Κύκλωμα βαθμιδωτής γεννήτριας τάσης

Μια γεννήτρια κλιμακωτής τάσης είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που έχει σχεδιαστεί για να παράγει μια κυματομορφή διαδοχικής βαθμιαίας τάσης, η οποία μοιάζει με ημιτονοειδή εμφάνιση, αλλά έχει ένα κλιμακωτό μοτίβο τάσης που ανεβαίνει διαδοχικά προς τα πάνω προς την κορυφή και στη συνέχεια κατεβαίνει διαδοχικά προς τα κάτω με τα ίδια βήματα προς τη γραμμή 0V για την ολοκλήρωση κύκλος της κυματομορφής.

Πώς λειτουργεί το κύκλωμα

Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια χρήσιμη εφαρμογή του διμερούς διακόπτη IC 4066 quad. Σε αυτό το κύκλωμα, το 4066 (U1) είναι διαμορφωμένο ώστε να πραγματοποιεί διαδοχική μεταγωγή, ώστε να δημιουργεί μια ομοιόμορφη βαθμιδωτή κυματομορφή όπως υποδεικνύεται στο επόμενο σχήμα. Όπως αποδεικνύεται, η κυματομορφή της γεννήτριας αποτελείται από βήματα 3-επάνω και 3-κάτω έως και βήματα 1V.

Η ενεργοποίηση για τους εσωτερικούς διακόπτες 4066 διέπεται από το a Μετρητής / διαχωριστικό 4017 δεκαετιών (U2) α Αποκωδικοποιητής τόνου 567 Η ρύθμιση όπως μια γεννήτρια τετραγώνου παρέχει τους απαιτούμενους παλμούς ρολογιού για το IC 4017.

Το 4017 είναι γεμάτο για να μετράει από το 0 έως το 5 (0-1-2-3-4-5) διαδοχικά και επαναφέρετε την άνοδο του άκρου του έβδομου βήματος συνδέοντας τον πείρο 5 (έξοδος 6) του U2 στον ακροδέκτη 15 (επαναφορά) .

Μόλις η έξοδος 6 (ακίδα 5 του U2) γίνει υψηλή, ο ακροδέκτης επαναφοράς του U2 ωθεί την έξοδο 0 (ακίδα 3) για να γυρίσει από χαμηλή σε υψηλή, ξεκινώντας εκ νέου το μοτίβο.

Η υψηλή έξοδος pin-3 (έξοδος 0) του U2 δίνεται στον πείρο ελέγχου του 1ου διακόπτη U1, ενεργοποιώντας τον και συνεπώς συνδέοντας τη διασταύρωση των R4 και R5 με το δίαυλο εξόδου.

Αυτό ρυθμίζει το πρώτο βήμα με το επίπεδο ενός βολτ. Με τον ακόλουθο παλμό ρολογιού από το 567, το 4017 δημιουργεί υψηλή έξοδο στον πείρο 2, ο οποίος εφαρμόζεται μέσω D4 σε άλλο διακόπτη διακόπτη στον πείρο 5, ενεργοποιώντας τον.

Αυτό συνδέει τα R3, R4 με το δίαυλο εξόδου. Το 2ο βήμα αποτελεί έξοδο 2 volt. Για τον επόμενο παλμό που λαμβάνεται μέσω U3, ο ακροδέκτης 4 του U2 περιστρέφεται ψηλά, προκαλώντας τον 3ο διακόπτη (σε U1) για ενεργοποίηση, ο οποίος ανταποκρίνεται στη δημιουργία μιας εξόδου 3 volt που προορίζεται για το βήμα 3.

Ο 4ος παλμός που προέρχεται από το U3 έχει ως αποτέλεσμα τον ακροδέκτη 7 να γίνει υψηλός, ενεργοποιώντας τον τελευταίο διακόπτη και δημιουργώντας έτσι μια έξοδο 4 volt για το βήμα 4.

