Схема генератора импульсов 1Hz - 10KHz (4011)

Принципиальная схема самодельного генератора логических импульсов с частотой от 1 Гц до 10КГц, собран на микросхеме 4011 (К561ЛА7). При ремонте и налаживании схем на цифровых микросхемах может быть очень полезен генератор логических импульсов. В общем, это генератор прямоугольных импульсов, частоту которых можно регулировать в широких пределах.

Но нужно чтобы размах этих импульсов на выходе генератора соответствовал логическим уровням в той схеме, на которую их нужно подавать.

Если с ТТЛ все ясно, то величина напряжения логической единицы для МОП и КМОП логики может быть практически любой во всем допустимом напряжении питания микросхемы, определяясь величиной напряжения питания. Ведь, практически, логическая единица у КМОП-микросхемы, это немного меньше напряжения питания.

А напряжение питания у многих КМОП микросхем может быть от 3 до 18V, соответственно и напряжение логической единицы будет в широких пределах для схем с разным напряжением питания. Поэтому, лабораторный генератор прямоугольных логических импульсов должен позволять регулировать не только их частоту, но и амплитуду согласно конкретному напряжению питания, которое присутствует в ремонтируемой или налаживаемой схеме.

Если с частотой все относительно понятно, то с амплитудой возникают некоторые вопросы, в частности с тем, что для «чистоты эксперимента» нужно регулировать не столько амплитуду, сколько уровни нуля и единицы.

Проще всего это решить, если генератор прямоугольных импульсов сделать по схеме мультивибратора на КМОП-микросхеме, например, К561ЛЕ5, а амплитуду регулировать не при помощи какого-то регулятора выходного напряжения этого мультивибратора, а путем изменения напряжения питания самой микросхемы, на которой сделан этот мультивибратор.

То есть, например, в схеме, на которую мы собирается подавать импульсы с этого генератора, напряжение питания 6V, то мы прост выставляем напряжение питания микросхемы генератора точно таким же 6V, и на выходе получаем совершенно «правильные» логические импульсы, именно такие, как они должны быть при 6-вольтом питании.

Принципиальная схема

Схема показана на рисунке. На элементах D1.1 и D1.2 микросхемы D1 собран мультивибратор. Он генерирует импульсы частотой от 1 Hz до 10 kHz в четырех диапазонах, - 1-10 Hz, 10-100Hz, 100-1000Hz и 1-10kHz.

Диапазоны переключаются переключателем S1, который переключает конденсаторы С1-С4, емкостной составляющей частотозадающей цепи. А плавно частота внутри каждого диапазона регулируется переменным резистором R2.

Ведь частота импульсов, генерируемых мультивибратором, построенным по такой схеме зависит от сопротивления между входом и выходом элемента D1.1 и емкости между входом D1.1 и выходом D1.2. Емкость меняется ступенчато при помощи переключателя S1, а сопротивление регулируется плавно при помощи переменного резистора R2.

Принципиальная схема генератора импульсов 1Hz - 10KHz на микросхеме 4011

Рис. 1. Принципиальная схема генератора импульсов 1Hz - 10KHz на микросхеме 4011.

Два других элемента микросхемы D1.3 и D1.4 служат только для исключения влияния выходных цепей на работу мультивибратора (ну, нужно же было нейти им применение). Амплитуда импульсов, а вернее, логический уровень, регулируется при помощи регулируемого стабилизатора напряжения питания на микросхеме А1.

При помощи этого стабилизатора напряжение питания микросхемы D1 регулируется в пределах от 3 до 16 V. Соответственно, и параметры выходного импульсного сигнала будут соответствовать логическим уровням при данном напряжении питания. Налаживание заключается в градуировке шкал сделанных вокруг переменных резисторов R2 и R4. Желательно чтобы эти резисторы были с линейным законом регулировки сопротивления.

При работе с прибором следует учесть, что с изменением логического уровня (напряжения питания микросхемы] несколько меняется и частота выходных импульсов.

Печатная плата

Монтаж выполнен на печатной плате, схема которой показана на рисунке выше. На рисунке печатных проводников дорожки показаны схематически, реально они шире.

Печатная плата для схемы генератора импульсов

Рис. 2. Печатная плата для схемы генератора импульсов.

Сначала несмываемым маркером рисуют точки пайки, а потом их соединяют между собой линиями. Как точки пайки, так и линии могут быть на много шире, чем на этом рисунке, важно только чтобы они не сливались между собой. После, плату травят в растворе хлорного железа.

Промывают бензином или спиртом чтобы смыть краску несмываемого маркера. После высыхания сверлят отверстия и переходят в монтажу.

Снегирев И. РК-12-17.

1 1040 Генераторы
генератор сигналов генератор импульсов тактовый генератор
Комментарии (11):
#1 Игорь Ноябрь 01 2018
0

1. " Желательно чтобы регулировки сопротивления." - чего желательно-то?
2. Ёмкости кондёров всё-таки в мкФ или мФ? "Чайник" может не додуматься.
С уважением, чайник.

#2 root Ноябрь 01 2018
0

Игорь, 1 - исправлено, 2 - на схеме под обозначением "м" подразумевается микроФарад (мкФ). Конденсатор С5 - электролитический, полярный, остальные - слюдяные или пленочные, неполярные. Параллельно С5, для фильтрации питания, желательно включить дополнительный конденсатор на 0,1мкФ.

#3 Игорь Ноябрь 10 2018
0

как его посмотреть на осциллографе? Через 50 омный тракт можно или только через мегоомный? Может что на выход повесить? Я вижу импульсы на RIGOL в 1 Мом через насадку 10:1. Однако в диапазоне 1-10 Гц большие искажения.

#4 Seawar Ноябрь 11 2018
0

50 Ом посадят сигнал в ноль. Чтоб видеть НЧ сигнал без искажений, включите вход осциллографа в режим отображения постоянного напряжения.

#5 Игорь Ноябрь 12 2018
0

это я уже понял.. благодарю вас.. было бы не плохо подсказать дальнейшую схему для этого генератора.. В частности, С-L-C фильтр частот с частотой среза 2,29 кГц как правильно подключить? Катушка 11 мкГн, ёмкости по 330 мкФ. Нет, просто интересно....

#6 Seawar Ноябрь 12 2018
0

Конденсатор 330 мкф имеет сопротивление на килогерцовьіх частотах доли ома. Сигнал сядет в ноль, Расчитьівайте фильтр на характеристическое сопротивление порядка единиц килоом. И если Вам нужен генератор синусоидальньіх сигналов, вьіберите другую схему. Єто - мультивибратор, генератор прямоугольньіх импульсов.

#7 Игорь Ноябрь 13 2018
0

А как определить входное сопротивление этого генератора?

#8 Seawar Ноябрь 13 2018
0

Для генератора имеет смысл понятие вЫходного сопротивления. Но это для аналоговой техники. А для цифровой.. Смотрите документацию на микросхему 561ЛЕ5. Скорее всего, вы найдете там или допустимый выходной ток, или минимально допустимое сопротивление нагрузки.

#9 Игорь Ноябрь 14 2018
0

Спасибо. Посмотрю. У меня 561ЛА7. Из схемы толком не понять, что всё-таки там "стоит". Или разницы нет?

#10 Seawar Ноябрь 14 2018
0

Разницьі нет, что ле5, что ла7, вентили используются как инверторьі.

#11 Александр Компромистер Ноябрь 15 2018
0

Строил на К561ЛЕ5 и на К176ЛА7: разницы не ощутил.

Написать комментарий:

cashback