Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
P i e r w s z e k r o k i
w cyfrówce
część 10
c
z
Ä™
Å›
ć
1
0
Generatory CMOS
(i nie tylko)
nie dłuższy od pozostałych. Zwykle nie kundy, zazwyczaj stosuje się właśnie od-
Jak obiecałem, w dzisiejszym odcinku jest to przeszkodą, ale w bardzo rzadkich powiednie układy scalone z wewnętrzny-
zajmiemy się generatorami bardziej zło- przypadkach ma to znaczenie i wtedy mi licznikami. Zastosowanie licznika po-
żonymi, niż te omówione w poprzednim trzeba szukać generatora, który generuje zwala uzyskać impulsy o dowolnej dłu-
odcinku. wszystkie impulsy równej długości. Naj- gości, rzędu minut, godzin lub nawet dni.
3
.
Żebyś jednak nie zatracił właściwych prostszym praktycznym rozwiązaniem 3. Generatory o zmiennej częstotliwości.
proporcji przypomnę, że w zdecydowanej jest zastosowanie generatora wyposażo- Najczęściej do zmiany częstotliwości
większości konstruowanych układów nego w dodatkowy licznik. Obecność licz- generatora wykorzystuje się potencjo-
można i należy stosować najprostsze roz- nika, który musi zliczyć dużą liczbę impul- metr. Są jednak zastosowania, gdzie
wiązania z bramkami i inwerterami. Jeśli sów generatora, by zmienić stan na potrzebny jest generator przestrajany
przeprowadziłeś proponowane przeze swym wyjściu, skutecznie redukuje ten napięciem. Generator taki nazywany
r
y
s
u
n
mnie przed miesiÄ…cem eksperymenty, problem. Idea pokazana jest na rysun- jest VCO = Voltage Controlled Oscilla-
k
u
6
1
sam mogłeś się przekonać, że stabilność ku 61. Na przykład jeśli nawet zastosowa- tor, czyli właśnie generator przestrajany
częstotliwości w funkcji temperatury i na- ny generator będzie wytwarzał pierwszy napięciem. Przyzwyczaj się do tego
pięcia zasilającego jest wystarczająca do impuls o podwójnej długości, to dzięki za- skrótu, bo powszechnie spotyka się go
większości zastosowań. Jeśli jeszcze te- stosowaniu dziesięciobitowego licznika w literaturze elektronicznej. Kiedyś pró-
go nie zrobiłeś, zdecydowanie cię nama- dwójkowego (liczącego do 210, czyli do bowano wprowadzić polski skrót 
wiam, zarówno do sprawdzenia stabil- 1024) pierwszy impuls na wyjściu tego GPN, ale nie przyjął się on w praktyce.
ności termicznej, jak i napięciowej oraz licznika będzie dłuższy od następnych W z
ródłach pisanych spotyka się różne
do skrupulatnego zapisania warunków mniej niż o 1 promil (0,1%). Radykalna propozycje wykonania generatora prze-
eksperymentu i uzyskanych wyników. poprawa, prawda? strajanego napięciem. Bardzo często są
W dotychczasowych odcinkach zapoz- Ponieważ współczesne układy CMOS to precyzyjne przetworniki napięcia na
nałem cię z różnorodnymi układami cza- pracują bez problemu przy częstotliwoś- częstotliwość wykorzystywane w techni-
sowymi, wykorzystującymi bramki i in- ciach ponad 1MHz, więc nawet zastoso- ce pomiarowej, lecz niekiedy w amator-
wertery. Ale nie zawsze wystarczą proś- wanie licznika dziesięciobitowego umożli- skiej literaturze można spotkać niepo-
ciutkie generatory z bramkami, dlatego wia uzyskanie na wyjściu licznika częstot- trzebnie rozbudowane i po prostu kieps-
musisz koniecznie znać kilka innych roz- liwości rzędu 1kHz i dowolnie większych. kie rozwiązania takich generatorów.
wiązań. Nie tylko znać, ale i rozumieć, ja- Nie zapominaj o tej możliwości. Ja generalnie chciałbym ci polecić
kie są ich właściwości i w jakich przypad- Idea ta jest bardzo prosta do zrealizo- prosty sposób, wykorzystujący kostkę
kach należy je stosować. wania w kilku kostkach CMOS  o szcze- CMOS 4046. O tym układzie za chwilę.
gółach powiem ci za chwilę. Innym w miarę prostym i skutecznym
2
.
Szczególne cechy 2. W wielu sytuacjach potrzebne są gene- rozwiązaniem jest wykorzystanie proste-
Poniżej wspomnę o kilku ważnych ce- ratory (oraz przerzutniki monostabilne, go generatora z bramkami, i zastąpienie
chach generatorów. wytwarzające jeden impuls) o bardzo rezystora wyznaczającego częstotliwość
1. W wielu układach potrzebne są genera- długich czasach. Można do tego wyko- fotorezystorem. Ideę pokazuje rysu-
1
.
r
y
s
u
n
e
k
6
2
tory bramkowane. To znaczy, że genera- rzystać generator z bramką Schmitta nek 62. Ponieważ przy ładowaniu i rozła-
tor ma wejście sterujące, czyli właśnie i zastosować kondensatory elektroli- dowaniu kondensatora przez (foto)rezys-
bramkujące. Generator zaczyna praco- tyczne o dużej pojemności, najlepiej
wać dopiero po podaniu odpowiedniego tantalowe (por. rysunki 51, 52 i 60 w EdW a)
stanu logicznego na wejście sterujące. 8/97 i 9/97).
Nieodłączną cechą ogromnej więk- Takie rozwiązanie jest jednak niezbyt
szości prostych generatorów jest fakt, że chętnie stosowane przez konstruktorów,
pierwszy generowany impuls jest znacz- przede wszystkim ze względu na duży
rozrzut pojemności elektrolitów oraz duże
zmiany tej pojemności z upływem czasu
b)
i w funkcji temperatury. Poza tym można
powiedzieć, że generator z dużymi elek-
trolitami to rozwiÄ…zanie  nieeleganckie .
Dlatego do uzyskania przebiegów
o bardzo małej częstotliwości (poniżej
Rys. 61. Idea generatora z licznikiem Rys. 62. Generatory z fotorezystorem
1Hz) i impulsów o czasie powyżej 1 se-
32 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
W pewnych sytuacjach
lepsze sÄ… inne rozwiÄ…zania.
Przede wszystkim powi-
nieneś zrozumieć działanie
r
y
s
u
n
k
ó
w
6
5
.
.
.
6
9
układów z rysunków 65...69
i przestać się ich bać.
