Obvod stupňovitého generátora napätia

Stupňovitý generátor napätia je elektronický obvod navrhnutý na generovanie postupne stupňovitého priebehu napätia, ktorý sa podobá sínusoidnému vzhľadu, ale má stupňovitý vzor napätia, ktorý stúpa postupne nahor k vrcholu a potom postupne klesá dole rovnakými krokmi k linke 0V, aby sa dokončil cyklus krivky.

Ako funguje obvod

Na obrázku nižšie je znázornená užitočná aplikácia štvorstranného prepínača IC 4066. V tomto obvode je 4066 (U1) nakonfigurovaný na vykonávanie sekvenčného prepínania, aby sa vygeneroval jednotný stupňovitý priebeh, ako je to znázornené na nasledujúcom obrázku. Ako je demonštrované, priebeh vlny generátora pozostáva z krokov 3-hore a 3-dole po krokoch 1V.

Spúšťanie vnútorných spínačov 4066 je riadené a Počítadlo / rozdeľovač dekády 4017 (U2) a 567 tónový dekodér nastavený ako generátor štvorcových vĺn poskytuje požadované hodinové impulzy pre IC 4017.

4017 je nastavený tak, aby počítal od 0 do 5 (0-1-2-3-4-5) postupne a resetoval sa na nábežnej hrane siedmeho kroku pripojením kolíka 5 (výstup 6) U2 k kolíku 15 (reset) .

Akonáhle je výstup 6 (pin 5 na U2) vysoký, resetovacia svorka U2 tlačí výstup 0 (pin 3) na prepínanie z nízkeho na vysoký, čím sa vzor opäť spustí.

Vysoký výstup pin-3 (výstup 0) U2 je daný ovládacím pinom prvého spínača U1, ktorý ho zapne a následne spojí priesečník R4 a R5 s výstupnou zbernicou.

Týmto sa nastaví prvý krok s úrovňou jedného voltu. S nasledujúcim hodinovým impulzom z 567 generuje 4017 vysoký výstup na kolíku 2, ktorý je privádzaný cez D4 k ďalšiemu ovládaniu spínača na kolíku 5 a zapína ho.

Toto spája R3, R4 s výstupnou zbernicou. Druhý krok predstavuje výstup 2 voltov. Pre následný impulz získaný cez U3 sa pin 4 na U2 otočí vysoko, čo vyvolá aktiváciu 3. spínača (v U1), ktorý reaguje na generovanie 3-voltového výstupu určeného pre krok 3.

Štvrtý impulz prichádzajúci z U3 vedie k tomu, že pin 7 sa stane vysokým, zapne sa úplne posledný spínač a vytvorí sa tak 4-voltový výstup pre krok 4.

Piaty impulz napája vrchol na pin 10 U2, ktorý sa pohybuje pomocou D4 na riadiaci vstup 3. spínača, zapína ho (druhýkrát) a poskytuje 3-voltový výstup do 5. kroku.

Pre nasledujúce hodinové impulzy je spínač pripojený k pinu 6 U1 ešte raz aktivovaný, čím sa generuje 2-voltový výstup pre krok 6. Čoskoro po vykonaní kroku šesť sa počítadlo resetuje a začne späť od začiatku zapnutím prvého prepínač pre krok 1.

Každý krok krivky je možné usporiadať pre ľubovoľné napätie od nuly do 100% napájacieho napätia pomocou špecifických rozdeľovačov napätia pre každý krok. Okrem toho môže byť výstup generátora tlmený, aby dodával adekvátne výstupy napätia a prúdu, aby zabezpečoval rastúce napätie alebo prúd pre sledovač polovodičovej krivky.

Ďalší obvod jednoduchého stupňovitého generátora napätia

Budúci dizajn uvedený nižšie je zostavený ešte jednoduchšie, pretože na vytvorenie požadovanej stupňovitej krivky využíva iba niekoľko integrovaných obvodov.

Dizajn je však implementovaný v manuálnom režime, v ktorom sa postupné kroky tvaru vlny vyvíjajú klepnutím na tlačidlo S1 pri špecifickej časovanej rýchlosti. Každé stlačenie spôsobí posunutie výstupu IC 4017 z kolíka 3 smerom hore na kolík 11.

V tomto procese sa na spoločných koncoch rezistorov vyvíja postupne stúpajúce a klesajúce stupňovité napätie v dôsledku pôsobenia rozdeľovača potenciálneho potenciálu tvoreného interakciou posunujúcej sa logiky IC 4017 cez rezistory R2 --- R10 a zem. odpor R13.

Pretože spoločné spojené konce rezistorov sú spolu napájané na základňu stupňa BJT spoločného vysielača, stupňovité napätie sa replikuje na vysielači Tranzistor 2N2222 s vyššou úrovňou prúdu, ktorú je možné pre požadovaný výkon integrovať do ľubovoľného vhodného stupňa externého obvodu.

Ručne ovládaný spínač môže byť nahradený stupňom automatického oscilátora, ako je uvedené v nasledujúcom príklade, ktorý ukazuje implementáciu vyššie uvedeného stupňovitého generátora napätia v obvode simulátora efektu policajnej lampy.

Aplikácie

Pre tento okruh nájdete rôzne aplikácie. Generátor krokových vĺn by sa mohol implementovať na produkciu mnohých progresívnych napätí na skúmanie bodu zapnutia / vypnutia mnohých jednotiek CMOS. Môže byť efektívne použitý na výrobu efektívnej sínusovej vlny invertory a prevádzače.