K 396a

Prosty generator sygnałowy 2IMH2

Nowy Elektronik 396-K

Generator wytwarza sygnał prostokątny o częstotliwości od kilku Hz do ok.2MHz o regulowanym poziomie od 3Vdo15V.

W każdym warsztacie elektronicznym niezbędnych jest kilka urządzeń do pracy np. oscyloskop, miernik napięcia, miernik prądu czy sonda logiczna. Zajmując się techniką cyfrową potrzebne jest źródło sygnału "cyfrowego¹ o różnych częstotliwościach i napięciach. Układy cyfrowe produkowane są według różnych technologii (TTL, CMOS, ECL, DTL) i posiadają różne warunki pracy, dlatego zainteresowaliśmy się tą sprawą, czego efektem jest prezentowany generator.

Budowa i działanie

Podstawą generatora jest układ CMOS CD4046 z serii 4000, a właściwie jego główna część, czyli liniowy generator strojony napięciem zwany VCO. Nieco więcej informacji o tym układzie w dalszej części artykułu. Do jego wyprowadzeń PIN6 i 7 dołączony jest kondensator 22pF{C6), który jest elementem rezonującym. Rezystor R7 ustala maksymalną częstotliwość pracy. Układ zasilany jest napięciem stabilizowanym 15V, które jest tworzone na TL431(U4).

TI431 to skompensowana termicznie regulowana dioda napięcia referencyjnego. Wartość maksymalna regulacji napięcia tej diody wynosi 36V. Maksymalny prąd diody to 100mA. Wartość rezystancji wyjściowej wynosi ok. 0,22 Ohm'a. Posiada mały poziom szumów. Tolerancja wartości napięcia dla temperatury 25 st.C. wynosi +/-0,4%. Wartość napięcia ustala się przy pomocy dwóch rezystorów zewnętrznych. W naszym przypadku wartość tego napięcia dostraja się potencjometrem PR1. Rezystor R1 służy do ograniczenia maksymalnej wartości prądu dla diody. Na wyprowadzenie 9 podawane jest napięcie przestrajające z dzielnika rezystancyjnego P1. P2. R4 i R5. Poencjometrem P2 przestrajana jest częstotliwość zgrubnie, natomiast potencjometrem P1 dokładnie. Rezystor R4 bocznikuje P1. Takie rozwiązanie zastosowano z powodu trudności w nabyciu potencjometrów o małej rezystancji tego samego typu, co pozostałe. Wyprowadzenie 4 jest wyjściem sygnału, który podawany jest na 4 bramki NAND(U2) połączone szeregowo. Ze względu na obecność układu SCHMITTa, w tych bramkach mają one charakterystykę przejściową z pętlą histerezy. Główną funkcją układu SCHMITTA jest zamiana wolno zmieniającego się napięcia wejściowego (niekiedy zakłóconego) na sygnał cyfrowy o stromych zboczach. Zmiana stanu bramki następuje po przekroczeniu przez napięcie wejściowe progów napięciowych związanych z narastającym zboczem przebiegu wejściowego, który jest większy niż 50% Udd i opadającym zboczem przebiegu wejściowego, który jest mniejszy niż 50% Udd. W związku z tym bramki zawierające układ SCHMITTa charakteryzują się większą niż bramki zwykłe odpornością na zakłócenia. Właściwości bramek z układem SCHMITTa zaliczają je do zastosowań w układach:

-    kształtowania impulsów

-    opóźniania zboczy

-    detekcji zboczy zerowania po włączeniu zasilania

-    multiwibratorów

-    uniwibratorów.

Następnie sygnał przechodzi przez bramki układu CD4049(U3). Są to bufory, które zwiększają wydajność prądową i przetwarzają sygnał wyjściowy do różnych napięć zasilania. Bufory te to invertery o podwyższonej obciążalności w stosunku do standardowych bramek CMOS. Do każdego z nich można podłączyć dwie standardowe bramki TTL przy