Генератори імпульсів призначені для отримання імпульсів певної форми та тривалості. Вони використовуються в багатьох схемах та пристроях. А також їх використовують у вимірювальній техніці для налагодження та ремонту різних цифрових пристроїв. Прямокутні імпульси відмінно підійдуть для перевірки працездатності цифрових схем, а трикутної форми можуть стати в нагоді для свіп-генераторів або генераторів частоти, що коливається.

Генератор формує одиночний імпульс прямокутної форми натисканням на кнопку. Схема зібрана на логічних елементах в основі якої звичайний RS-тригер, завдяки йому також виключається можливість проникнення імпульсів брязкальця контактів кнопки на лічильник.

У положенні контактів кнопки, як показано на схемі, на першому виході буде напруга високого рівня, а на другому виході низького рівня або логічного нуля при натиснутій кнопці стан тригера зміниться на протилежне. Цей генератор відмінно підійде для перевірки різних лічильників.

У цій схемі формується одиночний імпульс, тривалість якого залежить від тривалості вхідного імпульсу. Використовується такий генератор у найрізноманітніших варіантах: для імітації вхідних сигналів цифрових пристроїв, при перевірці працездатності схем на основі цифрових мікросхем, необхідності подачі на якийсь пристрій, що тестується, певної кількості імпульсів з візуальним контролем процесів і т. д.

Як тільки живлення схеми включають конденсатор С1 починає заряджається і реле спрацьовує, розмикаючи своїми фронтовими контактами ланцюг джерела живлення, але реле відключиться не відразу, а з затримкою, так як через його обмотку буде протікати струм розряду конденсатора С1. Коли тилові контакти реле знову замкнуться, розпочнеться новий цикл. Частота перемикання електромагнітного реле залежить від ємності конденсатора С1 та резистора R1.

Використовувати майже будь-яке реле, я взяв . Такий генератор можна використовувати, наприклад, для перемикання ялинкових гірлянд та інших ефектів. Мінусом цієї схеми є застосування конденсатора великої ємності.

Інша схема генератора на реле, з принципом роботи аналогічною попередньою схемою, але на відміну від неї, частота прямування дорівнює 1 Гц при меншій ємності конденсатора. У момент увімкнення генератора конденсатор С1 починає заряджатися, потім відкривається стабілітрон і спрацює реле К1. Конденсатор починає розряджатися через резистор та складовий транзистор. Через невеликий проміжок часу реле вимикається та починається новий цикл роботи генератора.

У генераторі імпульсів, на малюнку А, застосовані три логічні елементи І-НЕ та уніполярний транзистор VT1. Залежно від значень конденсатора С1 та резисторів R2 та R3 на виході 8 генеруються імпульси з частотою 0,1 - до 1 МГц. Такий величезний діапазон пояснюється застосуванням у схемі польового транзистора, що дало можливість використовувати мегаомні резистори R2 і R3. З їх допомогою можна змінювати також змінювати шпаруватість імпульсів: резистором R2 задається тривалість високого рівня, а R3 - тривалість напруги низького рівня. VT1 можна взяти будь-який із серій КП302, КП303. - К155ЛА3.

Якщо використовувати замість К155ЛА3 мікросхеми КМОП, наприклад, К561ЛН2 можна зробити широкодіапазонний генератор імпульсів без використання в схемі польового транзистора. Схема цього генератора показана малюнку У. Для розширення кількості генерованих частот ємність конденсатора часзадающей ланцюга вибирається перемикачем S1. Діапазон частот генератора 1ГЦ до 10 кГц.

На останньому малюнку розглянуто схему генератора імпульсів в якій закладено можливість регулювання шпаруватості. Для тих, хто забув, нагадаємо. Добре імпульсів це відношення періоду прямування (Т) до тривалості (t):

Добре на виході схеми можна задати від 1 до декількох тисяч, за допомогою резистора R1. Транзистор, що працює в ключовому режимі, призначений для посилення імпульсів за потужністю.

Якщо є необхідність високостабільного генератора імпульсів, необхідно використовувати кварц на відповідну частоту.

