Jednoduchý generátor obdélníkových vln

Pro testování a nastavení různých zesilovačů, včetně zesilovačů 3H, je užitečné použít generátor obdélníkových impulsů. Obvykle jsou takové generátory vyrobeny podle schématu symetrického multivibrátoru na dvou bipolárních tranzistorech stejné struktury a se dvěma obvody pro nastavení frekvence. Jednodušší generátor je však možné sestavit na dva tranzistory různé struktury (viz obrázek) s jedním obvodem pro nastavení frekvence.

Generátor funguje takto. Při přivedení napájecího napětí (není nabitý kondenzátor C1) se tranzistor VT1 mírně otevře proudem protékajícím předpětím R1. Kolektorový proud tohoto tranzistoru je základem pro VT2 a otevírá jej. Rostoucí napětí na kolektorovém zatížení posledně jmenovaného prostřednictvím řetězce C1R2 otevírá tranzistor VT1 ještě více, v důsledku toho dochází k lavinovitému procesu otevírání obou tranzistorů - tvoří se přední část obdélníkového impulsu.

Doba trvání vrcholu impulsu je určena dobou trvání nabíjení kondenzátoru C1 přes rezistor R2. Jak se tento kondenzátor nabíjí, proud báze tranzistoru VT1 klesá a nastává okamžik, kdy dojde k lavinovému procesu uzavírání obou tranzistorů. Na zátěži se vytvoří záporný úbytek napětí - pokles pulsu. Doba pauzy mezi impulsy je určena dobou trvání vybíjení kondenzátoru C1 proudem protékajícím odpory R1 a R2. Poté se proces opakuje.

Činnost generátoru lze vysvětlit různě. Dvoustupňový zesilovač je pokryt obvodem s kladnou zpětnou vazbou (prvky R2C1) a současně přiveden do lineárního režimu tranzistoru VT1 aplikací předpětí na jeho bázi přes odpor R1. Proto vznikají relaxační oscilace. Pro stabilizaci provozu generátoru je každý stupeň pokryt obvodem OOS - v prvním stupni je malý a provádí se přes rezistor R1 a ve druhém stupni je rezistor R5 připojen k emitorovému obvodu tranzistor VT2.

Generátor pracuje stabilně při napájecím napětí 1,5 až 12 V, přičemž odběr proudu je od 0,15 do miliampérů. Amplituda výstupních impulsů na „Výstupu 1“ je o něco vyšší než polovina napájecího napětí a na „Výstupu 2“ je asi 10x menší. Na přání můžete provést další krok dělení (1/100) přidáním rezistoru s odporem 240 m mezi spodní výstup rezistoru R4 podle obvodu a společný vodič.

Při jmenovitých hodnotách dílů uvedených na schématu a při napájecím napětí 2,5 V byl spotřebovaný proud 0,2 mA, frekvence pulzů byla 1000 Hz, pracovní cyklus byl 2 (meandr), amplituda pulzu na "Výstup 1" byl 1 V.

Samozřejmě u takto jednoduchého generátoru parametry signálu znatelně závisí na napětí napájecího zdroje. Proto by měl být generátor naladěn na napětí, při kterém bude používán. V nepřítomnosti generování se zvolí rezistor R1 a případně R5. Pracovní cyklus impulsů se nastavuje volbou odporu R2.

Jednou z možných aplikací generátoru je jako zábleskový světelný maják např. u hlídacího psa. Poté se v sérii s rezistorem R5 zapne LED nebo miniaturní žárovka a použije se kondenzátor s kapacitou až zlomků mikrofaradu, takže generovací frekvence je 0,5 ... 1 Hz. Chcete-li získat požadovaný jas kontrolky, můžete nainstalovat odpory R3, R5 s nižším odporem a vyloučit R4 jako zbytečné.

Technika měření

Stabilní generátor obdélníkových vln

Generátory hodin (GTI) jsou jakýmsi hnacím mechanismem ve většině složitých digitálních obvodů. Na výstupu GTI se tvoří elektrické impulsy opakující se s určitou frekvencí. Nejčastěji mají obdélníkový tvar. Na základě těchto oscilací se synchronizuje činnost všech digitálních mikroobvodů obsažených v zařízení. V jednom cyklu je provedena jedna atomová operace (tj. nedělitelná, taková, která nemůže být provedena nebo není provedena částečně).

Napěťové impulsy lze generovat s různou mírou přesnosti a stability. Ale čím je obvod náročnější na budicí frekvenci, tím přesnější a stabilnější by měl být generátor.

Nejčastější:

1.Klasické (analogové) generátory. Jsou snadno sestavitelné, ale mají špatnou stabilitu nebo generují ne zcela čtvercové pulsy. Jako nejjednodušší příklad lze uvést LC obvody nebo obvody na nich založené.

2. Křemen (na bázi krystalů křemene). Křemen zde působí jako vysoce selektivní filtr. Obvod se vyznačuje vysokou mírou stability a snadnou montáží.

3.Založeno na programovatelných integrovaných obvodech (jako je Arduino). Roztoky také tvoří stabilní pulzy, ale na rozdíl od křemenných je lze řídit ve specifikovaných rozsazích a tvoří několik referenčních frekvencí najednou.

4. Autogenerátory. Jde o řízená GTI, která pracují především s moderními procesory a nejčastěji jsou integrována přímo do čipu.

Pro roli stabilních generátorů obdélníkových vln v obvodech jsou tedy vhodné následující:

• Křemen
• A programovatelné (na základě programovatelných mikroobvodů).

Samostatně stojí za zmínku obvody klasických jednoduchých a multivibrátorů pracujících s využitím logických prvků. Tuto třídu GTI lze rozhodně použít v digitálních obvodech, protože je schopna generovat stabilní frekvenci.

Vysoce stabilní krystalový oscilátor

Jeden z příkladů implementace.

Rýže. 1. Obvod krystalového oscilátoru

Obvod je založen na quartzovém rezonátoru a CMOS invertoru na principu Pierceova generátoru.

Za zvýšení stability jsou zodpovědné větší kondenzátory Ca a Cb.

Multivibrátory založené na logických prvcích

Nejjednodušší obvod multivibrátoru vypadá takto.

Rýže. 2. Multivibrační obvod

Ve skutečnosti se jedná o oscilační obvod založený na kondenzátorech a odporech. Logické prvky umožňují odříznout hladké čela nárůstu a poklesu napětí během nabíjení / vybíjení kondenzátoru v oscilačním obvodu.

Graf generování stresu bude vypadat takto.

Rýže. 3. Graf vzniku napětí

Kondenzátor C1 je zodpovědný za dobu trvání impulsu a kondenzátor C2 je zodpovědný za pauzu mezi impulsy. Strmost čela závisí na době odezvy logického prvku.

Uvedené schéma má jednu nevýhodu - je možný režim samobuzení.

Pro eliminaci tohoto efektu je použit další přídavný logický prvek (viz schéma níže - LE3).

Rýže. 4. C multivibrační obvod

Oscilátory na operačních zesilovačích

Stejný oscilační obvod, ale s integrací operačního zesilovače, bude vypadat takto.

Rýže. 5. Schéma oscilačního obvodu

Rýže. 6. Graf vzniku pulsů na jeho výstupu

Výše zmíněný obvod generuje impulsy, jejichž čas se rovná době pauzy, což by nemělo být vždy.

Asymetrii lze zavést do generační frekvence následujícím způsobem.

Rýže. 7. Obvod pulzního generátoru

Zde je doba pulsů a pauzy mezi nimi určeny různými hodnotami rezistoru.

Generátor založený na NE555

Čip NE555 je univerzální časovač schopný pracovat v režimu více vibrací nebo jednoho vibrátoru.

