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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Vibreur simple contrôlé. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Concepteur radioamateur Les générateurs contrôlés en général et les vibrateurs simples en particulier sont le plus souvent réalisés par des radioamateurs sur des microcircuits standards des groupes AG et GG. Pendant ce temps, les implémentations non standard de tels générateurs, en plus d'optimiser la conception, prédéterminent parfois l'apparition d'un certain nombre de nouveaux effets et propriétés intéressants d'un appareil particulier dans son ensemble. Cependant, il existe très peu de publications sur ce sujet à la radio et dans d'autres littératures populaires. L'auteur de cet article partage son expérience dans la maîtrise de vibrateurs simples contrôlés construits selon un schéma non trivial. Décrit dans [1] (schéma - sur la Fig. 8, a) un seul vibrateur sur la gâchette a une gamme assez large de capacités, mais il présente également certains inconvénients. Premièrement, la charge du condensateur C1 se produit à travers la résistance de sortie du déclencheur. Sur la fig. La figure 1a montre un fragment du circuit de ce vibreur unique à circuits de mise à l'heure, la résistance de sortie Rout étant conditionnellement représentée à l'extérieur de la gâchette. La modification de Rout affecte la durée de l'impulsion générée. Deuxièmement, le temps de rétablissement de la tension sur le condensateur à un niveau prédéterminé est long (par rapport à la durée de l'impulsion générée). Troisièmement, il n'y a pas de fonctionnalité pour le contrôle électronique de la durée de l'impulsion de sortie, ce qui réduit la portée du nœud.
Considérons les circuits de charge et de décharge du condensateur C1 dans un seul vibreur. Au stade de la formation de l'intervalle de temps tо, le condensateur est chargé de 0 (plus précisément de la tension résiduelle) à la tension de seuil Uthr à travers le circuit: sortie positive de la source d'alimentation - Rout-R1-C1-fil commun . Au stade de récupération, le condensateur est déchargé de Upor à 0, d'abord à travers la diode VD1 et la résistance de sortie Rout, et à la fin, lorsque la diode VD1 se ferme, à travers la résistance R1. La diode se ferme presque complètement lorsque la tension à ses bornes tombe en dessous de 0,5 ... 0,6 V, et le condensateur finit de se décharger avec la même constante de temps que lorsque l'intervalle de temps a été formé. Ainsi, avec des exigences plus strictes pour la tension résiduelle sur le condensateur, le temps de récupération augmente, limitant le taux de répétition d'impulsions admissible pour une erreur de récupération donnée. Bien sûr, le temps de récupération peut être considérablement réduit pour ramener le condensateur à son état d'origine en utilisant un transistor de décharge supplémentaire, mais cela compliquera et augmentera le coût de la conception. Il s'avère qu'il est possible de réduire le temps de récupération d'un seul vibreur et d'étendre ses fonctionnalités sans le compliquer de manière assez simple. Dans un seul vibrateur selon le schéma de la Fig. 1, b il y a le même nombre de pièces, mais la borne droite de la résistance R1 est connectée au fil d'alimentation positif. Ici, l'impédance de sortie du déclencheur n'affecte pas le temps de charge du condensateur C1. Le condensateur C1 est chargé de la tension Ud sur la diode VD1 à Uth le long du circuit: le fil de puissance positif-résistance R1-condensateur C1-fil commun, et est déchargé - de Uth à Ud à travers la diode VD1-résistance de sortie Rout. Ainsi, dans un seul vibrateur selon le schéma de la Fig. 1b, premièrement, il n'y a aucun effet de la résistance de sortie du déclencheur sur l'intervalle de temps généré, et, deuxièmement, la deuxième partie de l'étape de récupération (décharge du condensateur à travers la résistance), qui augmente le temps de récupération total, est exclue. En effet, après l'achèvement de la formation d'un laps de temps donné par un seul vibreur, la diode reste un courant ouvert circulant dans la résistance R1. La résistance de la diode reste faible, ce qui permet une récupération rapide de la tension initiale aux bornes du condensateur. Certes, cela augmente quelque peu la consommation d'énergie du vibreur unique en mode veille. Sur la fig. 2 montre les diagrammes de tension à l'entrée R du déclencheur à l'étage de récupération pour un seul vibreur selon le circuit de la fig. 1a (courbe 1) et Fig. 1b (courbe 2). Dans les deux cas, la décharge du condensateur à la tension de fermeture de la diode UD (pour une diode au silicium - environ 0,5 ... 0,6 V) se termine pratiquement au temps t1. Pour le deuxième cas, la récupération se termine presque ici, donc le temps de récupération est proche de t1-t0.
