制御された単一のバイブレーター。スキーム、説明

無線電子工学および電気工学の百科事典
無料のライブラリ / 無線電子および電気機器のスキーム

制御された単一のバイブレーター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無料のテクニカルライブラリ

一般に制御された発電機、特に単一バイブレータは、AG および GG グループの標準マイクロ回路でアマチュア無線家によって実行されることが最も多いです。一方、このようなジェネレーターの非標準実装は、設計の最適化に加えて、特定のデバイス全体の多数の新しい興味深い効果やプロパティの外観を事前に決定する場合があります。しかし、ラジオやその他の一般的な文献では、このトピックに関する出版物はほとんどありません。

この記事の著者は、簡単ではないスキームに従って構築された制御された単一バイブレータを習得した経験を共有しています。

[1] (図 8 のスキーム、a) で説明されているように、トリガー上の単一のバイブレーターはかなり幅広い機能を備えていますが、いくつかの欠点もあります。まず、コンデンサ C1 の充電は、トリガーの出力抵抗を通じて発生します。図上。図１ａは、時間設定回路を備えたこの単一バイブレータの回路の一部を示しており、出力抵抗Ｒｏｕｔは条件付きでトリガの外側に示されている。 Rout を変更すると、生成されるパルスの持続時間に影響します。第二に、コンデンサの電圧を所定のレベルに回復する時間が（生成されたパルスの持続時間と比較して）長い。第三に、出力パルスの持続時間を電子的に制御する機能がないため、ノードの範囲が狭くなります。

制御された単一のバイブレーター

単一の振動子のコンデンサ C1 の充放電回路を考えてみましょう。時間間隔 t® の形成段階で、コンデンサは 0 (より正確には残留電圧から) から、電源の正出力 - Rout-R1-C1-コモン線の回路を通じてしきい値電圧 Uthr まで充電されます。。

回復段階では、コンデンサは最初に VD0 ダイオードと出力抵抗 Rout を介して、最後に VD1 ダイオードが閉じるときに抵抗 R1 を介して Upor から 1 まで放電されます。

ダイオードは、その両端の電圧が0,5...0,6 Vを下回るとほぼ完全に閉じ、コンデンサは時間間隔が形成されたときと同じ時定数で放電を終了します。したがって、コンデンサの残留電圧に対する要件がより厳しくなると、回復時間が増加し、特定の回復誤差に対する許容可能なパルス繰り返し率が制限されます。

もちろん、追加の放電トランジスタを使用することで、コンデンサを元の状態に戻す回復時間を大幅に短縮できますが、これにより設計が複雑になり、コストが増加します。非常に簡単な方法で、単一のバイブレータの回復時間を短縮し、複雑にすることなく機能を拡張できることがわかりました。

図のスキームによる単一のバイブレータでは、図 1、b では同じ数の部品がありますが、抵抗 R1 の右側の端子は正の電源線に接続されています。ここで、トリガの出力インピーダンスはコンデンサ C1 の充電時間には影響しません。

コンデンサ C1 は、正の電源線 - 抵抗 R1 - コンデンサ C1 - 共通線という回路に沿って、VD1 ダイオードの電圧 Ud から Uth まで充電され、ダイオード VD1 - 出力抵抗 Rout を通って Uth から Ud まで放電されます。

したがって、図1のスキームによる単一のバイブレータでは、図１ｂでは、第一に、生成される時間間隔に対するトリガの出力抵抗の影響はなく、第二に、総回復時間を増加させる回復段階の第２の部分（抵抗器を介したコンデンサの放電）が除外されている。実際、単一の振動子による所定の期間の形成が完了した後、ダイオードは抵抗器 R1 を流れる開放電流のままになります。ダイオードの抵抗は低いままであるため、コンデンサの両端の初期電圧が迅速に回復します。確かに、これによりスタンバイモードでの単一バイブレータの消費電力が多少増加します。

図上。図２は、図１の回路による単一振動子の回復段階におけるトリガの入力Ｒにおける電圧図を示す。 2a (曲線 1) および図 1a (曲線 1) 2b (曲線 0,5)。どちらの場合も、ダイオードUDの閉電圧（シリコンダイオードの場合、約0,6 ... 1 V）までのコンデンサの放電は、時間t1までに実質的に終了します。 0 番目のケースでは、回復はほぼここで終了するため、回復時間は tXNUMX ～ tXNUMX に近くなります。

制御された単一のバイブレーター

最初のケースでは、コンデンサはほぼゼロまで放電されるはずですが、t1の瞬間後にダイオードが閉じられるため、放電は遅れ、時間R1C1の後でもコンデンサの電圧は0,6 /に等しくなります。 e ~ 0,2V (e は自然対数の底)。したがって、ここでの回復時間ははるかに長くなります。

