Генерация прямоугольных сигналов в схемах на микроконтроллере

April 12, 2014 by admin Комментировать »

Генератор (лат. «generator») — это устройство, производящее какой-либо продукт, вырабатывающее энергию или создающее электрические, световые, звуковые колебания. По умолчанию MK лучше всего справляется с генерацией электрических колебаний. Во всех схемах, где линии портов MK используются в режиме выхода с периодическим переключением уровней ВЫСОКИЙ/НИЗКИЙ, происходит генерация сигналов различной частоты и длительности.

Главной задачей для всех типов генераторов является оптимальное сопряжение с нагрузкой. Если требуется отдавать максимальную мощность, то сопротивление нагрузки должно равняться выходному сопротивлению генератора. Если требуется обеспечить максимальную амплитуду сигнала, то выходное сопротивление генератора должно быть как можно меньше и т.д.

MK изначально задумывался как «цифровой» прибор, поэтому сигналы на его выходах прямоугольные. Чтобы донести эту форму с минимальными искажениями до нагрузки, применяют следующие типовые решения (Рис. 2.87, а…н).

Рис. 2.87. Схемы генераторов прямоугольных сигналов на MK (начало):

а) эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 предназначен для работы на низкоомную нагрузку. Сопротивления конденсаторов С/, C2 на генерируемой частоте должны быть минимальными, иначе будет снижаться крутизна фронтов и появится спад на вершине сигнала;

б) аналогично Рис. 2.87, а, но на транзисторе VT1 структуры р—п—р;

в) двухтранзисторный инвертор работает на низкоомную нагрузку при питании +12 В;

г) генератор стабильных по амплитуде импульсов. Верхняя «планка» стабилизируется трёхвыводным стабилитроном VD1. Резистором R3 плавно регулируют размах  вых;

 Рис. 2.87. Схемы генераторов прямоугольных сигналов на MK (продолжение):

д) генератор стабильных токовых посылок на микросхеме DA1. Амплитуда тока определяется по формуле /ВЬ1Х[мА] = 1250/Л2[Ом];

е) резисторами R1, R2 регулируется громкость звука, поступающего от MK к УНЧ. Два полярных конденсатора C7, C2 эквивалентны одному неполярному конденсатору;

ж) двухполярный ВЧ-сигнал 6 вых получается при помощи ключа на микросхеме DA1;

з) формирование трёх вариантов выходного сигнала: инверсный «pull-up» (установлен S1), прямой «pull-down» (установлен S2), без постоянной составляющей (установлен S3);

и) генерация «квазитроичного» сигнала в аппаратуре связи. Сигналы с выходов МК  должны быть противофазными, но с паузами. Резисторами R1, R2 подбирается уровень сигнала  вых не более 3 В на нагрузке 120 Ом. Трансформатор T1 — промышленный для потока E1 (2048 Кбит/с) или самодельный на кольце K12x5.5×5 из феррита M1500HM3 с двумя обмотками по 24 витка провода ПЭВ-0.2 в каждой. Диоды VD1…VD4, газовый разрядник FV1 (60…90 В) и предохранитель FU1 (0.1…0.5 А) защищают устройство от перенапряжений в линейном тракте;

 Рис. 2.87. Схемы генераторов прямоугольных сигналов на MK (окончание):

к) три канала генерации с разными уровнями сигналов по амплитуде и с разными выходными сопротивлениями. Внешние нарузки должны быть как можно более высокоомными;

л) аналогично Рис. 2.87, к, но с удвоенным числом резисторов (высокоточных) и с одинаковыми выходными сопротивлениями по каждому из каналов;

м) буферный каскад на микросхеме DD1 обеспечивает генерацию сигнала с повышенной выходной мощностью и с низким сопротивлением, ввиду параллельной работы шести логических инверторов DD1.1…DD1.6. Все инверторы изготавливаются в одном технологическом цикле и имеют примерно одинаковые параметры, что обеспечивает крутые фронты выходного сигнала;

н) два выхода МК  работают синхронно через развязывающие резисторы R1, R2. Это увеличивает мощность, отдаваемую в низкоомную нагрузку на конце коаксиального кабеля.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

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