Buffer per la protezione del generatore di onde quadre. Schema, descrizione

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Buffer per proteggere il generatore di onde quadre. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Durante lo svolgimento di ricerche di laboratorio, l'insegnamento agli studenti, lo sviluppo di nuovi prodotti, il test di cavi lunghi, carichi capacitivi e induttivi, si sono verificati casi di guasti di generatori di impulsi unipolari rettangolari causati da cortocircuiti in uscita e dalle sue connessioni a sorgenti ad alta tensione. Dopo che i generatori iniziarono a essere collegati tramite amplificatori buffer, furono loro a essere danneggiati da errori umani ei generatori rimasero funzionanti. Questo ha risparmiato un sacco di soldi.

Buffer per la protezione del generatore di onde quadre
Fig. 1

Spesso è richiesta non solo un'uscita diretta, ma anche inversa. L'amplificatore buffer, il cui circuito è mostrato in fig. 1 offre tale opportunità. Contiene due blocchi identici A1 e A2, un resistore R2, diodi protettivi VD1 e VD2, un indicatore di accensione: un LED HL1 con un resistore limitatore di corrente R1.

Il segnale di ingresso attraverso il resistore R2 viene inviato all'ingresso (pin 3) del blocco A1, gli ingressi collegati in parallelo di tutti gli inverter del chip 1DD1. Sebbene i diodi VD1 e VD2 siano collegati in parallelo con i diodi di protezione integrati all'interno del microcircuito 1DD1, secondo l'autore, una protezione aggiuntiva non farà male. Le uscite dell'inverter del chip 1DD1 sono collegate in parallelo tramite resistori limitatori di corrente 1R1 - 1R8. Nel punto della loro connessione si forma un segnale inverso, che viene inviato all'uscita (pin 4) del blocco A1 attraverso il resistore 1R13 ad un'altra uscita (pin 5) e all'uscita superiore del resistore variabile 1R9 secondo il circuito.

Il motore 1R9 è collegato a un partitore di tensione 1R10-1R12. Il resistore variabile 1R9 funge da regolatore di tensione sulle uscite invertite 1-3. I resistori 1R13 e 1R14 limitano la corrente. I diodi 1VD1 e 1VD2 svolgono anche una funzione protettiva.

Il segnale di uscita del blocco A1 dal suo pin 4 viene inviato all'ingresso (pin 3) di un blocco simile A2, che produce segnali di uscita simili sui pin 5-8. Poiché ogni blocco inverte il segnale, i segnali alle uscite del blocco A1 sono inversi rispetto all'ingresso, e alle uscite del blocco A2, per effetto della doppia inversione, si ottengono segnali che ripetono l'ingresso.

La massima frequenza operativa dell'amplificatore buffer dipende dai chip utilizzati. Per M74HC540 è almeno 25 MHz, per 74ALS540 - 50 MHz, per 74F540 - 100 MHz. La corrente di uscita massima è circa otto volte quella per una singola cella. La resistenza dei resistori limitatori di corrente 1R1 - 1R8 può essere ridotta a 10 ohm o aumentata a 47 ohm se necessario.

Riso. 2 (clicca per ingrandire)

La regolazione separata dell'ampiezza degli impulsi diretti e inversi può essere scomoda per alcune misurazioni. Per eseguire la regolazione dell'ampiezza del giunto, viene applicata una tensione di alimentazione regolabile. È generato dal blocco, il cui schema è mostrato in Fig. 2. La tensione di rete attraverso l'interruttore SA1 e il fusibile FU1 viene fornita all'avvolgimento primario (I) del trasformatore di rete T1. Una tensione alternata di 10 ... 12 V dall'avvolgimento secondario (II) del trasformatore T1 rettifica il ponte a diodi VD1-VD4 e leviga il condensatore C2. Uno stabilizzatore di tensione è assemblato sul chip DA1, che è incluso secondo un circuito tipico, che può essere regolato da un resistore variabile R3 entro 2.6 V. La tensione di uscita Uout è calcolata dalla formula

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

Non è desiderabile modificare la resistenza del resistore R2, poiché fornisce una corrente di carico minima del microcircuito di 10 mA. Il limite di controllo inferiore viene impostato selezionando il resistore R4, l'intervallo di controllo - selezionando R3.

Durante lo svolgimento del lavoro di laboratorio degli studenti, la resistenza R3 è stata scelta per essere 510 ohm e il resistore R4 è stato sostituito da un ponticello per ottenere limiti di regolazione della tensione di 1,25 ... 6,6 V. È stato studiato il funzionamento dei microcircuiti a bassa tensione di alimentazione. Per i microcircuiti 74ALS540 e 74F540, l'intervallo è impostato su 4,5.6,5 V. In questo caso, la resistenza del resistore R2 viene aumentata a 320 ohm e R4 a 840 ohm.

In assenza di un resistore variabile R3 della resistenza nominale desiderata, viene selezionata una resistenza maggiore e deviata con un resistore costante, la cui resistenza viene selezionata sperimentalmente.

Il LED AL360B (HL1) è stato selezionato con una bassa tensione diretta in modo che il suo bagliore fosse visibile anche con una tensione di alimentazione minima di 2 V. Se non è possibile sostituire un altro LED, è possibile utilizzare una lampada a incandescenza in miniatura SMN-6,3-20 utilizzato invece, sostituendo la resistenza R1 con un ponticello.

Tutti i resistori fissi - MLT, variabili - SP-1A con una potenza nominale di 1 W. Condensatori di ossido - alluminio, condensatori non polari - film o ceramica. Nell'amplificatore buffer (vedi Fig. 1), i diodi 1 N4148 possono essere sostituiti con 1N914 o altri simili. Nell'alimentatore (Fig. 2), invece dei diodi 1N4001 (VD1-VD6), è possibile utilizzare 1N4002-1N4007 o KD243A-KD243Zh. Il chip del regolatore di tensione LM317T (DA1) è sostituibile da KR142EN12A. Se il chip dissipa più di 1 W di potenza, deve essere installato su un dissipatore con una superficie di raffreddamento di circa 20 cm2 per 1 W di potenza dissipata. Trasformatore di rete T1 - qualsiasi con una potenza complessiva di 10.20 W e una tensione dell'avvolgimento secondario di 10.12 V. È possibile utilizzare un trasformatore dall'apparecchiatura della lampada collegando due avvolgimenti di filamento in fase in serie.

Autore: P. Petrov

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