Obvod stupňovitého generátoru napětí

Generátor stupňovitého napětí je elektronický obvod navržený pro generování sekvenčně stupňovitého napěťového průběhu, který se podobá sinusovému vzhledu, ale má stupňovitý vzor napětí postupně stoupající nahoru k vrcholu a poté postupně sestupující dolů se stejnými kroky směrem k vedení 0V k dokončení cyklus průběhu.

Jak obvod funguje

Na obrázku níže je ukázána užitečná aplikace dvoustranného přepínače IC 4066. V tomto obvodu je 4066 (U1) nakonfigurován k provádění sekvenčního přepínání, aby se generoval jednotný stupňovitý průběh, jak je znázorněno na následujícím obrázku. Jak bylo prokázáno, křivka generátoru se skládá ze 3 kroků nahoru a 3 dolů v krocích po 1 V.

Spouštění interních přepínačů 4066 je řízeno a Počítadlo / rozdělovač dekády 4017 (U2) a 567 tónový dekodér nastaven jako generátor čtvercových vln poskytuje požadované hodinové impulsy pro IC 4017.

4017 je nastaven tak, aby počítal od 0 do 5 (0-1-2-3-4-5) postupně a resetoval se na náběžné hraně sedmého kroku připojením kolíku 5 (výstup 6) U2 k kolíku 15 (reset) .

Jakmile se výstup 6 (pin 5 na U2) zvýší, resetovací svorka U2 tlačí výstup 0 (pin 3), aby se otočil z nízké na vysokou, čímž zahájí vzor znovu.

Vysoký výstup pin-3 (výstup 0) U2 je dán ovládacímu kolíku 1. spínače U1, jeho zapnutí a následnému připojení křižovatky R4 a R5 s výstupní sběrnicí.

Tím se nastaví první krok s úrovní jednoho voltu. S následujícím hodinovým impulzem z 567 generuje 4017 vysoký výstup na pinu 2, který je aplikován přes D4 na další ovládací spínač na pinu 5 a zapíná jej.

Tím se propojí R3, R4 s výstupní sběrnicí. Druhý krok představuje 2-voltový výstup. U následného impulzu získaného pomocí U3 se pin 4 U2 otočí vysoko, což vyvolá aktivaci 3. spínače (v U1), který reaguje na generování 3-voltového výstupu určeného pro krok 3.

Čtvrtý pulz přicházející z U3 má za následek, že se pin 7 zvýší, zapne úplně poslední spínač a vytvoří tak 4-voltový výstup pro krok 4.

Pátý pulz napájí špičku 10 od U2, která se přes D4 přesouvá na řídicí vstup 3. spínače, zapíná ho (podruhé) a poskytuje 3V výstup do 5. kroku.

U následujících hodinových impulzů je spínač připojený k pinu 6 U1 ještě jednou aktivován a generuje 2-voltový výstup pro krok 6. Brzy po provedení kroku šest se čítač resetuje a začíná zpět od začátku zapnutím prvního přepínač pro krok 1.

Každý krok tvaru vlny lze uspořádat pro jakékoli napětí přímo od nuly do 100% napájecího napětí pomocí specifických děličů napětí pro každý krok. Navíc může být výstup generátoru vyrovnáván, aby dodával adekvátní napěťové a proudové výstupy, aby poskytoval rostoucí napětí nebo proud pro sledovač polovodičové křivky.

Další jednoduchý obvod stupňovitého generátoru napětí

Další návrh níže je ještě jednodušší, protože využívá pouze několik integrovaných obvodů pro vytvoření požadované stupňovité křivky.

Návrh je však implementován v manuálním režimu, kde se postupné kroky tvaru vlny vyvíjejí klepnutím na tlačítko S1 při konkrétní časované rychlosti. Každé stisknutí způsobí, že se výstup IC 4017 posune z kolíku 3 nahoru, k kolíku 11.

V tomto procesu se na společných koncích rezistorů vyvíjí postupně vzestupné a sestupné stupňovité napětí v důsledku účinku měnícího se děliče potenciálu vytvořeného interakcí posunující se logiky IC 4017 napříč rezistory R2 --- R10 a zemí odpor R13.

Vzhledem k tomu, že společné spojené konce rezistorů jsou společně napájeny na základnu stupně BJT společného emitoru, stupňovité napětí se replikuje na emitoru Tranzistor 2N2222 s vyšší úrovní proudu, kterou lze integrovat do libovolného vhodného stupně externího obvodu pro požadované provedení.

Ručně ovládaný spínač lze nahradit automatickým oscilátorovým stupněm, jak je uvedeno v následujícím příkladu, který ukazuje implementaci výše uvedeného stupňovitého generátoru napětí v obvodu simulátoru efektu policejní lampy.

Aplikace

Pro tento okruh najdete celou řadu aplikací. Generátor krokových vln by mohl být implementován tak, aby produkoval četná progresivní napětí pro zkoumání bodu zapnutí / vypnutí mnoha jednotek CMOS. Lze jej účinně použít k výrobě efektivní sinusové vlny střídače a převaděče.