W praktyce tego typu rozwiÄ…-
Rys. 63. Odpowiednik fotorezystora
zania stosuje siÄ™ bardzo
często, zwłaszcza w obwo-
Rys. 65. Zmiana współczynnika wypełnienia
tor prąd płynie w obu kierunkach, więc dach regulacji mocy czy
za pomocÄ… prÄ…du bazy tranzystora
w tym układzie nie można zastosować w impulsowych przetworni-
wprost typowego transoptora z diodą cach napięcia.
LED i fototranzystorem lub fotodiodą. Układ z rysunku 65 pozwala regulo-
Właśnie konieczność budowy we włas- wać współczynnik wypełnienia impulsu
nym zakresie transoptora z fotorezysto- wyjściowego od zera do takiej wartości,
rem powoduje, że proste sposoby z ry- jaką ma przebieg generatora G1. Zwykle
sunku 62 nie są popularnie w praktyce. przebieg generatora G1 ma współczynnik
Wprawdzie można spróbować wykorzys- wypełnienia około 50%, ale przez doda-
tać zwykły transoptor z fototranzystorem nie rezystora i diody (zaznaczonych linią
r
y
s
u
n
k
u
6
3
i mostek diodowy wg rysunku 63, ale przerywaną), można skorygować ten
i ten w miarę tani sposób nie jest stoso- współczynnik w zakresie 5%...95%.
wany w praktyce. W rezultacie cały układ może dać na wy-
Po co  bawić się z dodatkowymi ele- jściu impulsy prostokątne o stałej częs- Rys. 66. Układ z dwoma wzmacnia-
mentami, gdy istnieje popularna i tania totliwości i wypełnieniu zmienianym za czami operacyjnymi
kostka 4046? pomocÄ… zmian prÄ…du bazy tranzystora T.
Dlatego raczej nie polecam ci żadnych W układzie można też zastosować tran- suwanie zakresu w górę lub w dół).
prostych rozwiązań generatorów VCO zystor MOSFET i wtedy wielkością regu- Szczegóły wykraczają jednak poza ramy
z bramkami CMOS, bo takie rozwiązania lującą wypełnienie będzie napięcie na tego artykułu.
mają liczne wady. bramce tego tranzystora. Teraz kolejne układy.
Zapoznaj siÄ™ natomiast i zaprzyjaz
nij Uwaga! W tego typu układzie nie moż- W niektórych układach, na przykład
z kostką 4046. na stosować bramek z wejściem Schmit- w obwodach fazowej regulacji mocy od-
4. Generatory o zmiennym współczynniku ta, bo niemożliwe będzie uzyskanie współ- biorników zasilanych z sieci energetycz-
wypełnienia. Częściej, niż ci się może czynnika wypełnienia bliskiego zeru! nej 50Hz, potrzebne są generatory syn-
wydaje, będziesz potrzebował genera- W praktyce spotyka się jeszcze inne spo- chronizowane częstotliwością sieci, da-
torów o stałej częstotliwości i zmien- soby wytwarzania przebiegu o współczynni- jące na wyjściu przebieg o zmiennym
nym współczynniku wypełnienia. Znasz ku wypełnienia zmienianym za pomocą ze- współczynniku wypełnienia, czyli ina-
już najprostsze rozwiązania z potencjo- wnętrznego napięcia. Dobrym rozwiąza- czej mówiąc, impulsy o regulowanym
metrem i diodami. Dwa przykładowe niem jest wykorzystanie dwóch wzmacnia- czasie trwania.
r
y
s
u
n
rozwiązania przypominam ci na rysun- czy operacyjnych, z których jeden (U1) pra- Najprostszym rozwiązaniem jest za-
ku 64. Ale takie układy mają szereg cuje jako generator, a drugi (U2) jako układ stosowanie triaka, diaka i obwodu RC,
k
u
6
4
wad. Po pierwsze, wypełnienie można porównujący  czyli komparator. ale taki sposób umożliwia tylko ręczną re-
zmieniać jedynie ręcznie; po drugie, Schemat takiego układu pokazany jest gulację.
r
y
s
u
n
k
u
6
6
częstotliwość nie jest stała, co w pew- na rysunku 66. Na kondensatorze C1 wy- W praktyce stosuje się odmiany ukła-
r
y
s
u
n
k
u
6
7
nych sytuacjach jest istotną wadą. stępuje przebieg o kształcie zbliżonym do du pokazanego na rysunku 67 (szczerze
trójkątnego i częstotliwości zależnej od mówiąc, należy się zastanowić, czy do
a)
stałej czasowej R1C1. Komparator U2 po- takiego celu nie lepiej wykorzystać spe-
równuje chwilowe napięcie na kondensato- cjalizowany układ scalony, na przykład
rze C1 z zewnętrznym napięciem
UEXT. Wypełnienie przebiegu wyjściowe- a)
go można bez problemu zmieniać w peł-
nym zakresie od 0% do 100%.
Powinieneś wiedzieć, że amplituda
b)
przebiegu trójkątnego, a tym samym za-
kres napięć UEXT, dla których występuje
regulacja, zależy od stosunku rezystancji
R2 i R3 do R4.
b)
W konkretnych
układach można
więc dobrać po-
Rys. 64. Zmiana współczynnika wy- trzebny zakres
pełnienia za pomocą potencjometru
napięć regulacji
odpowi edni o
Może będziesz zdziwiony, ale nie za- zmieniając war-
proponuję ci tutaj wyłącznie układów ty- tość R4 (amplitu-
Rys. 67. Synchronizowane układy regulacji współczynnika
powo cyfrowych, opartych na układach da) oraz stosu-
wypełnienia
CMOS. nek R2 i R3 (prze-
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97 33
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
znaną z EdW 6/97 kostkę U2400 firmy Zauważ, że w obu omówionych spo- Na rysunkach 66 ...69 pokazałem ci
Temic, która ma możliwość synchroniza- sobach można uzyskać wypełnienie od tylko przykłady ilustrujące główne idee.
cji przebiegiem sieci, czy układy U208, zera do blisko 100%. W praktyce zarówno wartości elemen-
U2008 przeznaczone do fazowego stero- Przy częstotliwościach sieci, w roli tów, jak i szczegółowy układ połączeń na-
wania silnikami elektrycznymi). Na ry- komparatora może pracować wzmac- leży dobrać w zależności od konkretnych
sunku 67a pokazano rozwiązanie, w któ- niacz operacyjny. Ze względu na zakres potrzeb, a niekiedy dodatkowo wzboga-
rym przebiegiem synchronizującym jest napięć wejściowych dobrze jest zastoso- cić (najczęściej o obwód niewielkiej his-
pełne napięcie sieci 220V. Rysunek 67b wać układ, mogący pracować przy napię- terezy w układzie komparatora).
pokazuje układ, w którym przebieg syn- ciach wejściowych bliskich zeru (ściślej Tyle o układach generatorów. Teraz
chronizujący bierze się z uzwojenia wtór- biorąc  ujemnemu napięciu zasilania), przystępujemy do przeglądu specjalizo-
nego transformatora. na przykład LM358 czy LM324. Inne wanych układów scalonych, wykorzysty-
W obu przypadkach potrzebne są ob- wzmacniacze, takie jak popularny układ wanych w układach czasowych, czyli ge-
wody synchronizacji. Są to obwody za- 741, czy też TL06X...TL08X nie mogą neratorach i uniwibratorach.
wierające tranzystory T1...T4. W obu pracować przy napięciach wejściowych Zanim to zrobimy, chciałbym zachęcić
przypadkach obwody te zapewniają peł- bliskich ujemnemu napięciu zasilania, cię, byś nie podchodził do nie znanych ci
ne rozładowanie kondensatora C1 w mo- a więc nie będzie można uzyskać regula- kostek, jak przysłowiowy pies do jeża.
mencie przejścia napięcia sieci przez ze- cji wypełnienia w całym podanym, szero- Wiem z doświadczenia, że elektronicy (i nie
ro. Aż do przyjścia następnego impulsu kim zakresie. tylko oni) obawiają się nowości, mają ten-
zerujÄ…cego, co nastÄ…pi po 10 milisekun- dencjÄ™ do stosowania
a) b)
dach, czyli jednym półokresie przebiegu tylko kostek bardzo dob-
sieci, kondensator C1 będzie się ładował rze sobie znanych, a uni-
przez rezystor R1. W zależności od war- kania układów dotych-
tości rezystora R1, a ściślej od wartości czas nie stosowanych.
płynącego przezeń prądu, ładowanie kon- Nie traktuj nieufnie opisa-
densatora będzie szybsze lub wolniejsze. nych dalej kostek jak
Tym samym współpracująca bramka (in-  obcych, nieznanych, da-
werter) będzie zmieniać stan swego wy- lekich i wręcz podejrza-
jścia w różnych momentach. nych . Są to stare ukła-
c) d)
Układy z rysunku 67 też zawierają nie- dy, opracowane jeszcze
wygodny do regulacji rezystor R1. Ale w latach siedemdziesiÄ…-
zauważ, że przez ten rezystor prąd za- tych. Ogromna rzesza
wsze płynie w jednym kierunku. Dzięki konstruktorów zdążyła
temu nie musi to być wcale rezystor  się już z nimi dobrze za-
można zastosować automatyczną regu- poznać i je polubić.
lacjÄ™, stosujÄ…c zamiast rezystora R1 je- Zapoznaj siÄ™ z nimi i ty.
r
y
s
u
n
k
u
dno z rozwiązań pokazanych na rysunku Nawet jeśli nie bę-
68. Możliwość wykorzystania z
ródła prą- Rys. 68. Różne możliwości regulacji dziesz pewny jakiejś fun-
6
8
dowego z tranzystorem, transoptora, fo- kcji układu, czy nie zrozu-
totranzystora, itp., umożliwia sprzęgnię- Układy z rysunków 66...69 podaję ci miesz dokładnie, jaką rolę pełni dane wy-
cie tego bloku regulacji z różnymi układa- tylko dla informacji. Nie są to, ściśle rzecz prowadzenie  nie rezygnuj! Układy te są
mi sterującymi. biorąc, układy czasowe z układami dziś bardzo tanie i naprawdę nic nie stoi na
W praktyce często spotyka się też inny CMOS (zawierają tranzystory i wzmacnia- przeszkodzie, byś praktycznie wypróbował
sposób regulacji współczynnika wypełnie- cze operacyjne), ale bywają używane do daną kostkę. Nie obawiaj się, że od razu
nia tak synchronizowanego przebiegu. współpracy z takimi układami. uszkodzisz delikatną strukturę CMOS.
r
y
s
u
n
e
k
6
9
Ideę pokazuje rysunek 69. Tym razem re- Wbrew pozorom, współczesne kostki
zystor R1 ma stałą wartość, tak dobraną, CMOS nie są tak wrażliwe i podatne na
by przez okres między impulsami rozłado- uszkodzenia, jak sobie może wyobrażasz.
wującymi kondensator zdążył się nałado- Spróbuj więc zaprzyjaz
nić się z opisa-
wać do 60...90% napięcia zasilającego. nymi dalej układami.
Elementem decydującym o współczynni- Zaczynamy od kostki CMOS 4060
ku wypełnienia jest teraz komparator, po-
równujący przebieg napięcia na konden-
satorze C1 z napięciem UREG podawa-
nym na drugie wejście komparatora.
W tym rozwiązaniu wypełnienie przebie-
gu jest zależne wprost od napięcia UREG.
Rys. 69. Inny sposób regulacji Rys. 70. Układ 4060
34 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
4060 na wszystkich wyjściach licznika wymu- RT, C, RS (nóżki 1, 2 i 3). Jak zwykle RS
Układ scalony 4060, znany już z licz- sza stan niski. ma wartość 10...100k&!, natomiast RT
nych konstrukcji w EdW, zawiera we- Stan niski na wejściu MR zezwala na i C można dobierać według potrzeb
wnętrzny generator, oraz 14-bitowy pracę układu, generator zaczyna praco- w szerokim zakresie, byleby tylko C był
dwójkowy licznik. Niestety, nie wszyst- wać i na kolejnych wyjściach licznika kondensatorem stałym.
kie wyjścia licznika są wyprowadzone z czasem pojawiają się impulsy o długoś- Układ ma wbudowany licznik-dzielnik
(brak wyprowadzeń 1, 2, 3 i 11 wyjścia), ci proporcjonalnej do stopnia podziału da- i tylko jedno wyjście O (końcówka 8).
co w niektórych sytuacjach jest istotną nego wyjścia. Najpierw rozprawimy się z wejściem
wadą. Pomimo to kostka ta jest bardzo Ponieważ 14-bitowy licznik zlicza do AR (nóżka 5).
często stosowana do wytwarzania prze- 16384, więc stosując w generatorze ele- Gdy jest ono zwarte do masy, po włą-
biegów o długich i bardzo długich cza- menty RT i C, dające częstotliwość około czeniu napięcia zasilającego następuje
sach. Warto pamiętać, że na końcówce 1Hz (np. 1M&! 470nF), uzyskasz na ostat- automatyczne zerowanie (AR = Auto Re-
C (nóżka 9) występuje niepodzielony nim, czternastym wyjściu licznika częs- set). Ale pamiętaj, że zerowanie takie na-
sygnał generatora, który również można totliwość około 0,000056Hz, co daje stępuje tylko przy napięciach zasilania nie
wykorzystać. okres 17700 sekund, czyli 300 minut, mniejszych niż 5V. Jeśli więc napięcie za-
Rysunek 70 pokazuje w uproszczeniu czyli pięć godzin! silania wynosi co najmniej 5V, śmiało mo-
R
y
s
u
n
e
k
7
0
wewnętrzną budowę układu i możliwości Uważaj teraz! Czy to znaczy, że na tym żesz końcówkę 5 zewrzeć na stałe do
dołączania elementów zewnętrznych: ob- ostatnim wyjściu dodatni impuls będzie masy i zupełnie o niej zapomnieć.
wodu RC lub rezonatora kwarcowego, trwał pięć godzin? Powinieneś też wiedzieć, że gdy we-
a także rozkład wyprowadzeń. Częstotli- Jak sądzisz? jście AR jest zwarte do plusa zasilania,
wość generatora wyznaczają elementy Początkujący popełniają tu często wtedy co prawda po włączeniu zasilania
RT i C, natomiast rezystor RS jest jedynie błąd, uważając, że tak. nie następuje automatyczne zerowanie,
rezystorem pomocniczym, zabezpiecza- Zauważ, że to okres, czyli pełny cykl, bę- ale za to kostka może pracować przy
jącym i jego wartość może wynosić dzie trwał te 5 godzin  po uruchomieniu znacznie niższych napięciach, w praktyce
10...100k&!. Wartości RT i C można zmie- licznika na ostatnim wyjściu najpierw przez już od 2V (co może być cenne, jeśli zasi-
niać w szerokich granicach 4,7k&!...10M&!, 2,5 godziny będzie trwał stan niski, a do- lasz układ jedną baterią litową 3V), poza
100pF...1µF lub wiÄ™cej, przy czym powi- piero potem na 2,5 godziny pojawi siÄ™ stan tym ma jeszcze bardziej zmniejszony po-
nien być stosowany kondensator staÅ‚y, wysoki, nastÄ™pnie na kolejne 2,5 godziny bór prÄ…du  poniżej 1µA (gdy AR=L pobór
nie elektrolit. Ze względu na stabilność stan niski, a potem znów stan wysoki, itd. prądu też jest niewielki i wynosi kilkadzie-
nie zaleca się także kondensatorów cera- Nie zapominaj o fakcie, że czas trwa- siąt mikroamperów). Możesz więc rów-
micznych ferroelektrycznych, czyli  cera- nia dodatniego impulsu w takim liczniku nie dobrze dołączyć nóżkę 5 na stałe do
micznych lizaczków o pojemności więk- jest o połowę krótszy od obliczonego plusa zasilania.
szej niż 1nF. okresu. Na sprawę tę natkniesz się też Jak z tego widzisz, w większości przy-
To chyba jest dla ciebie jasne, bo kilka- przy korzystaniu z kolejnego ciekawego padków, końcówka AR może być podłą-
krotnie ci to tłumaczyłem. układu  kostki 4541. czona dowolnie  albo do plusa zasilania,
Częstotliwość generatora trochę zale- albo do masy i nie będzie to miało znacze-
ży od rezystancji RS, ale w pierwszym 4541 nia dla działania układu (oczywiście nie
przybliżeniu możesz śmiało korzystać Układ 4541 jest naprawdę uniwersal- możesz jej pozostawić niepołączonej).
z uproszczonego wzoru: nym układem czasowym, umożliwiają- Teraz parę słów o wejściu MODE (nóż-
cym wytwarzanie fali prostokątnej i poje- ka 10). Stan wysoki na tym wejściu
1
f =
dynczych impulsów o długich i bardzo (zwarcie do plusa zasilania) powoduje, że
23 × RT × C
,
długich czasach. kostka pracuje jako generator astabilny,
Układ może być sterowany z zewnętr- Schemat blokowy kostki, pokazany na czyli po prostu generuje falę prostokątną
r
y
s
u
n
k
u
7
1
znego generatora, i wtedy przebieg trze- rysunku 71 może cię trochę przestraszyć. o wypełnieniu 50%.
ba podać na wejście RS (nóżka 11), pozo- Ale w praktyce nie ma tu nic strasznego. Gdy wejście MODE jest zwarte do
stawiając końcówki RT i C (nr 9 i 10) nie- Jak chcesz, zajrzyj do katalogu, żeby poznać masy, układ staje się generatorem mono-
podłączone. dalsze szczegóły dotyczące tej kostki, ja ce- stabilnym, czyli po pobudzeniu wytwarza
Powinieneś jeszcze znać działanie we- lowo podaję ci tylko to, co niezbędne i co jeden impuls o określonej długości.
jścia MR (Master Reset)  końcówka 12. najczęściej wykorzystuje się w praktyce. Częstotliwość, czy też czas przebiegu
Podanie na to wejście stanu wysokiego Elementy wyznaczające częstotliwość na wyjściu zależy od częstotliwości gene-
blokuje pracę generatora i zeruje licznik  generatora dołączane są do końcówek ratora i stopnia podziału wewnętrznego
programowanego licznika.
Tu też sprawa jest beznadziejnie prosta:
w zależności czy potrzebujesz wytwarzać
falÄ™ prostokÄ…tnÄ…, czy pojedynczy impuls,
odpowiednio łączysz wejście MODE.
A teraz końcówka zerująca MR (Mas-
ter Reset)  nóżka 6.
Przy pracy astabilnej sprawa jest bez-
nadziejnie prosta  stan wysoki na we-
jściu MR blokuje pracę generatora i we-
wnętrznego licznika-dzielnika. Może więc
po prostu służyć jako wejście bramkują-
ce, sterujące pracą układu.
Przy pracy monostabilnej sprawa jest
Rys. 71. Układ 4541
tylko odrobinÄ™ trudniejsza. Stan wysoki na
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97 35
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
MR również zatrzymuje pracę wszystkich
wewnętrznych układów. Uważaj! Podanie
stanu niskiego na MR rozpoczyna cykl pra-
cy, czyli wytwarzanie jednego impulsu.
O jego czasie trwania powiem ci za chwilÄ™.
Muszę ci dokładniej wytłumaczyć za-
sadę działania i przebiegi czasowe w try-
bie monostabilnym, bo wielu (nie tylko
początkujących) użytkowników gubi się
Rys. 72. Praca układu monostabilnego przy różnych przebiegach na wejściu MR
w tym miejscu.
Zanim przejdziemy do szczegółów,
dwa słowa o wejściu PH (PHASE), ozna- uzyskasz częstotliwość generatora około Przy okazji jedna uwaga: gdy wejście
czanym także Q/Q\ (czytaj: ku, nie ku). 0,2Hz, czyli okres 5 sekund. Po podziale AR=L, cykl pracy przerzutnika monostabilne-
Wejście to wprowadzono dla wygody przez 65536 uzyskasz okres przebiegu go rozpoczyna się po włączeniu zasilania 
użytkownika. Uważaj (i może naucz się ponad 92 godziny, czyli prawie cztery do- może to czasem wykorzystasz w praktyce.
tego na pamięć): stan wejścia PH okreś- by! To jest coś  dłuższych czasów raczej I jeszcze jedno: podane w tabelce
la, jaki stan logiczny występuje na wy- nie będziesz potrzebował! stopnie podziału dotyczą generatora asta-
jściu O w czasie i tuż po zerowaniu. To Teraz wracamy do pracy monostabilnej. bilnego. Jeśli wykorzystujesz kostkę
jest kluczowa, bardzo zresztą prosta za- Wiesz już, że wejście PH określa stan wy- w roli przerzutnika monostabilnego, wy-
sada, którą musisz rozumieć. Dlatego za- jścia O w czasie, i tuż po zerowaniu, a cykl twarzającego pojedynczy impuls, albo
dam ci pytanie testowe: pracy zaczyna się po pojawieniu się stanu bloku opóz
niajÄ…cego, czas impulsu, czy
Jaki stan wystąpi na wyjściu O (nóżka niskiego na wejściu MR. Czy już potrafisz od- czas opóz
nienia jest...
9), gdy wejście PH (nóżka 10) jest połą- powiedzieć na pytanie, co dzieje się na wy- no powiedz sam...
czone z masą, a na wejściu MR (nóżka 6) jściu w trybie pracy monostabilnej? Tak! O połowę krótszy od czasu wyni-
występuje stan wysoki? Zwróć uwagę, że to nie podanie stanu kającego z pomnożenia:
OczywiÅ›cie, ukÅ‚ad jest zerowany przez wysokiego na wejÅ›cie MR rozpoczyna 2,3×RT×C×stopieÅ„ podziaÅ‚u podany
MR, więc na wyjściu będzie się utrzymywał cykl pracy, ale usunięcie stanu wysokie- w tabeli.
stan niski, bo PH=L. Wszystko jasne! W ta- go z tego wejścia. To w praktyce ozna- Ta sprawa wyszła już nam przy oma-
kiej sytuacji w trybie pracy astabilnej, po po- cza, że czas trwania impulsu na wyjściu wianiu licznika 4060.
daniu na wejście MR stanu niskiego, nadal jest równy sumie czasu trwania stanu Dlatego w trybie pracy monostabilnej
na wyjściu O będzie się utrzymywał stan H na wejściu MR, jak i czasu wyznaczo- (MODE=L), przy zaprogramowaniu naj-
niski, potem pojawi się stan wysoki, potem nego przez generator i licznik. W pew- wyższego stopnia podziału (A=B=H),
znów niski, itd. Z jaką częstotliwością? nych sytuacjach jest to wielką zaletą, czas impulsu lub opóz
nienia wyniesie:
Sprawa jest prosta. w innych wadÄ…. Ttot = (2,3×RT×C)×215 = (2,3×RT×C)
CzÄ™stotliwość generatora RC możesz JeÅ›li tego do koÅ„ca nie rozumiesz, 16384=37700×RT×C
r
y
s
u
n
e
k
7
2
obliczać ze znanego już wcześniej wzoru: przeanalizuj rysunek 72, na którym poka- Zauważ, że uzyskiwany współczynnik
załem ci różne przebiegi na wejściu MR podziału licznika dwójkowego wynosi 15,
1
f =
i wyjściu Q dla różnych stanów wejścia a nie 16, jak było w układzie generatora
23 × RT × C
,
PH, oczywiście przy pracy monostabilnej. astabilnego.
W praktyce raczej oblicza się po pros- Być może chciałbyś, by cykl pracy roz-
tu czas cyklu, czyli okres: poczynał się w momencie pojawienia się
stanu wysokiego na wejściu MR. Nic
T = 2,3×RT×C
trudnego: wystarczy na tym wejściu do-
Częstotliwość generatora RC jest dać układ różniczkujący R1C1, pokazany
r
y
s
u
n
k
u
7
3
dzielona w programowanym liczniku. na rysunku 73. Wystarczy, by stała czaso-
Stopień podziału licznika możesz wybrać wa RC tego obwodu była większa niż
z wartoÅ›ci: 256, 1024, 8192, 65536, usta- 1µs. Wtedy impuls wyjÅ›ciowy bÄ™dzie
wiając odpowiednio stany logiczne na je- praktycznie równy czasowi wyznaczone-
Rys. 73. Wyzwalanie układu 4541
go wejściach programujących A i B (nóż- mu przez RT, C i stopień podziału licznika,
narastajÄ…cym zboczem przebiegu
ki 12 i 13). Pomoże ci tabelka: a niezależny od czasu trwania stanu wy-
sokiego na wejściu MR.
Tabela
Właśnie przy sterowaniu we- Choć na pierwszy rzut oka wykorzysta-
A B stopień licznik dzieli przez: jścia MR krótkimi impulsami nie kostki 4541 może ci się wydać trudne,
A
B
s
t
o
p
i
e
Å„
l
i
c
z
n
i
k
d
z
i
e
l
i
p
r
z
e
z
:
podziału dodatnimi (które zwykle na- w rzeczywistości tak nie jest. Wystarczy
p
o
d
z
i
a
Å‚
u
zywa się impulsami szpilko- dołączyć elementy RT C i RS, wejścia AR,
0 0 13 213 czyli 8192
wymi lub po prostu szpilka- MODE, PH, A i B połączyć do masy lub
0 1 10 210 czyli 1024
mi) uzyskuje się pracę układu plusa zasilania, i ewentualnie wykorzystać
1 0 8 28 czyli 256
jako typowego przerzutnika wejście MR do sterowania  naprawdę
1 1 16 216 czyli 65536
monostabilnego. nic trudnego.
Chciałbym ci jednak zwró- Spróbuj sam i od tej pory, jeśli masz
W praktyce prawie zawsze wykorzys- cić uwagę, że choć przebiegi podane na wykonać generator albo układ czasowy
tuje się najwyższy stopień podziału, czyli rysunku 72 mogą się ci wydać nieintere- o długim czasie trwania impulsu, nie
po prostu zwiera się nóżki 12 i 13 do plu- sujące i niepotrzebne, nie lekceważ ich  kombinuj z elektrolitami o dużej pojem-
sa zasilania. często właśnie takie sposoby sterowania ności, tylko wykorzystaj kostkę 4541. To
Zauważ, że po zastosowaniu elemen- przerzutnika monostabilnego są wręcz naprawdę jest bardzo proste!
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
tów RT C o wartoÅ›ciach np. 2,2M&!, 1µF idealne do ukÅ‚adów opóz
niających. Piotr Górecki
36 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
musiałby nieza- zie wspomniana właściwość przynaj-
wodnie pracować mniej mnie już parę razy się przydała.
nawet przy zasila- Ty na pewno musisz wiedzieć, że
niu 1,1...1,2V. Ale przebieg na wyjściu OSC nie musi mieć,
w każdym razie i zwykle nie ma, współczynnika wypeł-
warto o tym wie- nienia równego 50%. Jak wiesz, prak-
dzieć. tycznie wszystkie generatory RC z bram-
Musisz jeszcze kami nie dają przebiegu o wypełnieniu
wiedzieć, że op- dokładnie 50%  jest to wspólna cecha
rócz oscylatora wszystkich prostych generatorów.
Rys. 74. Schemat blokowy
(generatora), tro- A przebieg o wypełnieniu dokładnie 50%
i wyprowadzenia układu 4047
chę innego, niż jest potrzebny na przykład do sterowania
w kostkach 4060 wyświetlacza ciekłokrystalicznego
4047 i 4541  wymagającego tylko dwóch ele- (LCD). Taki symetryczny przebieg otrzy-
Zastanawiałem się, czy prezentować mentów zewnętrznych  układ ma we-
kostkę 4047, którą osobiście stosuję bar- wnętrzny dzielnik przez 2. Także i tu kon- b)
dzo rzadko. Przedstawię ci ją z trzech densator C nie może być kondensatorem
względów: elektrolitycznym.
1. Jest to układ o dużej stałości czasu Kostka ma trzy, a właściwie nawet
w funkcji temperatury i napięcia zasila- cztery wyjścia. Pokazuje to w uproszcze-
r
y
s
u
n
e
k
7
4
jącego. niu rysunek 74. Celowo zaznaczyłem ci
2. Wiele egzemplarzy kostki może praco- dodatkowe wyjście z nóżki oznaczonej
wać przy bardzo niskim napięciu zasila- R (nóżka 2). Przebieg na tej nóżce ma
jącym, już nieco powyżej 1V.
3. Wbudowany dodatkowy dzielnik przez a) c)
2 umożliwia różnorodne wykorzystanie.
Odnośnie do punktu pierwszego 
stabilność częstotliwości i czasu
rzeczywiście jest bardzo dobra, jak na
układy CMOS: w zakresie częstotliwoś-
ci do 10kHz wynosi Ä…0,5% +0,015%/ C
dla Uzas = 10Vą10%. Oczywiście
w wielu układach pomiarowych taka
Rys. 76. Układy monostabilne
stabilność nadal jest zbyt mała i trzeba
stosować rezonator kwarcowy i odpo- przeciwną fazę, niż przebieg na wyjściu masz w każdym układzie z licznikiem,
wiednie dzielniki. OSC. Zauważ, że w przypadku generato- a więc także na wyjściach licznika kostek
Istotną zaletą jest możliwość zasilania ra astabilnego uzyskasz jakby licznik zli- 4060 i 4541. Dzięki zastosowaniu dzielni-
niskim napięciem. Układy CMOS serii czający do 4, a na wspomnianych wyj- ka przez 2, przebieg o współczynniku
4000 generalnie mają zakres napięć zasi- ściach otrzymasz cztery związane z sobą wypełnienia dokładnie równym 50% wy-
lania 3...18V. Z moich doświadczeń wyni- przebiegi, które łatwo zdekodujesz za po- stępuje również na wyjściach Q i Q\
ka, że wiele egzemplarzy pracuje nawet mocą jakichkolwiek dwuwejściowych (nóżki 10, 11) układu 4047. Ta informacja
przy napięciach poniżej 1,5V, co w pew- bramek. Jeśli nie załapałeś o co tu cho- może ci się kiedyś przyda.
nych sytuacjach pozwala budować ukła- dzi, nie przejmuj się  to rzeczywiście jest Ty jednak najprawdopodobniej bę-
dy zasilane z jednej baterii 1,5V. Oczywiś- wskazówka dla konstruktorów trochę dziesz stosował układ 4047 w typowych
cie zalecam daleko posuniętą ostrożność, bardziej zaawansowanych. W każdym ra- zastosowaniach.
bo napięcie baterii z czasem spada i układ Nie podaję ci szczegółowego schema-
tu blokowego tej kostki, bo na pewno
b)
a) byś się załamał i nabrał do niej nieprze-
zwyciężonego wstrętu. Kostka ta, jak za-
c) d)
Rys. 77. Układ monostabilny z przed-
łużaniem impulsu wyjściowego
uważyłeś, ma przerażająco dużo wejść
sterujÄ…cych (oznaczonych A, A\, -T, +T,
RET i MR). Wcale nie musisz rozumieć
ich działania  jeśli chcesz, zajrzyj do kata-
Rys. 75. Generatory astabilne
logu. Na pewno wiesz, do czego służy
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97 37
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
wejście MR: podanie tam stanu wyso- dzeń kostki 4046. Czerwonym kolorem w pewnym zakresie, powiedzmy od
kiego zeruje wszystkie obwody wewnę- wykreśliłem niektóre, niepotrzebne ci częstotliwości fmin do fmax, ale nie od
trzne. Ale w sumie wykorzystanie układu wyprowadzenia oraz blok jednego detek- zera. Wtedy przebieg zmian częstotli-
4047 jest bardzo proste i naprawdę nie tora fazowego, którego działanie jest wości w zależności od zmian napięcia bę-
r
y
s
u
n
ma z nim kłopotów. Wykorzystaj rysun- dość skomplikowane, i na pewno na ra- dzie wyglądał jak na rysunku 78b.
ki 75...77, pokazujące sposoby sterowa- zie nie będziesz go wykorzystywał. Nie Jak to osiągnąć?
k
i
7
5
.
.
.
7
7
nia kostki w obu trybach pracy. Znów, jak musisz nawet wiedzieć, co to jest detek- Naturalnie przez zastosowanie zaró-
widzisz, cała rzecz się sprowadza do tor fazy. Ale wiedz, że spośród dwóch de- wno rezystora R2, jak i R1.
właściwego połączenia wejść sterują- tektorów fazy mających wspólne we- Ich dobór jest w sumie bardzo prosty.
cych z masą i plusem zasilania. Nic trud- jścia, jeden jest najzwyczajniejszą Przypuśćmy, że chcesz zrobić przestraja-
nego! w świecie bramką EX-OR. Bramkę tę mo- ny generator do syreny alarmowej z prze-
Rysunek 76 pokazuje najpopularniej- żesz śmiało wykorzystywać według upo- twornikiem piezo i chcesz uzyskać zakres
sze sposoby wykorzystania układu 4047 dobania. Podobnie, być może zechcesz przestrajania od 2,5kHz do 5kHz.