図のスキームによる単一バイブレータ。 1b にはもう 1 つの重要な利点があります。抵抗器 R3 の出力は、正の電源線からではなく、たとえば調整可能な電圧を備えた電源から電力を供給できます。これにより、抵抗器 R4 の電圧を変更することによって、パルス持続時間を電子的に制御することが可能になります。抵抗の出力です。制御された単一振動子のスキームを図に示します。 1、および制御特性 - 図。 XNUMX、カーブXNUMX。

制御された単一のバイブレーター

図によれば、単一振動子のRC回路の時定数の値が等しい場合に注意してください。 1a と 3 および Ucontrol = Upit の場合、0 番目の出力パルスの持続時間 t1 は最初のパルスよりわずかに短くなります。この理由は、XNUMX 番目の単一バイブレータのコンデンサ CXNUMX がゼロからではなく、初期電圧 Ud から充電されるため、コンデンサはより短い時間で Upor まで充電されるためです。

制御電圧値の間隔は次の条件を満たす必要があります: Upr < Ucontrol < Upit (1)。これは図の曲線 1 に対応します。 4.

このような間隔が不都合であることが判明した場合は、図に示すように、ほぼ同じ定格の別の抵抗 R0 を導入することで、間隔を 2 < Ucontrol < Upit (2) まで延長できます。この場合の制御特性を図5に示します。単一のバイブレータがオペアンプによって制御されている場合、R4=2R1 を選択すると、制御間隔を -Upit < Ucontrol < +Upit (3) に拡張できます。このオプションは、図 2 の曲線 3 で示されています。 3.

既製の単一バイブレータを作成する必要がある場合は、図のスキームに従って作成されます。 1,a、図のR1のような追加の抵抗を導入するだけで十分です。 5. Ucontrol = Upit でパルス幅を節約するには、並列接続された R1 と R2 の抵抗 (図 5 による) が初期ノードの抵抗 R1 に等しいことが必要です。これが条件 (4) です。

制御された単一のバイブレーター

図によると、単一の振動子では次のことに注意してください。 1、b、3、および 5 の抵抗は、コンデンサ C1 を充電する一定の電流を設定する役割を果たします。この電流は、抵抗器が存在しない場合、たとえば pnp トランジスタ上で収集される制御電流の外部ソースによって提供できます。このような解決策により、生成されたパルスの持続時間の制御電流への反比例の依存性を実装することが可能になります。

図のスキームによる単一振動子の抵抗器の定格。図 3 と図 5 では、10 kΩ 以上、コンデンサでは 100 pF 以上の広い範囲で変化することが許容されます。コンデンサの静電容量を増やす可能性を提供するには、コンデンサの放電電流を制限する別の抵抗をダイオードと直列に接続する必要があります。 Ucontrol = Upit でのパルス持続時間は、条件 (4) を念頭に置き、[1] で説明されている関係に従って推定する必要があります。

検討されている制御された単一振動子は実装に超小型回路パッケージの 1/2 を必要とし、たとえば [2] (図 2) で説明されているものはパッケージの 3/4 を必要とします。一般に、単一のバイブレータの RS トリガーは、デジタルテクノロジーのさまざまな論理要素とノードに実装できます [3]。 XNUMX つの単一バイブレータをリングに接続すると、周波数とデューティサイクルが大きく重複する XNUMX つの入力によって制御されるパルス発生器を実装できます。

文学

Alekseev S. CMOS 構造の微細回路に基づくシェイパーとジェネレーター。 - ラジオ、1985 年、第 8 号、p. 31～35。
Ignatenko A. 電圧制御発電機。 - ラジオ、1994 年、第 6 号、p. 22.
サモレンコ A. RS フリップフロップを構築するためのオプション。 - ラジオ、1998 年、第 9 号、p. 53～56。

著者: A.Samoilenko、クリン、モスクワ地方

他の記事も見る セクションアマチュア無線デザイナー.

読み書き 有用なこの記事へのコメント.

