제어되는 단일 진동기. 계획, 설명

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일반적으로 제어되는 발전기와 특히 단일 진동기는 AG 및 GG 그룹의 표준 미세 회로에서 라디오 아마추어가 가장 자주 수행합니다. 한편, 이러한 생성기의 비표준 구현은 디자인을 최적화하는 것 외에도 때때로 특정 장치 전체의 여러 가지 새로운 흥미로운 효과 및 속성의 모양을 미리 결정합니다. 그러나 라디오 및 기타 대중 문헌에는 이 주제에 대한 간행물이 거의 없습니다.

이 기사의 저자는 사소하지 않은 계획에 따라 제작된 제어식 단일 진동기를 마스터링한 경험을 공유합니다.

[1]에 설명된 (구성표 - 그림 8, a) 방아쇠의 단일 진동기는 상당히 광범위한 기능을 가지고 있지만 몇 가지 단점도 있습니다. 첫째, 커패시터 C1의 충전은 트리거의 출력 저항을 통해 발생합니다. 무화과. 1a는 시간 설정 회로가 있는 이 단일 진동기 회로의 일부를 보여주며 출력 저항 Rout은 조건부로 트리거 외부에 표시됩니다. Rout을 변경하면 생성된 펄스의 지속 시간에 영향을 줍니다. 둘째, 커패시터의 전압을 미리 정해진 수준으로 복원하는 시간이 길다(생성된 펄스의 지속 시간에 비해). 셋째, 노드의 범위를 좁히는 출력 펄스 지속 시간의 전자 제어 기능이 없습니다.

제어된 단일 진동기

단일 진동기에서 커패시터 C1의 충전 및 방전 회로를 고려하십시오. 시간 간격 tо의 형성 단계에서 커패시터는 회로를 통해 0(더 정확하게는 잔류 전압에서)에서 임계 전압 Uthr까지 충전됩니다. 전원의 양의 출력 - Rout-R1-C1-공통 와이어.

복구 단계에서 커패시터는 먼저 VD0 다이오드와 출력 저항 Rout을 통해 Upor에서 1으로 방전되고 마지막에는 VD1 다이오드가 닫힐 때 저항 R1을 통해 방전됩니다.

다이오드는 전압이 0,5...0,6V 아래로 떨어지면 거의 완전히 닫히고 커패시터는 시간 간격이 형성되었을 때와 동일한 시간 상수로 방전을 완료합니다. 따라서 커패시터의 잔류 전압에 대한 요구 사항이 더 엄격해지면 복구 시간이 증가하여 주어진 복구 오류에 대해 허용 가능한 펄스 반복률이 제한됩니다.

물론 추가 방전 트랜지스터를 사용하여 커패시터를 원래 상태로 되돌리기 위해 복구 시간을 크게 줄일 수 있지만 이는 설계를 복잡하게 만들고 비용을 증가시킵니다. 매우 간단한 방법으로 단일 진동기의 복구 시간을 줄이고 복잡하지 않으면서 기능을 확장할 수 있음이 밝혀졌습니다.

그림의 계획에 따른 단일 진동기에서. 1,b 부품수는 같지만 저항(R1)의 오른쪽 단자가 전원 양극선에 연결되어 있다. 여기서 트리거의 출력 임피던스는 커패시터(C1)의 충전 시간에 영향을 미치지 않는다.

커패시터 C1은 회로를 따라 다이오드 VD1의 전압 Ud에서 Uth로 충전됩니다. 양극 전원 와이어 저항 R1 커패시터 C1 공통 와이어는 다이오드 VD1 출력 저항 Rout을 통해 Uth에서 Ud로 방전됩니다.

따라서 그림의 구성표에 따른 단일 진동기에서. 도 1b에서, 첫째, 생성된 시간 간격에 대한 트리거의 출력 저항의 영향이 없으며, 둘째, 총 복구 시간을 증가시키는 복구 단계의 두 번째 부분(저항을 통한 커패시터 방전)이 제외됩니다. 실제로 단일 진동기에 의해 주어진 기간의 형성이 완료된 후 다이오드는 저항 R1을 통해 흐르는 개방 전류를 유지합니다. 다이오드의 저항은 낮게 유지되어 커패시터 양단의 초기 전압을 빠르게 복구합니다. 사실 이것은 대기 모드에서 단일 진동기의 전력 소비를 다소 증가시킵니다.

무화과. 그림 2는 그림 1의 회로에 따른 단일 진동기에 대한 복구 단계에서 트리거의 입력 R에서의 전압 다이어그램을 보여줍니다. 1a(곡선 1) 및 그림. 2b(곡선 0,5). 두 경우 모두 다이오드 UD의 폐쇄 전압 (실리콘 다이오드의 경우-약 0,6 ... 1 V)에 대한 커패시터의 방전은 실제로 시간 t1까지 끝납니다. 두 번째 경우는 여기서 복구가 거의 끝나므로 복구 시간이 t0-tXNUMX에 가깝습니다.

