Generatori di impulsi (multivibratori, autooscillatori). Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante

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Una variante del generatore più semplice (multivibratore) è mostrata in fig. 1a.

Riso. 1. Generatore di impulsi su due inverter

Il circuito ha due stati dinamici. Nel primo di essi, quando lo stato dell'uscita D1.1 è log. "1" (uscita D1.2 log. "0"), il condensatore C1 si sta caricando. Durante il processo di carica, la tensione all'ingresso dell'inverter D1.1 aumenta e quando viene raggiunto il valore Upor=0,5Upit si verifica una brusca transizione al secondo stato dinamico, in cui le uscite D1.1 si registrano. "0", D1.2 - "1". In questo stato, la capacità viene ricaricata (scaricata) dalla corrente inversa. Quando viene raggiunta la tensione su C1 Unop, il circuito ritorna al primo stato dinamico. Il diagramma di tensione spiega il funzionamento. Il resistore R2 è limitante e la sua resistenza non deve essere inferiore a 1 kOhm e, in modo che non influisca sulla frequenza calcolata, selezioniamo il valore del resistore R1 molto più di R2 (R2<0,01R1). Un resistore limitatore (R2) è talvolta installato in serie al condensatore. Quando si utilizza un condensatore non polare C1, la durata dell'impulso (ti) e la pausa (to) saranno quasi le stesse: ti=to=0,7R1C1. Periodo completo T=1,4R1C1. Il resistore R1 e il condensatore C1 possono essere compresi nell'intervallo 20 k0m ... 10 MΩ; 300 uF...100 uF.

Quando si utilizzano due inverter del chip K1LN561 nel circuito (Fig. 2b) (hanno un solo diodo di protezione all'ingresso), il condensatore verrà ricaricato dal livello Upit + Unop. Di conseguenza, la simmetria degli impulsi viene interrotta ti=1,1R1C1, to=0,5R1C1, periodo T=1,6R1C1.

Poiché la soglia di commutazione degli elementi logici non corrisponde esattamente alla metà della tensione di alimentazione, per ottenere la simmetria degli impulsi si può aggiungere al tradizionale circuito oscillatore un circuito di R2 e VD1, fig. 1c. Il resistore R2 consente la messa a punto per ottenere un meandro (ti=to) all'uscita del generatore.

Fig 2. Generatore di impulsi con impostazione separata della durata dell'impulso e pausa tra di loro

Lo schema in fig. 2 consente di regolare separatamente la durata e la pausa tra gli impulsi: ti=0,8C1R1, to=0,8C1R2. Con i valori degli elementi indicati nel diagramma, la durata dell'impulso è di circa 0,1 s, il periodo di ripetizione è di 1 s.

Riso. 3. Generatore di impulsi su tre inverter

La frequenza è più stabile per generatori realizzati su tre inverter (Fig. 3). Il processo di ricarica C1 nella direzione di diminuzione della tensione sulla piastra di sinistra inizia dalla tensione Up+Unop, per cui richiede più tempo ti=1,1C1R2. Il periodo completo delle oscillazioni sarà T=1,8C1R2.

Riso. 4. Generatore di impulsi con regolazione separata a) durata dell'impulso e pausa tra di loro b) duty cycle dell'impulso

Sulla fig. 4 mostra diagrammi di generatori simili, che consentono di regolare separatamente la durata e la pausa tra gli impulsi o, a frequenza costante, regolare il ciclo di lavoro degli impulsi. Un multivibratore basato su un trigger di Schmidt è mostrato in fig. 5.

Riso. 5. Generatore di impulsi sovrapposti

Se si desidera ottenere impulsi simmetrici all'uscita dei suddetti circuiti del generatore senza sintonizzazione, dopo il circuito è necessario inserire un trigger o utilizzare il circuito su tre inverter, fig. 6.

Riso. 6. Generatore con impulsi di uscita simmetrici

L'elemento D1.1 viene utilizzato per creare un secondo circuito di feedback negativo che circonda l'inverter D1.2 (il resistore R5 costituisce il circuito di feedback principale per il segnale) L'elemento IC D1.1 funziona in modalità a basso guadagno con feedback chiuso, simile a un circuito operativo amplificatore operante nella parte lineare della caratteristica In conseguenza di ciò, la tensione di soglia invertita dell'invertitore D1 1 può essere sommata alla tensione di retroazione negativa ed applicata all'ingresso dell'elemento D1.2. Se il rapporto R2/R1 è uguale al rapporto R3/R5, si può ottenere la piena compensazione degli errori dovuti alle variazioni delle tensioni di soglia degli elementi D1.1 e D1.2 Si assume che tutti gli elementi del circuito siano situati nello stesso pacchetto e le loro tensioni di soglia sono effettivamente uguali.La frequenza degli impulsi di un tale circuito è determinata dal rapporto F=1/R5C1 (sarà circa il doppio rispetto al circuito mostrato in Fig. 1).

Riso. 7. Multivibratori simmetrici

a) su un flip-flop RS con due condensatori

d) su due infradito RS

Un multivibratore simmetrico può essere realizzato sulla base di un flip-flop RS, Fig. 7. La variante circuitale in Fig. 7v consente di scegliere i resistori R1 e R2 con resistenza inferiore, poiché i diodi separano il circuito di carica dalle uscite del trigger. Il secondo vantaggio di questo schema è che consente di controllare facilmente e in modo indipendente il periodo e il ciclo di lavoro degli impulsi generati entro determinati limiti. Il ciclo di lavoro può essere regolato in modo lineare se R1 e R2 sono combinati in un potenziometro e il periodo può essere regolato se l'estremità comune di R1 e R2 è collegata a una fonte di alimentazione tramite un potenziometro. Per ridurre il numero di elementi discreti si propone un circuito multivibratore basato su due flip-flop RS, fig. 7a.

Riso. 13. Circuiti che forniscono una maggiore stabilità di frequenza quando la temperatura ambiente cambia in un ampio intervallo

Con un'alimentazione stabilizzata, la variazione della durata degli impulsi dei multivibratori e della frequenza nei generatori sui circuiti RC di solito non è migliore dell'1% per 15 ° C (nel caso di utilizzo di condensatori termostabili). È possibile ottenere una maggiore stabilità di frequenza utilizzando la stabilizzazione al quarzo. Sulla fig. 12 e 13 mostrano schemi tipici per la costruzione di tali generatori. Per una piccola regolazione della frequenza, a volte un condensatore da 10 ... 100 pF viene installato in serie con un risonatore al quarzo. La frequenza degli impulsi e la loro stabilità in questo caso al generatore è impostata dai parametri del risonatore al quarzo.

Pubblicazione: irls.narod.ru

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