<<戻る

科学技術の最新ニュース、新しい電子機器：

光信号を制御および操作する新しい方法 05.05.2024

現代の科学技術は急速に発展しており、日々新しい手法や技術が登場し、さまざまな分野で新たな可能性を切り開いています。そのような革新の 1 つは、ドイツの科学者による光信号を制御する新しい方法の開発であり、これはフォトニクス分野での大きな進歩につながる可能性があります。最近の研究により、ドイツの科学者は石英ガラス導波管内に調整可能な波長板を作成することができました。液晶層の使用に基づくこの方法により、導波路を通過する光の偏光を効果的に変化させることができる。この技術的進歩により、大量のデータを処理できるコンパクトで効率的なフォトニックデバイスの開発に新たな展望が開かれます。新しい方法によって提供される偏光の電気光学制御は、新しいクラスの集積フォトニックデバイスの基礎を提供する可能性があります。これにより、次のような大きな機会が開かれます ... >>

プレミアムセネカキーボード 05.05.2024

キーボードは、私たちの毎日のコンピューター作業に不可欠な部分です。ただし、ユーザーが直面する主な問題の 1 つは、特にプレミアムモデルの場合、騒音です。しかし、Norbauer & Co の新しい Seneca キーボードでは、状況が変わるかもしれません。 Seneca は単なるキーボードではなく、完璧なデバイスを作成するための 5 年間の開発作業の成果です。このキーボードは、音響特性から機械的特性に至るまで、あらゆる側面が慎重に考慮され、バランスがとられています。 Seneca の重要な機能の 1 つは、多くのキーボードに共通するノイズの問題を解決するサイレントスタビライザーです。さらに、キーボードはさまざまなキー幅をサポートしているため、あらゆるユーザーにとって便利です。 Seneca はまだ購入できませんが、夏の終わりにリリースされる予定です。 Norbauer & Co の Seneca は、キーボード設計の新しい標準を表します。彼女 ... >>

世界一高い天文台がオープン 04.05.2024

宇宙とその謎の探索は、世界中の天文学者の注目を集める課題です。都会の光害から遠く離れた高山の新鮮な空気の中で、星や惑星はその秘密をより鮮明に明らかにします。世界最高峰の天文台、東京大学アタカマ天文台の開設により、天文学の歴史に新たなページが開かれています。アタカマ天文台は海抜 5640 メートルに位置し、天文学者に宇宙研究の新たな機会をもたらします。この場所は地上望遠鏡の最高地点となり、研究者に宇宙の赤外線を研究するためのユニークなツールを提供します。高地にあるため空はより澄み、大気からの干渉も少なくなりますが、高山に天文台を建設することは多大な困難と課題を伴います。しかし、困難にもかかわらず、新しい天文台は天文学者に研究のための広い展望をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

心臓から働くペースメーカー 20.06.2017

さまざまな小型医療機器が日常の臨床で長い間使用されてきました。これらは特定の生理学的パラメーターを読み取るあらゆる種類のセンサーであり、特定のスケジュールに従って薬物充填物を放出する薬物を備えたデバイスです。これらは小型の電子ペースメーカーです。心臓が正しく機能するのを助けます。

ペースメーカーの中には、独自のバッテリーで動作するワイヤレスモデルが長い間あり、そのようなデバイス自体は非常に小さいため、大規模な外科的介入なしに、静脈からカテーテルを使用して心筋の壁に挿入されます。

しかし、いずれの電源も遅かれ早かれ枯渇しますが、ペースメーカーを取り外すのはそれほど簡単ではありません-その周りに傷跡が残り、デバイスはいわば心臓に閉じ込められます. もちろん、バッテリーはかなり長持ちしますが、数年後にはペースメーカーがまだ機能しなくなり、新しいものを入れる必要があります。心臓はペースメーカーの小さな墓場に変わります。

科学者たちは、心臓収縮のエネルギーをペースメーカーの動力源として収集する装置を使用することを提案しています。私たちは圧電素子について話しています。ご存知のように、圧電結晶は圧縮されると電流を生成します。

ピエゾ素子は、振動するモーターに取り付けたり、車が常に歩いている橋に取り付けたりして、機械的振動を電気に変換するために使用されます。しかし、同じように、心筋の定期的な収縮と拡張を使用することができます. 確かに、人によって心拍数は異なりますが、研究者によると、彼らのバッテリーは幅広い周波数で動作します。

ここで圧電素子を実際のペースメーカーと組み合わせます。最終的には、カテーテルを通して心臓に挿入できるように、装置全体が従来のペースメーカーと同じくらい小さくなければなりません。

その他の興味深いニュース:

科学技術、新しいエレクトロニクスのニュースフィード

無料の技術ライブラリの興味深い資料:

▪ サイトのラジコンセクション。記事の選択

▪ スタニスラフスキー・コンスタンチン・セルゲイビッチの記事。有名な格言

▪ 記事売春宿と賭博場の言葉はアクセントだけ違うのは何語ですか? 詳細な回答

▪ 記事電気ホイストの操作。労働保護に関する標準的な指示

▪ 記事デジタルマルチメータの温度計プレフィックス。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

▪ 記事短絡条件下での電気機器と導体の選択。短絡時の加熱条件に応じた導体の選択。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

この記事にコメントを残してください：

このページのすべての言語

ホームページ | 図書館 | 物品 | サイトマップ | サイトレビュー