균일해집니다.

일반적으로 이러한 생성기는 직사각형 펄스 생성기 자체와 짧은 펄스 셰이퍼의 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 한편, CMOS 마이크로 회로의 논리 요소에서 이미 사용 가능하기 때문에 특별한 셰이퍼 없이도 할 수 있습니다.

예를 들어 그림 1에 표시된 프로브 회로를 고려하십시오. 1000. 이 경우 약 1Hz의 주파수에서 작동하는 잘 알려진 RC 생성기입니다(부품 R1, C1.2의 등급에 따라 다름). 저주파 직사각형 신호는 R4C2 회로를 통해 DD3 요소(핀 4)의 출력에서 가변 저항 RXNUMX로 전달되며 테스트 중인 노드에 공급되는 신호의 진폭을 부드럽게 조정합니다.

CMOS 신호 발생기

고주파 신호 (짧은 펄스)의 출력은 다소 이례적입니다. 신호는 마이크로 회로의 전원 회로에 포함된 가변 저항 R3에서 가져옵니다. 이 저항의 슬라이더를 움직여 고주파 출력 신호의 레벨을 부드럽게 조정합니다.

CMOS 구조의 논리 소자의 단순화 된 회로에 따라 이러한 셰이퍼의 작동 원리를 고려해 보겠습니다 (그림 2). 그 기초는 절연 게이트와 다른 유형의 채널 전도성을 가진 두 개의 직렬 연결된 전계 효과 트랜지스터입니다.

CMOS 신호 발생기

저항 R1이 트랜지스터와 직렬로 연결되고 직사각형 펄스 U1이 요소의 입력에 적용되면 다음이 발생합니다 (그림 3).

CMOS 신호 발생기

펄스 전면의 지속 시간이 무한히 작을 수 없으며 트랜지스터의 관성으로 인해 전면 동작시 두 트랜지스터가 모두 열리는 순간이 올 것입니다. 상태. 소위 통과 전류가 흐르며 그 값은 마이크로 회로의 유형과 전원 전압에 따라 단위에서 수십 밀리 암페어까지 다양합니다. 저항은 짧은 전압 펄스 U2를 생성합니다. 더욱이 정면 행동 당시와 경기 침체 때 모두. 즉, 초기 펄스의 주파수가 두 배가 됩니다.

미세 회로 요소의 작동을 방해하지 않도록 저항의 저항이 크지 않아야 합니다. 이것은 저항이 50...75 Ohm인 저저항 부하가 고주파수 출력에 연결될 수 있음을 의미합니다.

고려되는 발전기의 경우 고주파 출력에서 펄스의 최대 진폭은 100 ~ 150mV이고 전원에서 소비되는 전류는 1,6mA를 초과하지 않습니다. 이 발생기는 3H 증폭기, 4개 프로그램 라우드스피커, DV 및 MW 대역의 라디오 수신기를 테스트하는 데 사용하도록 설계되었습니다. XNUMX.

CMOS 신호 발생기

위에서 설명한 원리에 따라 제작되었지만 생성기는 1MHz의 주파수에서 작동합니다. 고주파 전압의 짧은 펄스가 저항 R3에 형성되고 커패시터 C3를 통해 테스트 캐스케이드에 공급됩니다. 주파수에 대한 고조파 진폭의 의존성은 그림 5에 나와 있습니다. 20 - 1MHz의 주파수에서 12mV에서 80MHz의 주파수에서 1μb로 감소합니다. 대부분의 경우 프로브에 직면한 작업을 완료하는 데 충분합니다. 생성 주파수는 커패시터 C2 및 C5를 선택하여 정확하게 설정됩니다. 전원에서 발전기는 약 XNUMXmA의 전류를 소비합니다.

CMOS 신호 발생기

하나의 CMOS 칩에서 설명된 두 설계의 조합인 결합 생성기를 조립하는 것은 어렵지 않습니다(그림 6). 또한 두 개의 출력이 포함되어 있으며 작동 모드는 SA1 스위치로 설정됩니다.

CMOS 신호 발생기

다이어그램에 따라 스위치의 가동 접점의 아래쪽 위치에서는 LF 생성기만 작동하므로 LF 출력에는 직사각형 펄스가 있고 HF 출력에는 스펙트럼 폭이 최대 1,5MHz인 짧은 펄스가 있습니다. . 중간 위치에서는 석영 발진기만 작동하며 RF 출력에는 최대 80MHz의 스펙트럼 폭을 가진 신호가 있습니다. 동시에 LF 출력에는 신호가 전혀 없습니다. 스위치의 가동 접점이 위쪽 위치로 이동하면 두 생성기가 모두 켜지고 저주파 생성기의 신호에 의해 석영이 변조됩니다.

석영 공진기의 품질 계수가 높으면 HF 발생기가 LF 발생기 신호에 의해 제대로 변조되지 않을 수 있습니다. 이 경우 스위치에서 DD5 요소의 핀 1.3를 분리하고 핀 6에 연결하고 핀 8에서 스위치에 와이어를 연결해야 합니다(핀 4 및 9와 저항 R5에서 분리됨).

모든 프로브 생성기의 디자인은 무엇이든 될 수 있지만 안정적인 작동을 위해 부품 간의 연결은 가능한 한 짧아야 합니다.

저자: I. Nechaev, 쿠르스크

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