Научно-исследовательский сайт Вячеслава Горчилина
2021-04-06
Все заметки/Радиоэлектронные схемы
Простой генератор импульсов большой скважности
В отличие от предыдущей схемы, здесь применяются две малогабаритные и недорогие микросхемы, а сама конструкция генератора, и его сборка, оказывается очень простой. Тем не менее, такой генератор способен выдавать импульсы с огромной скважностью — 3000 и более, чего невозможно достичь в стандартных микросхемах типа TL494. Самая короткая длительность импульса — 300 нс, а его фронт и спад не превышает 80 нс. Самая длинная — зависит от конденстора C5 и может быть, в принципе, любой. Длительность импульса регулируется переменным сопротивлением R4 и не зависит от задающей частоты, что может быть важным условием для экспериментов искателей свободной энергии (см. рис. 1).
Задающая частота генератора разбита на два диапазона, которые выбираются переключателем SW1: 1 кГц- 10 кГц и 10 кГц - 100 кГц. Частота зависит от конденсаторов C1 и С2, регулируется переменным сопротивлением R1, и может, в принципе, меняться и в более широких пределах. Напряжение питания, подаваемое на вход XS1, может меняться от 12 до 38 Вольт. Ключ VT1 формирует на разъёме XS2 короткие импульсы для нагрузки, подлючаемой между выводами X2 и X3.
Рис.1. Принципиальная схема генератора импульсов большой скважности
Работа схемы довольно простая. Генератор прямоугольных импульсов на DA1, через цепочку C5R3R4, подаёт их на вход драйвера нижнего плеча DA2, который содержит внутренний компаратор. Он позволяет из экспоненциального импульса, образованного этой цепочкой, формировать прямоугольный импульс, который усиливается этой микросхемой, после чего подаётся на цепь управления выходным ключом VT1. Конденсатор C9 образует положительную обратную связь для получения небольшого гистерезиса, который дополнительно убирает все шумы переходного процесса и способствует формированию чёткого выходного импульса.
Цепочка R5VD1ZD1 защищает выходной ключ и остальную схему от резких выбросов напряжения на стоке VT1. Микросхема DA3 формирует стабилизированное напряжение 12 В на схеме и может быть необязательной. В последнем случае, напряжение 12 В подаётся на схему от отдельного источника питания.
Детали
В качестве выходного ключа подходят любые MOSFET или IGBT - транзисторы с напряжением открывания 12 В, например IRF840. Если же необходимо очень быстрое срабатывание ключа, то можно применить быстродействующий MOSFET типа AOTF27S60.
Перечень остальных элементов схемы:
  • DA1 — микросхема задающего генератора NE555;
  • DA2 — микросхема драйвера выходного ключа TC4452;
  • DA3 — стабилизатор напряжения L7812. Здесь можно применить и более маломощный аналог L78L12, но тогда максимальное входное напряжение на XS1 снизится до 33 Вольт;
  • VD1 — диод UF4007;
  • ZD1 — супрессор 1.5KE18CA;
  • R1, R4 — любые линейные переменные резисторы с пластмассовой ручкой;
  • С1, C2, C4 — конденсаторы с маленьким ТКЕ.
К слову, если в качестве DA2 применить TC4451, то выход станет инвертированный и ключ будет почти всё время открыт. Такой режим также иногда необходим для некоторых экспериментов.
Настройка
Для настройки необходимо сначала выставить следующие значения. Контакты SW1 должны быть замкнуты, R1 и R4 — в положении минимального значения. Осциллоргаф нужно подключить в двух точках: точка 1 — синий луч, точка 2 — жёлтый луч (точки смотреть на рис. 1). Тогда мы должны получить импульс, как на рисунке 2, а последовательность импульсов, — как на рисунке 3. Путём регулировки длительности импульса резистором R4 (в положение максимального сопротивления) нужно получить оциллограмму, как на рисунке 4.
Рис. 2. Импульс на затворе VT1 (максимальная скважность)
Рис. 3. Импульсы с максимальной скважностью, с частотой 12 кГц
Рис. 4. Импульсы с минимальной скважностью, с частотой 12 кГц
Конструкция
Конструкция устройства может быть абсолютно любой, по вашему желанию. Но всё же желательно разместить конденсатор C5 как можно ближе и к DA1, и к DA2, а цепочку R3-R4 сделать как можно короче.
Промышленный вариант: печатная плата (открыть)
Промышленный вариант предусматривает комплект документации для промышленного изготовления платы: GERBER-файл для производства печатной платы, BOM-файл спецификации комплектующих и принципиальную схему с указанием номиналов элементов. Всё это позволяет сразу заказать печатную плату, например, здесь, а затем быстро её собрать.
Для скачивания файлов необходимо авторизоваться и оплатить абонемент на месяц или на год, а затем обновить эту страницу. Если вы ещё не зарегистрированы, то сделайте это прямо сейчас!
 
1 2 3