Existuje mnoho analogů tohoto mikroobvodu: 1006VI1, UPC617C, ICM7555 atd.

Jednu z jednoduchých možností, jak postavit stabilní obdélníkové pulzní generátory s možností nastavení frekvence, můžete vidět níže.

Rýže. 8. Varianta schématu generátoru stabilních obdélníkových impulsů

Zde jsou v obvodu zahrnuty různé kondenzátory (C1, C2, C3, může jich být více) a trimry (R2, R3 a R4 jsou zodpovědné za úroveň výstupního proudu).

Vzorec pro výpočet frekvence je následující.

Generátor založený na Arduinu se budeme zabývat v samostatném článku.

Datum publikace: 07.01.2018

Názory čtenářů

• vitaly / 23.11.2018 - 17:11
  dostupný

Pulzní generátory se používají v mnoha radiotechnických zařízeních (elektronické měřiče, časová relé), používají se při nastavování číslicové techniky. Frekvenční rozsah takových generátorů může být od několika Hz do mnoha megahertzů. Zde jsou jednoduché oscilační obvody, včetně těch, které jsou založeny na digitálních "logických" prvcích, které jsou široce používány ve složitějších obvodech jako uzly pro nastavení frekvence, spínače, zdroje příkladných signálů a zvuků.

Na Obr. 1 ukazuje schéma oscilátoru, který po stisknutí tlačítka S1 generuje jednotlivé obdélníkové impulsy (tedy nejde o autogenerátor, jehož schémata jsou uvedena níže). Na logických prvcích DD1.1 a DD1.2 je namontován RS-spouštěč, který zabraňuje pronikání odskokových impulzů kontaktů tlačítka do počítacího zařízení. V poloze kontaktů tlačítka S1 znázorněné na obrázku bude mít výstup 1 vysoké napětí, výstup 2 nízké napětí; při stisku tlačítka - naopak. Tento generátor je vhodné použít při kontrole výkonu různých čítačů.

Na Obr. 2 znázorňuje schéma nejjednoduššího generátoru impulsů na elektromagnetickém relé. Po připojení napájení se kondenzátor C1 nabije přes odpor R1 a relé se aktivuje, čímž se vypne napájení pomocí kontaktů K 1.1. Relé se ale neuvolní okamžitě, protože jeho vinutím bude nějakou dobu protékat proud v důsledku energie akumulované kondenzátorem C1. Když se kontakty K 1.1 opět sepnou, kondenzátor se začne znovu nabíjet - cyklus se opakuje.

Frekvence spínání elektromagnetického relé závisí na jeho parametrech a také na hodnotách kondenzátoru C1 a rezistoru R1. Při použití relé RES-15 (passport RS4.591.004) dochází k přepínání přibližně jednou za sekundu. Takový generátor lze použít například ke spínání girland na vánočním stromku, k získání dalších světelných efektů. Jeho nevýhodou je nutnost použití velkého kondenzátoru.

Na Obr. 3 ukazuje schéma dalšího generátoru na elektromagnetickém relé, jehož princip činnosti je podobný předchozímu generátoru, ale poskytuje frekvenci impulsů 1 Hz s kapacitou kondenzátoru 10x menší. Po připojení napájení se kondenzátor C1 nabíjí přes odpor R1. Po nějaké době se otevře zenerova dioda VD1 a relé K1 bude fungovat. Kondenzátor se začne vybíjet přes odpor R2 a vstupní odpor kompozitního tranzistoru VT1VT2. Brzy se relé uvolní a začne nový cyklus generátoru. Zařazení tranzistorů VT1 a VT2 podle obvodu kompozitního tranzistoru zvyšuje vstupní impedanci kaskády. Relé K 1 může být stejné jako u předchozího zařízení. Ale můžete použít RES-9 (pas RS4.524.201) nebo jakékoli jiné relé, které pracuje při napětí 15 ... 17 V a proudu 20 ... 50 mA.

V pulzním generátoru, jehož obvod je znázorněn na obr. 4 jsou použity logické prvky mikroobvodu DD1 a tranzistor VT1 s efektem pole. Při změně hodnot kondenzátoru C1 a rezistorů R2 a R3 jsou generovány impulsy s frekvencí 0,1 Hz až 1 MHz. Tak široký rozsah byl získán použitím tranzistoru s efektem pole, který umožnil použití rezistorů R2 a R3 s odporem několika megaohmů. Pomocí těchto rezistorů můžete změnit pracovní cyklus impulsů: rezistor R2 nastavuje dobu trvání vysokého napětí na výstupu generátoru a rezistor R3 nastavuje dobu trvání nízkého napětí. Maximální kapacita kondenzátoru C1 závisí na jeho vlastním svodovém proudu. V tomto případě je to 1 ... 2 uF. Odpor rezistorů R2, R3 - 10 ... 15 MΩ. Tranzistor VT1 může být kterýkoli z řady KP302, KP303. Mikroobvod je K155LA3, jeho napájení je 5V stabilizované napětí. Můžete použít mikroobvody CMOS řady K561, K564, K176, jejichž napájení leží v rozmezí 3 ... 12 V, pinout těchto mikroobvodů je jiný a je uveden na konci článku.

Pokud máte čip CMOS (řada K176, K561), můžete sestavit generátor impulzů se širokým rozsahem bez použití tranzistoru s efektem pole. Schéma je znázorněno na Obr. 5. Pro usnadnění nastavení frekvence se kapacita kondenzátoru časovacího obvodu mění přepínačem S1. Frekvenční rozsah generovaný generátorem je 1...10 000 Hz. Mikroobvod - K561LN2.

Pokud potřebujete vysokou stabilitu generované frekvence, pak lze takový generátor vyrobit „křemenný“ - zapněte křemenný rezonátor na požadovanou frekvenci. Níže je uveden příklad krystalového oscilátoru 4,3 MHz:

Na Obr. 6 znázorňuje schéma pulzního generátoru s nastavitelným pracovním cyklem.

Pracovní cyklus - poměr periody opakování pulsů (T) k jejich trvání (t):

Pracovní cyklus vysokoúrovňových impulzů na výstupu logického prvku DD1.3, rezistoru R1 se může měnit od 1 do několika tisíc. V tomto případě se také mírně mění frekvence pulzů. Tranzistor VT1, pracující v režimu klíče, zesiluje výkonové impulsy.

Generátor, jehož obvod je znázorněn na obrázku níže, generuje pravoúhlé i pilovité pulsy. Hlavní oscilátor je vyroben na logických prvcích DD 1.1-DD1.3. Na kondenzátoru C2 a rezistoru R2 je sestaven diferenciační obvod, díky kterému se na výstupu logického prvku DD1.5 tvoří krátké kladné impulsy (dlouhé asi 1 μs). Nastavitelný stabilizátor proudu je vyroben na tranzistoru VT2 s efektem pole a proměnném rezistoru R4. Tento proud nabíjí kondenzátor C3, a napětí na něm lineárně roste. V okamžiku, kdy na bázi tranzistoru VT1 dorazí krátký kladný impuls, tranzistor VT1 se otevře a vybije kondenzátor C3. Na jeho deskách se tak vytvoří pilovité napětí. Rezistor R4 reguluje nabíjecí proud kondenzátoru a tím i strmost nárůstu pilového napětí a jeho amplitudy. Kondenzátory C1 a C3 se vybírají na základě požadované frekvence pulzů. Mikroobvod - K561LN2.

Digitální mikroobvody v generátorech jsou ve většině případů zaměnitelné a lze je použít ve stejném obvodu jako mikroobvody s prvky NAND a NOR nebo jednoduše invertory. Varianta takových náhrad je znázorněna na příkladu obrázku 5, kde byl použit mikroobvod s měniči K561LN2. Naprosto stejný obvod se zachováním všech parametrů lze sestavit jak na K561LA7, tak na K561LE5 (nebo řady K176, K564, K164), jak je uvedeno níže. Je pouze nutné dodržet pinout mikroobvodů, který se v mnoha případech dokonce shoduje.