w trybie monostabilnym, czyli do wytwa- wykorzystać wbudowaną diodę Zenera Najpierw wstępnie określ wartości R2
rzania pojedynczego impulsu. Pamiętaj, o napięciu 7Vą0,3V. i C. Pomocą będzie prosty wzór zaczerp-
że układ wyzwalany jest zboczem (czyli Ale wracajmy do naszego generatora nięty z katalogu:
zbocze to rozpoczyna cykl pracy), a im- sterowanego napięciem, czyli VCO. 1
fmin =
puls na wyjściach Q i Q\ trwa zawsze tyl- Znów nie musisz wszystkiego do koń-
R2(C + 32pF)
ko przez czas ca rozumieć. Wspomnę ci tylko, że gene-
T = 2,48×R×C rator pracuje tu zupeÅ‚nie inaczej, niż Te 32pF to pojemność wÅ‚asna genera-
Uważaj teraz! Impuls wyjściowy ma w dotychczas poznanych układach. Jego tora, i przy częstotliwościach poniżej
taką długość nawet wtedy, gdy impuls częstotliwość wyznaczona jest wartością 100...200kHz spokojnie możesz ją pomi-
wyzwalający jest dłuższy, niż czas T. To kondensatora C, dwóch rezystorów: R1 nąć. Po pominięciu tego składnika i prze-
jest dość istotna sprawa praktyczna. Pa- i R2, oraz oczywiście wartością napięcia kształceniu uzyskasz:
miętaj o tym! Inaczej mówiąc, w ukła- na wejściu sterującym VCOin. Przebieg 1
C =
dach pokazanych na rysunku 76 zmiany wyjściowy występuje na końcówce VCO-
R2fmin
stanów na wejściu wyzwalającym w cza- out, czyli na nóżce 4.
sie generowania impulsu nie mają żadne- Może wyda ci się to skomplikowane  Ale wartości R2 jeszcze nie znasz. Nie
go wpływu na pracę oscylatora. Czasem w istocie wcale tak nie jest. szkodzi! Przyjmij jakąś wstępną wartość
jest to zaletą  można powiedzieć, że Uważaj! przy napięciu na wejściu w zakresie 20k&!...1M&!. Niech to będzie
w czasie generowania impulsu układ jest VCOin równym zero (potencjał masy) na przykład 100k&!.
całkowicie zajęty sobą i nie reaguje na częstotliwość jest minimalna. Gdy napię- Teraz oblicz C. W tym przypadku:
żadne sygnały z zewnątrz. cie końcówki VCOin jest równe napięciu
1 1 1
C = == = 4n
Niekiedy potrzebny jest układ mono- zasilania, częstotliwość jest maksymalna
100k&! × 2,5kHz 250000000 2,5 × 108
stabilny, w którym kolejne impulsy wy-  proste, prawda?
zwalające będą przedłużać impuls wy- Teraz o tych częstotliwościach. Sam Takiej pojemności nie ma w szeregu,
jściowy. Do takiego ponawianego wy- miałem z tym kłopoty, a to dlatego, że au- więc zastosujesz albo 3,3nF, albo 4,7nF,
zwalania wykorzystuje się wejście torzy niektórych polskich publikacji na te- nie gra to żadnej roli. Pamiętaj, że musi to
RET(rigger). mat tej kostki z
le przepisali z katalogu je- być kondensator stały, nie elektrolityczny.
Na rysunku 77 możesz zobaczyć sto- den wzór, i potem ten błąd pokutował Dopiero teraz dobierz dokładniej war-
sowny układ połączeń oraz przebiegi cza- przez długi czas w kolejnych opisach. tość R2, aby ustalić częstotliwość mini-
sowe. Nie jest to chyba dla ciebie żadna Tymczasem sprawa jest prosta  najo- malną. Nie radzę ci jednak korzystać z po-
nowość, bo w poprzednich odcinkach po- gólniej rzecz biorąc, jeden rezystor służy danych właśnie wzorów, bo rozrzuty pa-
kazywałem ci, jak to samo można zrobić do ustalenia częstotliwości minimalnej rametrów poszczególnych kostek są du-
z użyciem zwykłych bramek. Przewaga (R2), drugi  częstotliwości maksymalnej że i rzeczywiście potrzebna wartość mo-
kostki 4047 nad bramkami polega tylko (R1). że różnić się od wyliczonej ze wzoru na-
na jej większej stabilności napięciowej Co ciekawe, rezystor R2 może mieć wet 3-, czy 4-krotnie. Dlatego odpuść to
i temperaturowej. wartość nieskończenie wielką, czyli... po sobie i po prostu w układzie praktycznie
W mniej dokładnych zastosowaniach prostu może go nie być i nóżka 12 pozo- ustaw potrzebną częstotliwość minimal-
używaj raczej omówionych wcześniej stanie niepodłączona. Jaka będzie wtedy ną (2,5kHz), dobierając wartość R2 i mie-
rozwiązań z bramkami, a nie kostki 4047. częstotliwość minimalna? Rusz głową! rząc częstotliwość przyrządem, w osta-
Teraz przechodzimy do układu 4046. Oczywiście będzie równa zeru! teczności  na ucho (nie zapomnij podłą-
Piotr Górecki W takiej sytuacji rezystor R1 wyznaczy czyć wejścia VCOin do masy).
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
częstotliwość maksymalną (osiąganą Podobnie raczej psu na budę zda się
4046 przez podanie napięcia zasilania na nóżkę drugi wzór (właśnie ten wzór został kie-
Kostka CMOS 4046 jest układem pęt- 9). dyś z
le przepisany z katalogu):
li synchronizacji fazowej  Phase Locked Częstotliwość będzie się więc liniowo
1
fmax =
Loop, w skrócie PLL. O pętli synchroniza- zmieniać wraz ze zmianą napięcia koń-
R1(C + 32pF) + fmin
r
y
s
u
cji fazowej kiedyś opowiem ci szczegóło- cówki VCOin, jak pokazuje to rysu-
n
e
k
7
9
a
wo, a dziś powinieneś dowiedzieć się, że nek 79a. Zauważ, że przy napięciach blis- Wzór ten nie jest bezużyteczny, bo po-
tak strasznie nazwany układ, ma na po- kich masy i plusa występuje pewna stre- kazuje, że wartość rezystancji R1 określa
kładzie bardzo przydatny dla ciebie gene- fa martwa  częstotliwość pozostaje sta- po prostu zakres zmian częstotliwości.
