2018-10-26
Науково-дослідний сайт В'ячеслава Горчіліна
Всі статті
Модульований цифровий генератор 1Гц-150кГц з переривником
Для деяких дослідницьких задач необхідний переривач з точними і стабільними параметрами частоти і шпаруватості. А більшості випадків потрібно ще і модуляція основної або несучої частоти, яка, в свою чергу, також повинна бути стабільна. Всі ці характеристики притаманні генератора, схема, опис і один з варіантів конструкції якого наводиться в цій замітці. Він може генерувати несучу частоту 1Гц-150кГц з коефіцієнтом заповнення (duty) 1-99%, яка може бути промодулирована більш низькою частотою в тому ж діапазоні частот і duty. В залежності від положення єдиного перемикача SW1 цей генератор може працювати в трьох режимах. Всі вони наводяться на схемі у вигляді осцилограм на затворі mosfet-транзистори VT1, який і виконує тут функцію переривника.
Схема модулируемого цифрового генератора с прерывателем
У схемі задіяні два відносно недорогих цифрових одноплатних генератора, які відрізняються непоганими параметрами і повністю визначають вихідні характеристики всього пристрою: DG1 — генератор несучої частоти, DG2 — генератор частоти модуляції. Їх цифрові виходи (PWM) комутуються через ланцюжок діодів, резисторів і перемикач SW1 зі входом драйвера DA1, який управляє вихідним ключем VT1. Перемикач має три положення і в залежності від них визначається режим роботи схеми. Верхнє положення — замикає контакти 1-2, і пристрій генерує промодулірованний імпульси, як вони показані на зеленій осцилограмі. Середнє положення — замикає контакти 2-3, і на виході пристрою залишається тільки несуча частота (помаранчева осцилограма). Нижнє положення перемикача замикає контакти 3-4, а пристрій починає генерувати промодулірованний імпульси, як вони показані на синій осцилограмі.
Схема передбачає, що на генераторі DG1 завжди буде виставлена більш висока частота, ніж на DG2, але все буде працювати точно також, якщо їх поміняти місцями. Крім того, схемотехнікою перемикача і його обв'язки передбачена захист від постійно відкритого ключа. Ще одна захист реалізована за допомогою двох супресорів — ZD1 і ZD2, перший — здійснює захист драйвера, а другий — захищає всю низковольтую частина схеми від сплесків напруги живлення. Завдяки цим пристосуванням пристрій виходить досить стійким і стабільним в роботі.
Деталі
Як переривника підходять багато сучасні mosfet або igbt-транзистори. При їх виборі, можна керуватися такими критеріями: мінімальним опір відкритого переходу і максимальним напруженням закритого. Останнє — потрібно вибирати виходячи з параметрів підключається навантаження. Наприклад, для напруги в навантаженні до 400В добре підходять транзистори 47N60 або IRFP460.
Перелік інших елементів схеми:
Конструкція
Конструкція пристрою може бути абсолютно будь-який, т. к. вимоги до високої частоті тут не застосовуються. Автор вибрав двох'ярусний варіант, розміщений на друкованій платі 6х8см. На другому ярусі розташовуються два генератора DG1 і DG2, а першому — всі інші елементи. Зовнішній вигляд і деякі етапи складання зображені на наступних фото:

© Горчилин В'ячеслав, 2018 р.
* Передрук статті можлива за умови встановлення посилання на цей сайт та додержанням авторських прав

2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin