0

Специальный задающий генератор

Данное устройство предназначено для ис­пользования в качестве задающего генератора в преобразователях напряжения с синусоидаль­ным выходным напряжением.

В [1] описан широтно-импульсный модулятор на одной КМОП ИМС типа К176ЛП1, которую можно заменить ИМС К561ЛП1. Он выполнен на основе двух логических элементов (рис. 1) и реа­лизует изменение коэффициента заполнения ко­лебаний автогенератора в соответствии с вход­ным напряжением. Регулирование коэффициен­та заполнения обеспечивается шунтированием времязадающего резистора R2 сопротивлением исток-сток полевых транзисторов, которое зави­сит от величины управляющего напряжения. Ко­эффициент заполнения изменяется в пределах от 1 до 99% периода рабочей частоты. Единствен­ным недостатком этого генератора является то, что он не может запуститься при уменьшении ве­личины времязадающего конденсатора С1 (при увеличении частоты генерации). Таким образом, начиная с некоторой величины емкости конденса­тора С1, времязадающая цепь деградирует.

Рис. 1

Предлагаю выполнить широтно­импульсный модулятор на трех ло­гических элементах (рис.2). Разли­чие между генераторами заключа­ется в том, что двухэлементный требует наличие конденсатора для возникновения колебаний, в то время как трехэлементный генера­тор будет генерировать в любом случае, а его частота может быть снижена увели­чением номинала конденсатора. Трехэлемент­ный генератор будет генерировать всегда неза­висимо от величины времязадающего конденса­тора, а двухэлементный генератор не заработает при малой емкости конденсатора. Задающий ге­нератор выполнен на основе трех инверторов, причем могут быть использованы остающиеся в корпусах микросхемы логические элементы. Этот генератор малочувствителен к изменениям напряжения питания, благодаря порогово­му напряжению близ­кому к 50% от напря­жения питания.

Рис. 2

Широтно-импульсный модулятор выполнен на микросхеме DD2 и инверторе DD1. Микросхема DD2 (аналог — CD4007) содержит два инвертора и полевые (p-канальные и n-канальные) транзисто­ры. Сопротивление сток-исток этих транзисто­ров почти линейно зависит от приложенного к ним напряжения затвор-исток. При высоком уровне на выходе генератора диод VD2 может проводить, т.е. выходное сопротивление p-канала включено параллельно с резистором R2. По­добным образом выходное сопротивление n-канала включается параллельно резистору R2 при низком уровне на выходе генератора.

Широтно-импульсный модулятор реализуется изменением скважности импульсов генератора в соответствии с входным напряжением. Измене­ние частоты колебаний минимально зависит от скважности, так как выходное сопротивление од­ного транзистора возрастает, а другого всегда уменьшается при любой величине управляю­щего напряжения. Таким образом, среднее за период значение сопротивления шунтиру­ющего резистор R2 остается постоянным. Увеличение управляющего напряжения, по­ступающего на модулятор, приводит к увели­чению длительности выходных импульсов. Уменьшение управляющего напряжения со­ответственно к уменьшению длительности импульсов выходного сигнала. Частота колеба­ний остается неизменной. Данный генератор мо­жет работать на частотах до 2 МГц.

Литература

  1. Широтно-импульсный модулятор на одной КМОП-микросхеме // Электроника. — 1977. — №13. — С.55.
  2. Генераторы на элементах КМОП // Схемо­техника. — 2007 — №6. — С.37-40.

Автор: Вячеслав Калашник, г. Воронеж
Источник: Радиоаматор №3/2018






Добавить комментарий