rator  generator przestrajany napięciem, ła, ale w praktyce nie ma to większego Po przekształceniu i pominięciu nie-
czyli VCO. znaczenia. wielkiej pojemności własnej otrzymasz:
r
y
s
u
n
k
u
7
8
Na rysunku 78 znajdziesz blokowy Często potrzebny będzie ci generator, 1
f = fmax- fmin =
schemat wewnętrzny i układ wyprowa- którego częstotliwość można zmieniać
RC
1
38 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97
Układy cyfrowe
U
k
Å‚
a
d
y
c
y
f
r
o
w
e
Jeśli zechciałbyś się zastanowić nad go generatora z kostką 4046 jest trudne, Podsumowanie
wnioskami wynikającymi z tego wzoru, bo trzeba dodać na wejściu VCOin układ Podałem ci sporo informacji o kilku in-
przekonasz się, że wartość R1 może być logarytmujący. Do układów przestraja- teresujących kostkach. Polecam twojej
zarówno większa, jak i mniejsza od R2  nych  logarytmicznie stosuje się raczej uwadze szczególnie układy 4541 i 4046,
zależeć to będzie od potrzebnego zakre- generatory sterowane prądowo, a nie na- bo mają ciekawe właściwości, a jak na ra-
su zmian częstotliwości. pieciowo. Dlatego kostka 4046 nie jest tu zie są niezbyt popularne wśród Czytelni-
W praktyce ze względu na wspomnia- godnym polecenia rozwiązaniem. ków EdW (przynajmniej tych, którzy biorą
ne rozrzuty, dokładną wartość R1 i tak bę-  Najwyższa możliwa do uzyskania war- udział w Szkole Konstruktorów).
dziesz musiał dobrać eksperymentalnie, tość częstotliwości fmax. zależy od Jak zawsze zachęcam do ekspery-
mierząc częstotliwość przyrządem, lub wartości napięcia zasilającego, i wyno- mentów i praktycznych prób zastosowa-
 na ucho (tym razem nie zapomnij dołą- si 500kHz...2MHz, zależnie od napięcia nia opisanych układów.
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
czyć wejścia VCOin do plusa zasilania). zasilającego (5...18V). Dla większych Piotr Górecki
Jeśli ostatnie rozważania nie są dla częstotliwości należy stosować inne
ciebie do końca jasne, spróbuj zrealizo- kostki VCO  dziś dostępnych jest spo- x+12 Praca układu monostabilnego
wać w praktyce procedurę doboru ele- ro kostek VCO pracujących przy częs- przy różnych przebiegach na wejściu MR
mentów, a przekonasz się, że nie ma tu totliwościach dziesiątek i setek mega- (kopiować j.w.
nic trudnego. herców  ten temat wykracza jednak x+13 Wyzwalanie układu 4541 naras-
r
y
s
u
n
k
u
8
0
Na rysunku 80 znajdziesz typowy zdecydowanie poza ramy tego cyklu. tajÄ…cym zboczem przebiegu
układ aplikacyjny generatora przestraja- Zachęcam cię do praktycznych ekspe- x+18 Układ 4046
nego napięciem  jak widzisz, nie ma tu rymentów z kostką 4046  na pewno ją x+19 Charakterystyki przestrajania ge-
nic trudnego. Wejście INH (nóżka 5) mo- polubisz! neratora 4046 (kopiować Zeszyt Bointe
że pełnić rolę wejścia bramkującego Na zakończenie materiału o generato- str. 45 rys 4
(INH=L  praca; INH=H  generator za- rach podam ci jeszcze z obowiązku krót- x+20 Typowy przykład realizacji gene-
trzymany). kie informacje o kilku przerzutnikach mo- ratora przestrajanego napięciem
Wyprowadzeń nr 1, 10, 13 nie podłą- nostabilnych. x+21 Układy 4098, 4528 i 4538 (kopio-
czaj. Jeśli nie wykorzystasz bramki EX- wać EP1/94 str. 23 rys 47
OR, wejścia 3 i 14 możesz dołączyć do 4098, 4528, 4538 x+22 Przykłady wykorzystania uniwib-
masy albo plusa zasilania, jak ci wygod- Wszystkie trzy układy CMOS 4098, ratorów 4098, 4528 i 4538 (kopiować
niej. Diodę Zenera z końcówki 15 możesz 4528, 4538 mają dokładnie taki sam roz- EP1/94 str. 23 rys 47
wykorzystać do stabilizacji napięcia zasi- kład wyprowadzeń i takie same funkcje.
lającego, o ile nie stosujesz stabilizowa- Różnią się budową wewnętrzną, co nas
nego zasilacza, tylko zasilasz układ z bate- zupełnie nie obchodzi  to już jest sprawa
rii. producentów. Układ 4538 w katalogu
Na koniec jeszcze kilka informacji, któ- określony jest jako precyzyjny, należy
re mogą ci się przydać. więc oczekiwać, że ma dużą stabilność
 Generowany przebieg ma, z dość dużą czasu impulsu w funkcji temperatury i na-
dokładnością, wypełnienie równe 50%. pięcia zasilającego (oczywiście w precy-
Na końcówkach 6 i 7 występuje prze- zyjnych zastosowaniach trzeba też
bieg zmienny, ale niestety nie jest to uwzględnić stabilność zewnętrznych ele-
przebieg trójkątny  jest to taka mentów RC).
 połamana piła , która raczej do nicze- Każda z wymienionych kostek zawiera
go się nie przydaje. dwa identyczne układy generatora mono-
 Rezystancja wejścia VCOin jest więk- stabilnego, wytwarzającego po pobudze-
sza niż 150M&!, czyli można uważać, że niu jeden impuls o długości wyznaczonej
jest to typowe wejście CMOS, wcale przez zewnętrzne elementy RC. Tym ra-
nie pobierające prądu. zem kondensator C może być elektroli-
 Liniowość przetwarzania napięcia na tyczny  w stanie spoczynku cały czas
częstotliwość wynosi typowo około pozostaje pod napięciem
1%, co umożliwia stosowanie układu Uproszczony schemat blokowy i układ
r
y
s
u
n
k
u
8
1
w mniej dokładnych urządzeniach po- wyprowadzeń znajdziesz na rysunku 81.
r
y
s
u
n
e
k
8
2
miarowych. Przydatność tę ograniczają Natomiast rysunek 82 pokazuje przykłady
jednak zarówno zauważalny wpływ zastosowania.
zmian napięcia zasilania na częstotli- Czas impulsu wynosi mniej więcej.
wość, jak również cieplny współczyn- T = 0,7 R C
nik częstotliwości, wynoszący a jego rozrzuty mogą sięgać kilkudziesię-
0,015...0,012%/ C (współczynnik ten ciu procent. Dlatego do dokładnych za-
jest lepszy przy wyższym napięciu zasi- stosowań trzeba dobrać rezystancję dro-
lania). gÄ… eksperymentu.
Pamiętaj, że przy braku rezystora R2 Jak powiedziałem, podaję ci te infor-
(nóżka 12 niepodłączona), uzyskuje się macje z obowiązku, bo nigdy nie stoso-
generator o częstotliwości liniowo zależ- wałem tych kostek  zawsze obwody
nej od napięcia podanego na wejście opóz
nienia czy uniwibratory realizowa-
VCOin. Często potrzebne są generatory łem innymi sposobami.
przestrajane, o logarytmicznej zależności
częstotliwości wyjściowej od napięcia
sterujÄ…cego. Wykonanie tak przestrajane-
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/97 39