Схема генератора показана на малюнку здатна виробляти імпульси прямокутної та пилкоподібної форми. Задає генератор виконаний на логічних елементах DD 1.1-DD1.3 цифрової мікросхеми К561ЛН2. Резистор R2 у парі з конденсатором С2 утворюють диференціюючий ланцюг, який на виході DD1.5 генерує короткі імпульси тривалістю 1 мкс. На польовому транзисторі та резистори R4 зібраний регульований стабілізатор струму. З його виходу тече струм, що заряджає конденсатор С3 і напруга на ньому лінійно збільшується. У момент надходження короткого позитивного імпульсу транзистор VT1 відкривається, а конденсатор СЗ розряджається. Тим самим формуючи пилкоподібну напругу на його обкладках. Змінним резистором можна регулювати струм заряду конденсатора та крутизну імпульсу пилкоподібної напруги, а також його амплітуду.

Схема побудована із використанням двох ОУ типу LM741. Перший ОУ використовується для генерації прямокутної форми, а другий генерує трикутну. Схема генератора побудована таким чином:

У першому LM741 на вхід, що інвертує, з виходу підсилювача підключена зворотний зв'язок (ОС) виконана на резисторі R1 і конденсаторі C2, а на неінвертуючий вхід також йде ОС, але вже через дільник напруги, на базі резисторів R2 і R5. Вихідний першого ОУ безпосередньо пов'язаний з входом другого LM741, що інвертує, через опір R4. Цей другий ОУ разом із R4 і C1 утворюють схему інтегратора. Його неінвертуючий вхід заземлений. На обидва ОУ подаються напруги живлення +Vcc і -Vee, як завжди на сьомий та четвертий висновки.

Працює схема в такий спосіб. Припустимо, спочатку на виході U1 є +Vcc. Тоді ємність З2 починає заряджатися через резистор R1. У певний момент часу напруга на С2 перевищить рівень на вході, що не інвертує, що розраховується за формулою нижче:

V 1 = (R 2 / (R 2 +R 5)) × V o = (10 / 20) × V o = 0.5 × V o

Вихідний сигнал V 1 стане -Vee. Так, конденсатор починає розряджатися через резистор R1. Коли напруга на ємності стане меншою за напругу, що визначається формулою, вихідний сигнал знову буде + Vcc. Таким чином, цикл повторюється, і завдяки цьому генеруються імпульси прямокутної форми з періодом часу, що визначається RC-ланцюжком, що складається з опору R1 і конденсатора C2. Ці утворення прямокутної форми також є вхідними сигналами для схеми інтегратора, який перетворює їх на трикутну форму. Коли вихід ОУ U1 дорівнює +Vcc, ємність С1 заряджається до максимального рівня і дає позитивний схил трикутника, що сходить, на виході ОУ U2. І, відповідно, якщо на виході першого ОУ є -Vee, то буде формуватися негативний, низхідний схил. Тобто ми отримуємо трикутну хвилю на виході другого ОУ.

Генератор імпульсів на першій схемі побудований на мікросхемі TL494, відмінно підходить для налагодження будь-яких електронних схем. Особливість цієї схеми полягає в тому, що амплітуда вихідних імпульсів може дорівнювати напрузі живлення схеми, а мікросхема здатна працювати аж до 41 В, адже не просто так її можна знайти в блоках живлення персональних комп'ютерів.

Розведення друкованої плати можна завантажити за посиланням вище.

Частоту проходження імпульсів можна змінювати перемикачем S2 і змінним резистором RV1, для регулювання шпару використовується резистор RV2. Перемикач SA1 призначений для зміни режимів роботи генератора з синфазного на протифазний. Резистор R3 повинен перекривати діапазон частот, а діапазон регулювання шпаруватості регулюється підбором R1, R2

Конденсатори С1-4 від 1000 пФ до 10 мкф. Транзистори будь-які високочастотні КТ972

Добірка схем та конструкцій генераторів прямокутних імпульсів. Амплітуда сигналу, що генерується, в таких генераторах дуже стабільна і близька до напруги живлення. Але форма коливань дуже далека від синусоїдальної – сигнал виходить імпульсним, причому тривалість імпульсів та пауз між ними легко регулюється. Імпульсам легко надати вигляду меандру, коли тривалість імпульсу дорівнює тривалості паузи між ними.

