독립적인 주파수 및 듀티 사이클 제어 기능이 있는 펄스 발생기. 구성표, 설명

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독립적인 주파수 및 듀티 사이클 제어 기능이 있는 펄스 발생기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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얼마 전까지만 해도 상대적으로 강력한 출력과 부드러운 수동 주파수 및 듀티 사이클 제어 기능을 갖춘 직사각형 펄스 발생기를 조립해야 했습니다. 약간의 경험을 가지고 즉시 NE555 타이머 칩(KR1006VI1)이 발전기의 기초가 되어야 한다고 결정했습니다. 수십 년 동안 생산되어 왔으며 저렴하고 신뢰할 수 있으며 우수한 특성을 가지고 있으며 CMOS 및 TTL 논리 마이크로 회로와 쉽게 일치합니다. 타이머 공급 전압 범위는 5~15V이며 출력은 최대 200mA의 부하 전류를 견딜 수 있습니다.

불행하게도 적합한 발진기 회로에 대한 인터넷 검색은 어떤 결과도 나타내지 않았습니다. 발견된 모든 사람들은 동일한 단점을 겪었습니다. 주파수가 변경되면 출력 펄스의 듀티 사이클도 변경되었습니다. 또는 듀티 사이클 조정이 원활하고 스위치를 사용하여 주파수가 단계적으로 조정됩니다. 결과적으로 원하는 발전기가 독립적으로 개발되었습니다.

아시다시피 NE555 타이머에는 두 개의 전압 비교기가 있습니다. 추가 저항을 연결하지 않고 그 중 하나(조건부 상한)의 응답 임계값은 공급 전압의 2/3이고 두 번째(하한)는 절반입니다. 시간 설정 커패시터의 전압은 발전기 작동 중에 이러한 임계값 사이에서 변동합니다. 듀티 사이클을 변경하기 위해 다 방향 다이오드를 통해 마이크로 회로의 출력에서 \uXNUMXb\uXNUMXb듀티 사이클을 조절하는 가변 저항의 극단 단자에 전압을 적용하고 엔진을 시간 설정 커패시터에 연결하는 고전적인 트릭이 알려져 있습니다. 이러한 조정으로 커패시터가 충전 및 방전되는 저항의 합이 일정하게 유지되기 때문에 펄스 주파수는 변경되지 않습니다.

그러나 듀티 사이클을 변경하지 않고 주파수를 부드럽게 조정하는 방법은 무엇입니까? 비교기의 임계값 차이를 제어하여 이를 수행하기로 결정했습니다. 작을수록 적고 다른 조건이 같을수록 커패시터를 한 임계값에서 다른 임계값으로 재충전하는 데 시간이 걸리고 펄스 주파수가 높아집니다.

약간의 경험을 가지고 즉시 NE555 타이머 칩(KR1006VI1)이 발전기의 기초가 되어야 한다고 결정했습니다.

독립적인 주파수 및 듀티 사이클 제어 기능이 있는 펄스 발생기
그림. 1

그림에 표시된 구성표에 따라 발전기를 조립하면 문제를 해결할 수 있습니다. 여기에서 DA2 타이머의 내부 하위 비교기는 별도의 DA1 칩에 조립된 외부 비교기로 대체됩니다. 비 반전 입력은 시간 설정 커패시터 C1에 연결되고 저항 R2, R3, R6-R8의 전압 분배기는 응답 임계 값을 설정하는 반전 입력에 연결됩니다. 가변 저항 R7의 개방 회로 또는 매우 높은 저항으로 비교기 DA1의 응답 임계 값은 비활성화 된 내부 타이머 비교기 DA2-공급 전압의 1/3의 응답 임계 값과 정확히 동일합니다. 이 평등은 튜닝된 저항 R3에 의해 달성됩니다. 가변 저항 R7의 저항을 줄임으로써 공급 전압의 절반에 대해 대칭으로 DA2 타이머의 상위 비교기와 외부 비교기 DA1의 임계 값이 가까워집니다. 결과적으로 펄스 주파수가 증가하고 가변 저항 R4에 의해 설정된 듀티 사이클이 변경되지 않습니다.

인터넷 포털 KAZUS.RU kazus.ru/forums/showthread.php?t=94852의 포럼에 게시한 계획인 생성기의 첫 번째 버전에는 저항 R6이 없습니다. 그러나 그것이 없으면 임계 값의 완전한 대칭을 달성하는 것이 불가능하므로 출력 5에 연결된 타이머 내부의 전압 분배기가 간섭합니다. 저항이이 분배기의 저항의 합과 같은 저항 R6은 그 영향을 보상하여 전체 임계 값 회로를 대칭으로 만듭니다.

주관적으로 3개의 타이머 출력과 공통선 사이에 DC 전압계를 연결하여 밸런싱 품질을 평가할 수 있습니다. 판독 값은 가변 저항 R4의 위치에만 의존해야 합니다. 가변 저항 R7로 주파수를 조정할 때 변경해서는 안됩니다. 이는 조정된 저항 R3을 사용하여 달성됩니다. 펄스 주파수가 너무 낮아 전압계 바늘이 시간에 따라 변동하는 경우 시간 상수가 충분히 큰 통합 RC 회로를 통해 전압계를 타이머에 연결하거나 더 작은 커패시터 C1을 설치하여 펄스 주파수를 일시적으로 증가시켜야 합니다.

다이어그램에 표시된 요소의 값과 15V의 공급 전압으로 가변 저항 R7은 펄스 주파수를 약 50에서 830Hz로 조절합니다. 그러나 공급 전압을 5V로 낮추면 주파수가 거의 XNUMX배 감소합니다. 이와 관련하여 발전기에 안정된 전압을 공급하는 것이 바람직합니다.

NE555 타이머 출력의 부하 용량을 통해 매우 강력한 액추에이터와 핵심 요소를 직접 제어할 수 있습니다. 이러한 상황과 독립적인 주파수 및 듀티 사이클 제어 가능성은 광범위한 발전기 응용 분야를 결정할 수 있습니다.

저자: P. 갈라셰프스키

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