Générateur d'impulsions avec contrôle indépendant de la fréquence et du rapport cyclique. Schéma, description

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Générateur d'impulsions avec contrôle indépendant de la fréquence et du rapport cyclique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Il n'y a pas si longtemps, j'avais besoin d'assembler un générateur d'impulsions carrées avec une sortie relativement puissante et un contrôle manuel fluide de la fréquence et du rapport cyclique. Ayant une certaine expérience, j'ai immédiatement décidé que la base du générateur devrait être la puce de minuterie NE555 (KR1006VI1). Il est produit depuis des décennies, il est bon marché, fiable, possède d'excellentes caractéristiques et est facilement compatible avec les puces logiques CMOS et TTL. La tension d'alimentation du minuteur peut aller de 5 à 15 V et la sortie peut supporter un courant de charge allant jusqu'à 200 mA.

Malheureusement, la recherche sur Internet d'un circuit générateur approprié n'a donné aucun résultat. Tous ceux trouvés souffraient du même inconvénient : lorsque la fréquence changeait, le rapport cyclique des impulsions de sortie changeait également. Ou le réglage du rapport cyclique est fluide et la fréquence est progressive, à l'aide d'un commutateur. En conséquence, le générateur requis a été développé de manière indépendante.

Comme vous le savez, le temporisateur NE555 dispose de deux comparateurs de tension. Le seuil de réponse de l'un d'eux (sous condition le supérieur) sans connecter de résistances supplémentaires est égal aux 2/3 de la tension d'alimentation, et le second (inférieur) est deux fois inférieur. La tension sur le condensateur de synchronisation fluctue entre ces seuils pendant le fonctionnement du générateur. Pour modifier le rapport cyclique, une technique classique est connue : appliquer une tension de la sortie du microcircuit via des diodes multidirectionnelles aux bornes extrêmes d'une résistance variable qui régule le rapport cyclique et connecter son moteur à un condensateur de synchronisation. Avec ce réglage, la fréquence d'impulsion ne change pas, puisque la somme des résistances à travers lesquelles le condensateur est chargé et déchargé reste constante.

Mais comment ajuster la fréquence en douceur sans modifier le rapport cyclique ? J'ai décidé de le faire en contrôlant la différence des seuils de réponse des comparateurs. Plus il est petit, moins il faut de temps, toutes choses égales par ailleurs, pour recharger le condensateur d'un seuil à un autre et inversement, plus la fréquence d'impulsion devient élevée.

Ayant une certaine expérience, j'ai immédiatement décidé que la base du générateur devrait être la puce de minuterie NE555 (KR1006VI1).

Générateur d'impulsions avec contrôle indépendant de la fréquence et du rapport cyclique
Fig. 1

Le problème peut être résolu en assemblant le générateur selon le circuit illustré sur la figure. Ici, le comparateur inférieur interne de la minuterie DA2 est remplacé par un comparateur externe, assemblé sur une puce DA1 séparée. Son entrée non inverseuse est connectée au condensateur de synchronisation C1 et un diviseur de tension composé des résistances R2, R3, R6-R8, qui fixe le seuil de fonctionnement, est connecté à l'entrée inverseuse. Lorsque la résistance variable R7 est en circuit ouvert ou lorsque sa résistance est très élevée, le seuil de réponse du comparateur DA1 est exactement le même que celui du comparateur interne du temporisateur DA2 éteint - 1/3 de la tension d'alimentation. Cette égalité est obtenue en ajustant la résistance R3. En réduisant la résistance de la résistance variable R7, symétriquement par rapport à la moitié de la tension d'alimentation, on rapproche les seuils du comparateur supérieur du temporisateur DA2 et du comparateur externe DA1. En conséquence, la fréquence des impulsions augmente et leur rapport cyclique, fixé par la résistance variable R4, reste inchangé.

Il faut dire que dans la première version du générateur, dont j'ai publié le schéma sur le forum du portail Internet KAZUS.RU kazus.ru/forums/showthread.php?t=94852, il manque la résistance R6. Mais il s'est avéré que sans cela, il n'est pas possible d'obtenir une symétrie complète des seuils : le diviseur de tension à l'intérieur de la minuterie, connecté à sa sortie 5, qui forme le seuil inférieur à partir du seuil supérieur, interfère. La résistance R6, dont la résistance est égale à la somme des résistances des résistances de ce diviseur, compense son influence, rendant symétrique le circuit complet de formation de seuil.

Subjectivement, la qualité de l'équilibrage peut être évaluée en connectant un voltmètre à tension constante entre la broche 3 du temporisateur et le fil commun. Ses lectures ne doivent dépendre que de la position de la résistance variable R4. Lors du réglage de la fréquence avec la résistance variable R7, elles ne doivent pas changer. Ceci est réalisé en utilisant une résistance accordée R3. Si la fréquence d'impulsion est si basse que l'aiguille du voltmètre oscille en même temps, vous devez connecter le voltmètre à la minuterie via un circuit RC intégrateur avec une constante de temps suffisamment grande ou augmenter temporairement la fréquence d'impulsion en installant un condensateur C1 d'une valeur plus petite. capacité.

Avec les valeurs nominales des éléments indiquées dans le schéma et une tension d'alimentation de 15 V, la résistance variable R7 régule la fréquence d'impulsion d'environ 50 à 830 Hz. Cependant, réduire la tension d'alimentation à 5 V entraîne une diminution de la fréquence de près de moitié. A cet égard, il est conseillé d'alimenter le générateur avec une tension stabilisée.

La capacité de charge de la sortie minuterie NE555 permet le contrôle direct d'actionneurs et d'éléments clés assez puissants. Cette circonstance, ainsi que la possibilité d'une régulation indépendante de la fréquence et du rapport cyclique, peuvent conduire à une large gamme d'applications pour le générateur.

Auteur : P. Galashevsky

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