Формує потужні короткі одиночні імпульси, які встановлюють на вході чи виході будь-якого цифрового елемента логічний рівень, протилежний наявному. Тривалість імпульсу обрана такою, щоб не вивести з ладу елемент, вихід якого підключений до випробуваного входу. Це дозволяє не порушувати електричного зв'язку випробуваного елемента з іншими.

--- Харчування: 5-12в


---
Частота: 5Гц-1кГц.

---
Амплітуда вихідних імпульсів щонайменше 10в

--- Струм: близько 100мА.

За основу було взято мультивібратор, він реалізований на трьох логічних елементах мікросхеми 2І-НЕ. Принцип якого за бажання можна прочитати у Вікіпедії. Але генератор сам по собі дає інверсний сигнал, що спонукало мене застосувати інвертор (це 4-й елемент). Тепер мультивібратор надає нам імпульси позитивного струму. Однак мультивібратор немає можливості регулювання шпаруватості. Вона автоматично виставляється у нього 50%. І тут мене осінило поставити мультивібратор, що чекає, реалізований на двох таких же елементах (5,6), завдяки якому з'явилася можливість регулювати шпаруватість. Принципова схема малюнку:

Природно, межа вказана у моїх вимогах не критична. Все залежить від параметрів С4 та R3 – де резистором можна плавно змінювати тривалість імпульсу. Принцип роботи також можна прочитати у вікіпедії. Далі: для високої здатності навантаження був встановлений еммітерний повторювач на транзисторі VT-1. транзистор застосований найпоширеніший типу КТ315. резисторів R6 служить обмеження вихідного струму і зашита від перегорання транзистора у разі КЗ.

Мікросхеми можна використовувати як ТТЛ, і КМОП. У разі застосування ТТЛ опір R3 трохи більше 2к. тому що: вхідний опір цієї серії приблизно дорівнює 2к. особисто я використав КМОП К561ЛА7 (вона ж CD4011) - два корпуси живлення до 15в.

Відмінний варіант для використання як ЗГ для будь-якого перетворювача. Для використання генератора серед ТТЛ - підходять К155ЛА3, К155ЛА8 в останній колектори відкриті і на виході потрібно вішати резистори номіналом 1к.

Генератори імпульсів - це пристрої, здатні створювати хвилі певної форми. Тактова частота у разі залежить від багатьох чинників. Основним призначенням генераторів прийнято вважати синхронізацію процесів електроприладів. Таким чином, користувач має можливість налаштовувати різну цифрову техніку.

Як приклад можна навести годинник, а також таймери. Основним елементом пристроїв цього типу прийнято вважати адаптер. Додатково в генератори встановлюються конденсатори та резистори разом з діодами. До основних параметрів пристроїв можна віднести показник порушення коливань та негативного опору.

Генератори з інверторами

Зробити генератор імпульсів своїми руками з інверторами можна й у домашніх умовах. Для цього адаптер знадобиться безконденсаторного типу. Резистори найкраще використовувати саме польові. Параметр передачі імпульсу вони перебуває в досить високому рівні. Конденсатори до пристрою необхідно підбирати, виходячи з потужності адаптера. Якщо його вихідна напруга становить 2, то мінімальна повинна перебувати на рівні 4 пФ. Додатково важливо ознайомитися з параметром негативного опору. У середньому він повинен коливатися близько 8 Ом.

Модель прямокутних імпульсів із регулятором

На сьогоднішній день генератор прямокутних імпульсів із регуляторами є досить поширеним. Для того, щоб у користувача була можливість настроювати граничну частоту пристрою, необхідно використовувати модулятор. На ринку виробниками вони представлені поворотного та кнопкового типу. В даному випадку краще зупинитися на першому варіанті. Все це дозволить більш тонко проводити налаштування та не боятися за збій у системі.

Встановлюється модулятор на генератор прямокутних імпульсів безпосередньо на адаптер. При цьому паяння необхідно робити дуже акуратно. Насамперед слід добре прочистити всі контакти. Якщо розглядати безконденсаторні адаптери, то вони виходи знаходяться з верхньої сторони. Додатково є аналогові адаптери, які часто випускаються із захисною кришкою. У цій ситуації її потрібно видалити.

Щоб у пристрою була висока пропускна здатність, необхідно резистори встановлювати попарно. Параметр збудження коливань у разі повинен бути лише на рівні Як основну проблему генератор прямокутних імпульсів (схема показано нижче) має різке підвищення робочої температури. У разі слід перевірити негативний опір безконденсаторного адаптера.

Генератор імпульсів, що перекривають

Щоб зробити генератор імпульсів своїми руками, адаптер найкраще використовувати аналоговий вид. Регулятори у разі застосовувати необов'язково. Пов'язано це про те, що рівень негативного опору може перевищити 5 Ом. В результаті на резистори виявляється досить велике навантаження. Конденсатори до пристрою підбираються з ємністю щонайменше 4 Ом. У свою чергу адаптер до них приєднується лише вихідними контактами. Як основну проблему генератор імпульсів має асиметричність коливань, що виникає внаслідок перевантаження резисторів.

Пристрій із симетричними імпульсами

Зробити простий генератор імпульсів такого типу можна лише за допомогою інверторів. Адаптер у такій ситуації найкраще підбирати аналогового типу. Коштує на ринку набагато менше, ніж безконденсаторна модифікація. Додатково важливо звертати увагу на тип резисторів. Багато спеціалістів для генератора радять підбирати кварцові моделі. Однак пропускна спроможність у них досить низька. Внаслідок цього параметр збудження коливань ніколи не перевищить 4 мс. Плюс до цього додається ризик перегрівання адаптера.

Враховуючи все сказане вище, доцільніше використовувати польові резистори. у цьому випадку залежатиме від їхнього розташування на платі. Якщо вибирати варіант, коли вони встановлюються перед адаптером, у цьому випадку показник порушення коливань може сягнути 5 мс. У неприємній ситуації на добрі результати можна не розраховувати. Перевірити генератор імпульсів на працездатність можна легко під'єднавши блок живлення на 20 У. У результаті рівень негативного опору повинен бути у районі 3 Ом.

Щоб ризик перегріву був мінімальним, додатково важливо використовувати лише ємнісні конденсатори. Регулятор у такий пристрій можна встановлювати. Якщо розглядати поворотні модифікації, як варіант підійде модулятор серії ППР2. За своїми характеристиками він на сьогоднішній день є досить надійним.

Генератор із тригером

Тригер називають пристрій, який відповідає за передачу сигналу. На сьогоднішній день вони продаються односпрямовані або двоспрямовані. Для генератора підходить лише перший варіант. Встановлюється вищезгаданий елемент біля адаптера. При цьому паяння необхідно робити тільки після ретельного зачистки всіх контактів.

Безпосередньо адаптер можна вибрати навіть аналогового типу. Навантаження в даному випадку буде невеликим, а рівень негативного опору при вдалому збиранні не перевищить 5 Ом. Параметр збудження коливань із тригером у середньому становить 5 мс. Основну проблему генератор імпульсів має: підвищена чутливість. В результаті з блоком живлення вище 20 В ці пристрої працювати не здатні.

підвищеного навантаження?

Звернімо увагу на мікросхеми. Генератори імпульсів зазначеного типу мають на увазі використання потужного індуктора. Додатково слід підбирати лише аналоговий адаптер. В даному випадку необхідно досягти високої пропускної спроможності системи. Для цього конденсатори застосовуються лише ємнісного типу. Як мінімум, негативний опір вони повинні бути здатні витримувати на рівні 5 Ом.

Резистори для пристрою підходять найрізноманітніші. Якщо вибирати їх закритого типу, необхідно передбачити для них роздільний контакт. Якщо все ж таки зупинитися на польових резисторах, то зміна фази в даному випадку відбуватиметься досить довго. Тиристори для таких пристроїв практично марні.

