Obwód generatora napięcia krokowego

Generator napięcia krokowego jest obwodem elektronicznym zaprojektowanym do generowania sekwencyjnie schodkowego przebiegu napięcia, który przypomina wygląd sinusoidalny, ale ma schodkowy wzór napięcia rosnący sekwencyjnie w górę w kierunku szczytu, a następnie opadający sekwencyjnie w dół z identycznymi krokami w kierunku linii 0 V, aby zakończyć cykl przebiegu.

Jak działa obwód

Poniższy rysunek przedstawia przydatne zastosowanie poczwórnego dwustronnego przełącznika IC 4066. W tym obwodzie 4066 (U1) jest skonfigurowany do przeprowadzania przełączania sekwencyjnego, w celu generowania jednolitego schodkowego przebiegu, jak pokazano na następnej figurze. Jak wykazano, przebieg generatora składa się z 3 stopni w górę i 3 w dół z przyrostami co 1 V.

Wyzwalanie wewnętrznych przełączników 4066 jest regulowane przez a 4017 dekadowy licznik / dzielnik (U2) a 567 tonów dekodera skonfigurowany jak generator fal prostokątnych zapewnia wymagane impulsy zegarowe dla IC 4017.

4017 jest skonfigurowany tak, aby zliczał od 0 do 5 (0-1-2-3-4-5) sekwencyjnie i resetował się na rosnącej krawędzi siódmego stopnia, łącząc pin 5 (wyjście 6) U2 ze stykiem 15 (reset) .

Gdy tylko wyjście 6 (pin 5 U2) osiągnie stan wysoki, zacisk resetowania U2 przesuwa wyjście 0 (pin 3), aby przełączyć z niskiego na wysoki, rozpoczynając od nowa wzór.

Wysokie wyjście pin-3 (wyjście 0) U2 jest podawane na pin sterujący 1. przełącznika U1, załączając go i w konsekwencji łącząc przecięcie R4 i R5 z szyną wyjściową.

To ustawia pierwszy krok z poziomem jednego wolta. Przy kolejnym impulsie zegarowym z 567, 4017 generuje wysoki sygnał wyjściowy na pinie 2, który jest podawany przez D4 do innego przełącznika sterującego na pinie 5, włączając go.

To łączy R3, R4 z szyną wyjściową. Drugi stopień to wyjście 2-woltowe. Dla kolejnego impulsu otrzymanego przez U3, pin 4 U2 przechodzi w stan wysoki, wywołując trzeci przełącznik (w U1), aby aktywować, co odpowiada wygenerowaniu wyjścia 3 V przeznaczonego dla kroku 3.

Czwarty impuls pochodzący z U3 powoduje, że pin 7 staje się wysoki, włączając ostatni przełącznik, tworząc w ten sposób 4-woltowe wyjście dla kroku 4.

Piąty impuls podaje stan wysoki do pinu 10 układu U2, który za pomocą D4 przesuwa się na wejście sterujące trzeciego przełącznika, włączając go (po raz drugi) i dostarczając 3-woltowe wyjście do 5. stopnia.

Dla kolejnych impulsów zegarowych, przełącznik dołączony do pinu 6 układu U1 jest ponownie aktywowany, generując 2-woltowe wyjście dla kroku 6. Wkrótce po wykonaniu kroku szóstego licznik zeruje się i rozpoczyna powrót od początku poprzez włączenie pierwszego. przełącznik dla kroku 1.

Każdy krok przebiegu może być dostosowany do dowolnego napięcia od zera do 100% napięcia zasilania poprzez zastosowanie specjalnych dzielników napięcia dla każdego stopnia. Dodatkowo, wyjście generatora może być buforowane, aby zapewnić odpowiednie napięcie i prąd wyjściowy, aby zapewnić rosnące napięcie lub zasilanie prądowe dla półprzewodnikowego znacznika krzywej.

Kolejny prosty obwód generatora napięcia krokowego

Poniższy projekt jest jeszcze prostszy do zbudowania, ponieważ wykorzystuje tylko kilka układów scalonych do wymaganego stopniowego tworzenia przebiegu.

Jednak konstrukcja jest realizowana w trybie ręcznym, w którym kolejne etapy przebiegu są opracowywane przez dotknięcie przycisku S1 z określoną częstotliwością czasową. Każde naciśnięcie powoduje przesunięcie sygnału wyjściowego IC 4017 od styku 3 do góry w kierunku styku 11.

W tym procesie na wspólnych końcach rezystorów zdarza się wytwarzać sekwencyjnie rosnące i malejące napięcie schodkowe z powodu efektu zmiennego dzielnika potencjału utworzonego przez interakcję przesuwających się układów logicznych IC 4017 między rezystorami R2 --- R10 i masą rezystor R13.

Ponieważ wspólne połączone końce rezystorów są razem doprowadzane do podstawy stopnia BJT ze wspólnym emiterem, napięcie schodkowe jest replikowane na emiterze Tranzystor 2N2222 z wyższym poziomem prądu, który można zintegrować z dowolnym odpowiednim stopniem obwodu zewnętrznego w celu uzyskania żądanego wykonania.

Ręcznie sterowany przełącznik można zastąpić automatycznym stopniem oscylatora, jak pokazano w poniższym przykładzie, który pokazuje implementację powyższego generatora napięcia skokowego w obwodzie symulatora efektu lampy policyjnej.

Aplikacje

Znajdziesz wiele zastosowań dla tego obwodu. Generator przebiegu krokowego mógłby być zaimplementowany do wytwarzania wielu progresywnych napięć do badania punktu włączania / wyłączania wielu jednostek CMOS. Może być skutecznie używany do tworzenia wydajnej fali sinusoidalnej falowniki i konwertery.