Dans le premier cas, le condensateur doit être déchargé presque à zéro, mais du fait qu'après le moment t1 la diode est fermée, la décharge est retardée et même après le temps R1C1 la tension sur le condensateur sera égale à 0,6 / e ~ 0,2 V (e est la base du logarithme népérien). Par conséquent, le temps de récupération ici est beaucoup plus long. Vibreur unique selon le schéma de la fig. 1b présente un autre avantage important - la sortie de la résistance R1 peut être alimentée non pas à partir du fil d'alimentation positif, mais, par exemple, à partir d'une source à tension réglable, ce qui permet de contrôler électroniquement la durée de l'impulsion en modifiant la tension à la sortie de la résistance. Le schéma d'un vibrateur unique contrôlé est illustré à la fig. 3, et les caractéristiques de contrôle - dans la fig. 4, courbe 1.
Notez que si les valeurs de la constante de temps du circuit RC de vibrateurs simples sont égales selon la Fig. 1a et 3 et Ucontrol = Upit la durée t0 de l'impulsion de sortie de la seconde est légèrement inférieure à la première. La raison en est que le condensateur C1 du deuxième vibreur unique est chargé non pas à partir de zéro, mais à partir d'une certaine tension initiale Ud, de sorte que le condensateur sera chargé jusqu'à Upor en moins de temps. L'intervalle des valeurs de tension de commande doit satisfaire la condition : Upr < Ucontrol < Upit (1), ce qui correspond à la courbe 1 de la fig. 4. Dans les cas où un tel intervalle s'avère gênant, il peut être étendu à 0 < Ucontrol < Upit (2) en introduisant une autre résistance - R2 - d'environ la même valeur nominale, comme indiqué sur la Fig. 5. La caractéristique de contrôle pour ce cas est illustrée à la fig. 4, courbe 2. Si le vibreur simple est commandé par un amplificateur opérationnel, en choisissant R1=3R2, l'intervalle de commande peut être étendu à -Upit < Ucontrol < +Upit (3) - cette option est illustrée par la courbe 3 de la Fig. 4. S'il est nécessaire de fabriquer un vibrateur simple prêt à l'emploi, fabriqué selon le schéma de la Fig. 1,a, il suffit d'y introduire une résistance supplémentaire, comme R1 - sur la fig. 5. Pour enregistrer la durée d'impulsion à Ucontrol = Upit, il est nécessaire que la résistance de R1 et R2 connectés en parallèle (selon la Fig. 5) soit égale à la résistance R1 dans le nœud initial - c'est la condition (4).
Il convient de noter que dans les vibrateurs simples selon la Fig. Les résistances 1, b, 3 et 5 servent à établir un certain courant qui charge le condensateur C1. Ce courant peut être fourni en l'absence de résistances par une source externe de courant de commande, collectée par exemple sur des transistors pnp. Une telle solution permet de mettre en oeuvre une dépendance inversement proportionnelle de la durée de l'impulsion générée au courant de commande. Évaluations des résistances des vibrateurs simples selon le schéma de la fig. 3 et 5, il est permis de varier sur une large plage - de 10 kOhm ou plus, condensateurs - de 100 pF ou plus. Pour offrir la possibilité d'augmenter la capacité du condensateur, il est nécessaire de connecter une autre résistance en série avec la diode, ce qui limite le courant de décharge du condensateur. La durée d'impulsion à Ucontrol = Upit, en gardant à l'esprit la condition (4), doit être estimée selon les relations décrites dans [1]. Le vibrateur unique contrôlé considéré nécessite 1/2 du boîtier du microcircuit pour sa mise en œuvre, et celui décrit, par exemple, dans [2] (sur la Fig. 2) nécessite 3/4 du boîtier. En général, le déclencheur RS pour un seul vibrateur peut être mis en œuvre sur divers éléments logiques et nœuds de technologie numérique [3]. La connexion de deux vibrateurs simples dans un anneau permet de mettre en œuvre un générateur d'impulsions commandé par deux entrées avec un large chevauchement en fréquence et en rapport cyclique. littérature
Auteur : A.Samoilenko, Klin, région de Moscou
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