Моделі із кварцовою стабілізацією

Схема генератора імпульсів цього типу передбачає використання лише безконденсаторного адаптера. Все це потрібно для того, щоб показник порушення коливань був як мінімум на рівні 4 мс. Все це дозволить скоротити термальні втрати. Конденсатори пристрою підбираються виходячи з рівня негативного опору. Додатково слід враховувати тип блоку живлення. Якщо розглядати імпульсні моделі, то у них рівень вихідного струму в середньому знаходиться на позначці 30 В. Все це зрештою може призвести до перегріву конденсаторів.

Щоб уникнути таких проблем, багато фахівців радять встановлювати стабілітрони. Припаюються вони безпосередньо на адаптер. Для цього необхідно прочистити всі контакти та перевірити напругу катода. Допоміжні адаптери таких генераторів також використовуються. У цій ситуації вони відіграють роль комутованого трансівера. В результаті параметр порушення коливань підвищується до 6 мс.

Генератори з конденсаторами РР2

Складається генератор високовольтних імпульсів із конденсаторами даного типу досить просто. На ринку знайти елементи для таких пристроїв не становить жодних проблем. Однак важливо підібрати якісну мікросхему. Багато хто з цією метою набуває багатоканальних модифікацій. Проте коштують вони у магазині досить дорого проти звичайними типами.

Транзистори для генераторів найбільше підходять одноперехідні. У разі параметр негативного опору ні перевищувати 7 Ом. У такій ситуації можна сподіватись на стабільність роботи системи. Щоб підвищити чутливість пристрою, багато хто радить застосовувати стабілітрони. При цьому тригери використовуються дуже рідко. Пов'язано це з тим, що пропускна спроможність моделі значно знижується. Основною проблемою конденсаторів прийнято вважати посилення граничної частоти.

В результаті зміна фази відбувається з більшим відривом. Щоб налагодити процес належним чином, необхідно спочатку налаштувати адаптер. Якщо рівень негативного опору знаходиться на позначці 5 Ом, гранична частота пристрою повинна становити приблизно 40 Гц. В результаті навантаження з резисторів знімається.

Моделі з конденсаторами РР5

Генератор високовольтних імпульсів із зазначеними конденсаторами можна зустріти досить часто. При цьому використовувати він здатний навіть з блоками живлення на 15 В. Пропускна здатність його залежить від типу адаптера. У разі важливо визначитися з резисторами. Якщо підбирати польові моделі, адаптер доцільніше встановлювати саме безконденсаторного типу. У цьому випадку параметр негативного опору буде в районі 3 Ом.

Стабілітрони у разі використовуються досить часто. Пов'язано це з різким зниженням рівня граничної частоти. Для того, щоб її вирівняти, стабілітрони підходять ідеально. Встановлюються вони зазвичай біля вихідного порту. У свою чергу, резистори найкраще припаювати біля адаптера. Показник коливального порушення залежить від ємності конденсаторів. Розглядаючи моделі на 3 пФ, зазначимо, що вищезазначений параметр ніколи не перевищить 6 мс.

Основні проблеми генератора

Основною проблемою пристроїв із конденсаторами РР5 прийнято вважати підвищену чутливість. При цьому термальні показники також є на невисокому рівні. За рахунок цього часто виникає потреба у використанні тригера. Проте в даному випадку необхідно все ж таки заміряти показник вихідної напруги. Якщо він при блоці 20 В перевищує 15 В, то тригер здатний значно покращити роботу системи.

Пристрої на регуляторах МКМ25

Схема генератора імпульсів з цим регулятором включає резистори тільки закритого типу. У цьому мікросхеми можна навіть серії ППР1. У разі конденсаторів потрібно лише два. Рівень негативного опору залежить від провідності елементів. Якщо ємність конденсаторів становить менше 4 пФ, негативний опір може підвищитися навіть до 5 Ом.

Щоб вирішити цю проблему, необхідно використати стабілітрони. Регулятор у разі встановлюється на генератор імпульсів біля аналогового адаптера. Вихідні контакти при цьому необхідно ретельно зачистити. Також слід перевірити граничну напругу самого катода. Якщо воно перевищує 5, то приєднувати регульований генератор імпульсів можна на два контакти.