Circuit generator de tensiune treptată

Un generator de tensiune în trepte este un circuit electronic proiectat pentru a genera o formă de undă de tensiune în trepte secvențiale, care seamănă cu un aspect sinusoidal, dar are un model de tensiune în trepte care urcă secvențial în sus către vârf și apoi coboară secvențial în jos cu pași identici spre linia 0V pentru a finaliza un ciclul formei de undă.

Cum funcționează circuitul

Figura de mai jos prezintă o aplicație utilă a comutatorului bilateral IC 4066 quad. În acest circuit, 4066 (U1) este configurat pentru a efectua comutarea secvențială, pentru a genera o formă de undă în trepte uniformă, așa cum este indicat în figura următoare. Așa cum s-a demonstrat, forma de undă a generatorului constă în trepte de 3 în sus și 3 în jos prin trepte de 1V.

Declanșarea pentru comutatoarele interne 4066 este guvernată de un 4017 deceniu contor / divizor (U2) a Decodor 567 ton configurat ca un generator de unde pătrate oferă impulsurile de ceas necesare pentru IC 4017.

4017 este echipat pentru a conta de la 0 la 5 (0-1-2-3-4-5) secvențial și a reseta pe marginea ascendentă a celui de-al șaptelea pas prin cuplarea pinului 5 (ieșirea 6) a U2 la pinul 15 (resetare) .

De îndată ce ieșirea 6 (pinul 5 al U2) devine ridicată, terminalul de resetare al U2 împinge ieșirea 0 (pinul 3) pentru a răsuci de la cel mai mic la cel mare, începând modelul din nou.

Ieșirea mare pin-3 (ieșirea 0) a U2 este dată pinului de control al primului comutator U1, pornind-o și, prin urmare, conectând intersecția R4 și R5 cu magistrala de ieșire.

Aceasta setează primul pas cu un nivel de un volt. Cu următorul impuls de ceas de la 567, 4017 generează o ieșire ridicată la pinul 2, care se aplică prin D4 la o altă comandă de comutare la pinul 5, pornind-o.

Aceasta leagă R3, R4 de magistrala de ieșire. Al doilea pas constituie o ieșire de 2 volți. Pentru impulsul ulterior obținut prin U3, pinul 4 al lui U2 se înalță, evocând al treilea comutator (în U1) pentru activare, care răspunde la generarea unei ieșiri de 3 volți destinate etapei 3.

Al patrulea impuls care vine de la U3 are ca rezultat ca pinul 7 să devină mare, pornind ultimul comutator și creând astfel o ieșire de 4 volți pentru pasul 4.

Al cincilea impuls alimentează un maxim la pinul 10 al lui U2, care se deplasează prin intermediul D4 la intrarea de control a celui de-al treilea comutator, pornind-o (pentru a doua ocazie) și furnizând o ieșire de 3 volți la pasul 5.

Pentru impulsurile de ceas ulterioare, comutatorul atașat la pinul 6 al U1 este din nou activat, generând o ieșire de 2 volți pentru pasul 6. La scurt timp după ce pasul șase este realizat, contorul se resetează și începe din nou de la pornire pornind primul comutați pentru pasul 1.

Fiecare pas de formă de undă poate fi aranjat pentru orice tensiune de la zero la 100% tensiune de alimentare prin utilizarea separatoarelor de tensiune specifice pentru fiecare pas. În plus, ieșirea generatorului ar putea fi tamponată pentru a furniza ieșiri de tensiune și curent adecvate pentru a asigura o creștere a tensiunii sau alimentării cu curent pentru un trasor semiconductor de curbă.

Un alt circuit simplu al generatorului de tensiune în trepte

Următorul design de mai jos este chiar mai simplu de construit, deoarece folosește doar câteva IC-uri pentru crearea formei de undă treptată necesară.

Cu toate acestea, proiectarea este implementată într-un mod manual, în care etapele secvențiale ale formei de undă sunt dezvoltate prin atingerea butonului S1 la o rată specifică temporizată. Fiecare apăsare determină ieșirea IC 4017 să se deplaseze de la pinul 3 în sus, către pinul 11.

În acest proces, capetele comune ale rezistențelor se întâmplă să dezvolte o tensiune treptată ascendentă și descendentă, datorită efectului divizorului de potențial variabil format de interacțiunea logicii IC 4017 deplasate pe rezistențele R2 --- R10 și sol rezistor R13.

Deoarece capetele comune unite ale rezistențelor sunt alimentate împreună la baza unui stadiu BJT cu emițător comun, tensiunea în trepte este replicată la emițătorul 2N2222 tranzistor cu un nivel de curent mai mare, care poate fi integrat cu orice etapă de circuit extern adecvată pentru o execuție dorită.

Comutatorul comandat manual poate fi înlocuit cu o treaptă de oscilator automat așa cum este indicat în exemplul următor, care arată implementarea generatorului de tensiune treptată de mai sus într-un circuit de simulare a efectului lămpii de poliție.

Aplicații

Veți găsi o varietate de aplicații pentru acest circuit. Generatorul de forme de undă pas cu pas ar putea fi implementat pentru a produce numeroase tensiuni progresive pentru examinarea punctului de comutare on / off al multor unități CMOS. Poate fi utilizat în mod eficient pentru realizarea unei unde sinusoidale eficiente invertoare și convertoare.