受控单振动器。方案、说明

受控单个振动器。无线电电子电气工程百科全书

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一般的受控发电机和特别是单个振动器最常由业余无线电爱好者在 AG 和 GG 组的标准微电路上执行。同时，此类生成器的非标准实现除了优化设计之外，有时还会预先确定特定设备整体的许多新的有趣效果和属性的出现。然而，广播和其他流行文学中关于这个主题的出版物很少。

本文作者分享了他掌握根据非平凡方案构建的受控单个振动器的经验。

[1]中描述的（方案-图8中的a）触发器上的单个振动器具有相当广泛的功能，但它也有一些缺点。首先，通过触发器的输出电阻对电容器C1进行充电。上图。图1a显示了带有时间设置电路的单个振动器的电路片段，输出电阻Rout有条件地显示在触发器外部。更改路由会影响生成脉冲的持续时间。其次，将电容器上的电压恢复到预定水平的时间很长(相对于所生成的脉冲的持续时间)。第三，没有对输出脉冲持续时间进行电子控制的功能，这缩小了节点的范围。

受控单振子

考虑单个振动器中电容器 C1 的充电和放电电路。在时间间隔tо形成阶段，电容通过电路：电源正输出-Rout-R0-C1-公共线从1（更准确地说是从残压）充电到阈值电压Uthr 。

在恢复阶段，电容器首先通过VD0二极管和输出电阻Rout从Upor放电到1，最后，当VD1二极管截止时，通过电阻器R1。

当二极管两端的电压降至 0,5...0,6 V 以下时，二极管几乎完全关闭，并且电容器以与时间间隔形成时相同的时间常数完成放电。因此，随着对电容器上的残余电压的要求更加严格，恢复时间也会增加，从而限制了给定恢复误差的允许脉冲重复率。

当然，通过使用额外的放电晶体管可以显着减少恢复时间以使电容器恢复到其原始状态，但这会使设计变得复杂并增加成本。事实证明，可以以相当简单的方式减少单个振动器的恢复时间并扩展其功能，而无需使其复杂化。

根据图 1 的方案，在单个振动器中。 1、b的零件数量相同，但电阻R1的右端接电源正极线。这里，触发器的输出阻抗不影响电容器CXNUMX的充电时间。

电容C1从VD1二极管上的电压Ud沿电路：正电源线-电阻R1-电容C1-公共线充电到Uth，并通过二极管VD1-输出电阻Rout从Uth放电到Ud。

因此，根据图 1 的方案，在单个振动器中。如图1b所示，首先，触发器的输出电阻对生成的时间间隔没有影响，其次，排除了增加总恢复时间的恢复阶段的第二部分（电容器通过电阻器放电）。事实上，在单个振荡器完成给定时间的形成后，二极管仍然保持流过电阻器RXNUMX的开路电流。二极管的电阻保持较低，从而可以快速恢复电容器两端的初始电压。确实，这在某种程度上增加了单个振动器在待机模式下的功耗。

上图。图2示出了根据图1的电路的单个振动器在恢复阶段触发器的输入R处的电压图。 1a（曲线1）和图2a（曲线0,5） 0,6b（曲线1）。在这两种情况下，电容器放电到二极管 UD 的闭合电压（对于硅二极管 - 大约 1 ... 0 V）实际上在时间 tXNUMX 时结束。对于第二种情况，恢复到这里就差不多结束了，所以恢复时间接近tXNUMX-tXNUMX。

受控单振子

在第一种情况下，电容器应几乎放电至零，但由于在 t1 时刻后二极管闭合，放电被延迟，甚至在 R1C1 时间后电容器上的电压将等于 0,6 / e ~ 0,2V（e是自然对数的底）。所以，这里的恢复时间要长很多。

根据图1的方案的单个振动器。图1b的另一个显着优点是电阻器R3的输出可以不从正电源线供电，而是从例如具有可调电压的电源供电，这使得可以通过改变电源线处的电压来电子控制脉冲持续时间。电阻的输出。受控单振子的方案如图4所示。 1、控制特性——见图。 XNUMX、曲线XNUMX。

受控单振子

请注意，如果根据图 1，单个振荡器的 RC 电路的时间常数值相等。 3a和0以及Ucontrol = Upit，第二个输出脉冲的持续时间t1略小于第一个。其原因是第二个单个振动器的电容器 CXNUMX 不是从零充电，而是从某个初始电压 Ud 充电，因此电容器将在更短的时间内充电到 Uor。

控制电压值的区间必须满足条件：Upr < Ucontrol < Upit (1)，对应图1中的曲线4。 XNUMX.

如果发现这样的间隔不方便，可以通过引入另一个额定值大致相同的电阻器 R0 将其扩展到 2 < Ucontrol < Upit (2)，如图 5 所示。 4. 这种情况下的控制特性如图 2 所示。如图1，曲线3。如果单个振荡器由运算放大器控制，通过选择R2=3R3，控制区间可以扩展为-Upit < Ucontrol < +Upit (4) - 该选项如图XNUMX中的曲线XNUMX所示。 XNUMX.

如果需要制作现成的单个振动器，则按照图1的方案制作。 1,a，引入一个额外的电阻就足够了，如图 5,a 中的 R1。 2. 为了节省 Ucontrol = Upit 时的脉冲持续时间，并联的 R5 和 R1 的电阻（根据图 4）必须等于初始节点中的电阻 RXNUMX - 这是条件（XNUMX）。

受控单振子

应该指出的是，在如图所示的单个振动器中。 1、b、3和5电阻器用于设定对电容器C1充电的一定电流。该电流可以在没有电阻器的情况下由外部控制电流源提供，例如在 pnp 晶体管上收集。这种解决方案使得可以实现所生成的脉冲的持续时间与控制电流的成反比相关性。

根据图 3 中的方案，单个振动器的电阻器额定值5 和 10 允许在较大范围内变化 - 从 100 kOhm 或以上，电容器 - 从 4 pF 或以上。为了提供增加电容器电容的可能性，需要与二极管串联另一个电阻，这限制了电容器的放电电流。 Ucontrol = Upit 处的脉冲持续时间，请记住条件 (1)，必须根据 [XNUMX] 中描述的关系进行估计。

所考虑的受控单个振动器需要 1/2 的微电路封装来实现，而例如[2]（图 2）中描述的一个需要 3/4 的封装。一般来说，单个振动器的 RS 触发可以在数字技术的各种逻辑元件和节点上实现 [3]。将两个单个振动器连接成一个环，可以实现由两个输入控制的脉冲发生器，并且频率和占空比具有广泛的重叠。

文学

Alekseev S. 基于 CMOS 结构微电路的整形器和发生器。 - 广播，1985 年，第 8 期，第 31 页35 - XNUMX。
Ignatenko A. 电压控制发电机。 - 电台，1994 年，第 6 期，第 22 页。 XNUMX.
Samoilenko A. 构建 RS 触发器的选项。 - 广播，1998 年，第 9 期，第 53 页56 - XNUMX。

作者：A.Samoilenko，克林，莫斯科地区

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