Генератор редких импульсов

April 9, 2012 by admin Комментировать »

В некоторых практических случаях требуется сформировать импульсы с большим периодом повторения — редкие импульсы. Импульсные (цифровые) устройства справляются с этой задачей просто. Стоит вспомнить электронные часы. Они формируют интервалы времени в десятки минут и даже несколько часов. Аналоговые электронные устройства также могут выполнить эту задачу. Однако, потребуется конденсатор большой емкости. Это если подойти к решению проблемы в «лоб». Но можно обойтись без большого конденсатора, если совместить электронику и тепловые процессы.

Для формирования редких импульсов применим известную нам микросхему КР1156ЕУ5 (см. гл. 1). Но включение ее не совсем обычно (см. рис. 2.15).

Будем разбираться, как такое включение микросхемы приводит к формированию редких импульсов. Первое, что нам

Рис. 2.15. Схема электрическая генератора редких импульсов

понятно, это способ включения выходных транзисторов микросхемы. Здесь ничего сложного нет. Оба транзистора коллекторами подсоединены к источнику питания, а нагрузкой этого эмиттерного повторителя является резистор R1.

А вот дальше непонятно, почему к выводу 3 (вход подключения конденсатора) присоединяются резисторы? Для этого потребуется вспомнить, как проверяется функционирование микросхемы (гл. 1, рис. 1.24). Дело в том, что возрастание потенциала вывода 3 выше порога срабатывания внутренней схемы сравнения переводит выходные транзисторы микросхемы в непроводящее состояние.

Внимательно присмотревшись к схеме, замечаем, что верхнее плечо делителя R2R3 представляет собой терморезистор. Вот те на! Генератор импульсов без конденсатора, но зато с терморезистором!

Но тем не менее все-таки импульсы возникают. Редко, но возникают. Рассмотрим как же это происходит. При нормальной температуре сопротивление терморезистора велико и потенциал средней точки делителя (и соответственно входа Ст) недостаточен для перевода выходных транзисторов в закрытое состояние. Они открыты и резистор нагрузки R1, находящийся под напряжением, нагревается. Тепло от этого резистора передается на терморезистор R2 и он, нагреваясь, уменьшает свое сопротивление. Поэтому потенциал вывода 3 растет и, достигнув порога переключения, переводит выходные транзисторы в выключенное состояние. Резистор нагрузки R1 обесточивается и начинается процесс охлаждения. Когда все остынет (R1 и R2), процесс повторится снова. Следовательно, колебания в таком генераторе импульсов происходят за счет тепловой обратной связи между резистором R1 (нагреватель) и R2 (датчик температуры). Поэтому они обведены на схеме пунктиром, что подразумевает их совместное расположение.

Близость расположения этих элементов (глубина обратной связи) определяет период повторения импульсов, а потенциал средней точки делителя — температуру переключения.

Оба элемента, образующие тепловую обратную связь, имеют цилиндрическую форму и поэтому точно расположить их относительно друг друга затруднительно. А ведь именно их взаимное расположение определяет параметры обратной связи и, соответственно, выходного импульса.

Параметры элементов схемы генератора редких импульсов приведены в табл. 2.8.

Более стабильную и предсказуемую тепловую обратную связь можно получить, если применить транзисторы и в качестве термочувствительного элемента, и в качестве нагревателя. Конструктивное исполнение транзисторов позволяет обеспечить определенный тепловой контакт и располагать их таким образом, чтобы получать требуемые временные параметры импульса.

Работа элементов схемы с транзисторами в цепи обратной связи (рис. 2.16) происходит следующим образом. При включении питания выходные транзисторы микросхемы открыты. На транзистор VT2 подано напряжение и он нагревается. Ток через него ограничен, т. к. работает по схеме токостабилизирующего двухполюсника. Стабилизирующим элементом в данном случае является светодиод HL1. Величина рабочего тока коллектора устанавливается резистором R4.

Выделяющееся тепло передается на транзистор VT1. Он также нагревается, что приводит к уменьшению напряжения между коллектором и эмиттером. Как мы знаем, это является

Поз. обоэн.

Тип

Допустимая замена

Конденсатор

I01

К50-35 100 мкФ 16 В

I Микросхема

DA1

КР1156ЕУ5

Резистор С2-33 0,5 Вт 10 %

С1-4, имп., 5 %

R1

1 кОм

0,1—10 кОм

Резистор СГ13-386 0,125 Вт

R3

4,7 кОм

См. текст

Терморезистор ММТ-1

R2

22 кОм

Рис. 2.16. Схема электрическая генератора редких импульсов с транзисторами

следствием отрицательного ТКН напряжения иБЭ. При достижении определенной температуры, которая устанавливается с помощью резистора R2, потенциал вывода 3 становится больше порога переключения и это приводит выходные транзисторы микросхемы в закрытое состояние. Токостабилизирующий двухполюсник на транзисторе VT2 обесточивается и светодиод HL1 гаснет. Начинается процесс остывания и через определенное время цикл повторяется. Период может достигать нескольких десятков минут.

Параметры и типы элементов схемы генератора редких импульсов приведены в табл. 2.9.

Таблица 2.9. Перечень элементов для схемы генератора редких

импульсов с транзисторами

Поз. обозн.

Тип

Допустимая замена

Конденсаторы

С1

К50-35 100 мкФ 25 В

С2

К10-17 10000 пФ

См. текст

Микросхема |

DA1

КР1156ЕУ5

Резисторы С2-33 0,25 Вт J0 %

С1-4, имп., 5 %

R1

30 кОм

R3

2 кОм

R5

2 кОм

Резисторы СПЗ-386 0,125 Вт

■ R2

4,7 кОм

См. текст

R4

100 Ом

См. текст

Транзисторы

VT1, VT2

КТ3102БМ-ЕМ

КТ315Р

Источник: 33 схемы на микросхеме КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © И. Л. Кольцов, 2005

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты