ЦИФРОВОЙ ФАЗОИНВЕРТОР

June 4, 2014 by admin Комментировать »

В практике радиолюбителей нередки случаи, когда требуется из одного опорного сигнала в виде последовательности импульсов получить несколько различных по фазе, т.е. смещенных по фазе, сигналов. Как известно, по такому принципу работают трехфазная сеть 380 В и мощные электродвигатели с тремя обмотками переменного тока. При высокой частоте сигнала генератора такая схема окажется полезной в качестве составной части цифровых электронных устройств. При очень низкой частоте сигнала генератора смещение выходных импульсов может быть использовано, например, в устройствах автоматики, предназначенных для последовательного включения света в длинном коридоре или в нескольких помещениях. При этом следующая по ходу движения осветительная лампа должна включаться до того, как погаснет предыдущая (эффект бегущей волны, только с задержкой выключения предыдущих осветительных приборов).

Электрическая схема цифрового узла показана на Рис. 1.11.

Элементы схемы и их назначение

Схема состоит из генератора опорных импульсов на микросхеме DD1, счетчика делителя (DD2) и трех RS-триггеров (DD3, DD4).

Устройство (DD1 – К561ТЛ1, DD2 – К561ИЕ8, DD3 – К561ТМ2) вырабатывает импульсы, одинаково смещенные по фазе относительно сигнала генератора. Импульсы второй и третьей фазы (точки В и С) сдвинуты относительно сигнала А соответственно на 120 и 240°. Благодаря применению микросхемы десятичного счетчика-делителя К561ИЕ8 и триггеров DD3, DD4 частота выходных сигналов составляет Уе относительно частоты сигнала генератора прямоугольных импульсов, реализованного на микросхеме DD1. Для получения другой частоты выходного сигнала следует изменить частоту задающего генератора (особенно если требуются импульсы большой частоты на выходе) или соответствующим образом подать на вход сброса R счетчика DD2 сигнал с выхода Q. Диапазон частот, для которого формируются трехфазные выходные импульсы, ограничен характеристиками микро-

Рис. 1.11. Электрическая схема цифрового узла смещения фаз схем. В данном случае максимальной тактовой частотой, при которой счетчик работает стабильно, является частота 2 МГц.

Параметры сигналов управления для счетчика DD2 вполне «демократичны»: длительность импульса запрета счета должна превышать 300 нс при длительности тактового импульса не менее 250 нс, а длительность импульса сброса должна быть не менее 275 нс.

Генератор импульсов собран на логических элементах микросхемы DD1 по ставшей уже классической схеме. Данная схема на микросхеме К561ТЛ1 (элементы с передаточной характеристикой триггера Шмитта) обладает большой термостабильностью и универсальностью. Изменяя значения элементов и Ci в широких пределах (./?! — 3.3 кОм…20 МОм, С\ — 50 пФ…200 мкФ), можно регулировать выходную частоту генератора. При указанных на схеме элементах она составляет около 1 кГц.

С выхода элемента DD1.2 тактовые импульсы, несущие функцию синхросигнала для счетчика и делителей, поступают на вход С микросхемы DD2. Внутренняя схема микросхемы К561ИЕ8 состоит из 10-каскадного счетчика Джонсона и дешифратора, преобразующего двоичный код (поступивший на вход С) в сигнал, последовательно появляющийся на каждом выходе Q0…Q9 счетчика.

При низком логическом уровне на входе разрешения счета ЕС данный счетчик работает синхронно с положительным перепадом фронта на тактовом входе С.

При высоком логическом уровне на выводе 13 DD2 (ЕС) действие тактового входа запрещается и счет останавливается.

При высоком логическом уровне на входе сброса R (вывод 15 DD2) счетчик очищается до нулевого отсчета. На каждом выходе дешифратора Q0…Q9 высокий логический уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номером.

К выходам микросхемы DD2 подключаются входы S и R асинхронного управления триггеров К561ТМ2. При использовании устройства для управления освещением конденсатор С] должен иметь емкость 50 мкФ, а сопротивление резистора R\ — не больше чем 1 кОм.

Согласно схеме к точкам А, В, С подключаются усилители тока на транзисторах VT1…VT3, нагруженные на реле К1…КЗ, управляющие электролампами накаливания EL1…EL3 мощностью не более 40 Вт. Реле можно заменить другими реле, подходящими по напряжению питания узла с возможностью коммутации тока в нагрузке не менее 1А и рассчитанными для работы в цепях напряжения не менее 220 В, например Omron G2R-112P-V. Вместо слаботочных электромагнитных реле допустимо использование тиристорного каскада. Транзисторы VT1…VT3 могут быть заменены транзисторами КТ819 с любым буквенным индексом. Напряжение питания узла может быть в пределах 10… 15 В. Источник питания — стабилизированный. Микросхемы потребляют от ИП ток, не превышающий 10 мА, поэтому основное потребление тока зависит от типа примененных реле и назначения устройства. Дополнительно в схему вводится узел автоматического включения питания (активации устройства) или в разрыв питания узла включается тумблер для «ручного» управления.

Устройство, реализованное на приведенной схеме, не сложно в изготовлении, и его можно применять для решения широкого спектра задач.

Источник: Кяшкаров А. П., Собери сам: Электронные конструкции за один вечер. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. — 224 с.: ил. (Серия «Собери сам»).

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