Ο πέμπτος παλμός τροφοδοτεί έναν υψηλό έως τον ακροδέκτη 10 του U2, ο οποίος κινείται μέσω D4 στην είσοδο ελέγχου του 3ου διακόπτη, ενεργοποιώντας τον (για δεύτερη περίπτωση) και παρέχοντας έξοδο 3 volt στο 5ο βήμα.

Για τους επόμενους παλμούς ρολογιού, ο διακόπτης που είναι συνδεδεμένος στον ακροδέκτη 6 του U1 ενεργοποιείται και πάλι, δημιουργώντας έξοδο 2 volt για το βήμα 6. Λίγο μετά την ολοκλήρωση του βήματος έξι, ο μετρητής επαναφέρει και ξεκινά από την αρχή ενεργοποιώντας τον διακόπτης για το βήμα 1.

Κάθε βήμα κυματομορφής μπορεί να ρυθμιστεί για οποιαδήποτε τάση από μηδέν έως 100% τάση τροφοδοσίας μέσω της χρήσης ειδικών διαχωριστικών τάσης για κάθε βήμα. Επιπρόσθετα, η έξοδος της γεννήτριας θα μπορούσε να ρυθμιστεί ώστε να παρέχει επαρκή έξοδο τάσης και ρεύματος για την παροχή αυξανόμενης τάσης ή παροχής ρεύματος για έναν ιχνηθέτη καμπύλης ημιαγωγού.

Ένα άλλο απλό κύκλωμα γεννήτριας τάσης

Ο επόμενος σχεδιασμός παρακάτω είναι ακόμα πιο απλός στην κατασκευή καθώς χρησιμοποιεί μόνο δύο IC για την απαιτούμενη δημιουργία κλιμακωτής κυματομορφής.

Ωστόσο, ο σχεδιασμός εφαρμόζεται σε χειροκίνητη λειτουργία, όπου τα διαδοχικά βήματα της κυματομορφής αναπτύσσονται πατώντας το κουμπί S1 με συγκεκριμένο χρονικό ρυθμό. Κάθε πάτημα προκαλεί την έξοδο του IC 4017 από το pin3 προς τα πάνω, προς το pin11.

Στη διαδικασία, τα κοινά άκρα των αντιστάσεων τυχαίνει να αναπτύσσουν μια διαδοχικά ανερχόμενη και φθίνουσα τάση λόγω της επίδρασης του διαχωριστικού δυναμικού που διαμορφώνεται από την αλληλεπίδραση των μεταβαλλόμενων λογικών IC 4017 στις αντιστάσεις R2 --- R10 και τη γείωση αντίσταση R13.

Δεδομένου ότι τα κοινά ενωμένα άκρα των αντιστάσεων τροφοδοτούνται μαζί στη βάση ενός σταδίου BJT κοινού εκπομπού, η βαθμιαία τάση αναπαράγεται στον πομπό του Τρανζίστορ 2N2222 με υψηλότερο επίπεδο ρεύματος, το οποίο μπορεί να ενσωματωθεί σε οποιοδήποτε κατάλληλο εξωτερικό στάδιο κυκλώματος για μια επιθυμητή εκτέλεση.

Ο χειροκίνητος ελεγχόμενος διακόπτης μπορεί να αντικατασταθεί με ένα αυτόματο ταλαντωτή, όπως υποδεικνύεται στο ακόλουθο παράδειγμα, το οποίο δείχνει την εφαρμογή της παραπάνω βαθμίδας γεννήτριας τάσης σε ένα κύκλωμα προσομοιωτή εφέ φωτισμού αστυνομίας.

Εφαρμογές

Θα βρείτε μια ποικιλία εφαρμογών για αυτό το κύκλωμα. Η βαθμιδωτή γεννήτρια κυματομορφής θα μπορούσε να εφαρμοστεί για να παράγει πολλές προοδευτικές τάσεις για την εξέταση του σημείου ενεργοποίησης / απενεργοποίησης πολλών μονάδων CMOS. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για την παραγωγή αποτελεσματικού ημιτονοειδούς κύματος μετατροπείς και μετατροπείς.