제어된 단일 진동기

첫 번째 경우 커패시터는 거의 1으로 방전되어야하지만 다이오드가 닫힌 순간 t1 이후 방전이 지연되고 시간 R1C0,6 이후에도 커패시터 양단의 전압은 0,2 / e ~ XNUMXV와 같습니다 (e는 자연 로그의 밑입니다). 따라서 복구 시간이 훨씬 더 깁니다.

무화과의 계획에 따른 단일 진동기. 1b에는 또 다른 중요한 이점이 있습니다. 저항 R1의 출력은 양극 전원 와이어가 아니라 예를 들어 조정 가능한 전압이있는 소스에서 전원을 공급할 수 있으므로 저항 출력에서 전압을 변경하여 전자적으로 펄스 지속 시간을 제어 할 수 있습니다. 제어되는 단일 진동기의 구성이 그림에 나와 있습니다. 3 및 제어 특성 - 그림에서. 4, 곡선 1.

제어된 단일 진동기

단일 진동기의 RC 회로의 시정 수 값이 Fig. 1a 및 3 및 Ucontrol = Upit 두 번째 출력 펄스의 지속 시간 t0은 첫 번째보다 약간 적습니다. 그 이유는 두 번째 단일 진동기의 커패시터 C1이 XNUMX에서 충전되는 것이 아니라 어떤 초기 전압 Ud에서 충전되기 때문에 커패시터는 더 짧은 시간에 Upor까지 충전될 것입니다.

제어 전압 값의 간격은 다음 조건을 충족해야 합니다. Upr < Ucontrol < Upit(1), 이는 그림의 곡선 1에 해당합니다. 4.

이러한 간격이 불편한 것으로 판명된 경우에는 그림 0과 같이 거의 동일한 정격의 다른 저항 R2를 도입하여 2 < Ucontrol < Upit(5)로 확장할 수 있습니다. 4. 이 경우의 제어 특성은 Fig. 2, 곡선 1. 단일 진동기가 연산 증폭기에 의해 제어되는 경우 R3=2R3를 선택하여 제어 간격을 -Upit < Ucontrol < +Upit(3)로 확장할 수 있습니다. 이 옵션은 그림의 곡선 4으로 설명됩니다. XNUMX.

기성 단일 진동기를 만드는 것이 필요한 경우 Fig. 1,a, 그림에서 R1과 같은 추가 저항을 도입하는 것으로 충분합니다. 5. Ucontrol = Upit에서 펄스 지속 시간을 저장하려면 병렬로 연결된 R1 및 R2의 저항(그림 5에 따름)이 초기 노드의 저항 R1과 같아야 합니다. 이것이 조건 (4)입니다.

제어된 단일 진동기

그림에 따른 단일 진동기에서 주목해야 합니다. 1, b, 3 및 5 저항은 커패시터 C1을 충전하는 특정 전류를 설정하는 역할을 합니다. 이 전류는 예를 들어 pnp 트랜지스터에서 수집되는 제어 전류의 외부 소스에 의해 저항이 없을 때 제공될 수 있습니다. 이러한 솔루션을 사용하면 생성된 펄스의 지속 시간이 제어 전류에 반비례하는 의존성을 구현할 수 있습니다.

그림의 구성표에 따른 단일 진동기의 저항 등급. 3 및 5 10kOhm 이상, 커패시터에서 100pF 이상까지 넓은 범위에서 변화하는 것이 허용됩니다. 커패시터의 커패시턴스를 증가시킬 가능성을 제공하려면 커패시터의 방전 전류를 제한하는 다이오드와 직렬로 다른 저항을 연결해야 합니다. 조건 (4)를 염두에 두고 Ucontrol = Upit에서의 펄스 지속 시간은 [1]에 설명된 관계에 따라 추정되어야 합니다.

고려된 제어 단일 진동기는 구현을 위해 마이크로 회로 패키지의 1/2이 필요하며 예를 들어 [2](그림 2)에 설명된 것에는 패키지의 3/4이 필요합니다. 일반적으로 단일 진동기에 대한 RS 트리거는 디지털 기술의 다양한 논리 요소 및 노드에서 구현될 수 있습니다[3]. 두 개의 단일 진동자를 링에 연결하면 주파수와 듀티 사이클이 크게 겹치는 두 개의 입력으로 제어되는 펄스 생성기를 구현할 수 있습니다.

문학

Alekseev S. CMOS 구조의 미세 회로 기반 셰이퍼 및 생성기. - 라디오, 1985, No. 8, p. 31 - 35.
Ignatenko A. 전압 제어 발전기. - 라디오, 1994, 6번, p. 22.
Samoilenko A. RS 플립플롭 구성 옵션. - 라디오, 1998, No. 9, p. 53 - 56.

저자: A.Samoilenko, Klin, 모스크바 지역

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