Obdélníkové pulzní generátory se používají v mnoha radiotechnických zařízeních: elektronické čítače, hrací automaty, používají se při nastavování digitální techniky. Frekvenční rozsah takových generátorů může být od několika Hz do mnoha megahertzů.

Na Obr. 51 ukazuje schéma oscilátoru, který generuje jednotlivé obdélníkové impulsy, když je stisknuto tlačítko S1. Na logických prvcích D1.1 a D1.2 je namontován RS-spouštěč, který zabraňuje pronikání odrazových impulzů kontaktů tlačítka do počítacího zařízení. V poloze kontaktů tlačítka S1 znázorněné na obrázku bude mít výstup 1 vysoké napětí, výstup 2 nízké napětí; při stisku tlačítka - naopak. Tento generátor je vhodné použít při kontrole výkonu různých čítačů.

A na Obr. 52 ukazuje schéma nejjednoduššího pulzního generátoru na elektromagnetickém relé. Po připojení napájení se kondenzátor C1 nabije přes odpor R1 a relé se aktivuje, čímž se vypne napájení kontakty K1.1. Relé se ale neuvolní okamžitě, protože jeho vinutím bude nějakou dobu protékat proud v důsledku energie akumulované kondenzátorem C1. Když se kontakty K1.1 opět sepnou, kondenzátor se začne znovu nabíjet - cyklus se opakuje.

Frekvence spínání elektromagnetického relé závisí na jeho parametrech a také na hodnotách kondenzátoru C1 a rezistoru R1. Při použití relé RES-15 (pas RS4.591.004) dochází k přepínání přibližně 1krát za sekundu.

Takový generátor lze použít například ke spínání girland na vánočním stromku, k získání dalších světelných efektů. Jeho nevýhodou je nutnost použití velkého kondenzátoru.

Rýže. 51 Obvod generátoru jednoho pulzu

Rýže. 52 Schéma impulsního spínače na elektromagnetickém relé

Na Obr. 53 je schéma dalšího generátoru na elektromagnetickém relé, jehož princip činnosti je podobný předchozímu generátoru, ale chudší. Po připojení napájení se kondenzátor C1 nabíjí přes odpor R1. Poté peče pulzní frekvenci 1 Hz s kapacitou kondenzátoru desetkrát menší - na nějakou dobu se otevře zenerova dioda V1 a relé K1 bude fungovat. Kondenzátor se začne vybíjet přes odpor R2 a vstupní odpor kompozitního tranzistoru V2V3. Brzy se relé uvolní a začne nový cyklus generátoru. Zařazení tranzistorů V2 a V3 podle obvodu sledovače emitoru zvyšuje vstupní impedanci kaskády.

Rýže. 53. Schéma generátoru impulsů na tranzistoru a elektromagnetického relé

Obrázek 54. Generátor impulzů na logických prvcích a tranzistoru s efektem pole

Relé K1 může být stejné jako u předchozího zařízení. Ale můžete použít RES-9 (pas RS4.524.201) nebo jakékoli jiné relé, které pracuje při napětí 15 ... 17 V a při proudu 20 ... 50 mA.

V pulzním generátoru, jehož obvod je znázorněn na obr. 54, je použit logický čip Dl a tranzistor VI s efektem pole. Při změně hodnot kondenzátoru C1 a rezistorů R2 a S3 generuje impulsy o frekvenci 0,1 Hz až 1 MHz. Tak široký rozsah byl získán použitím tranzistoru s efektem pole, který umožnil použití rezistorů R2 a R3 s odporem několika megaohmů. Pomocí těchto rezistorů můžete změnit pracovní cyklus impulsů: rezistor R2 nastavuje dobu trvání vysokého potenciálu na výstupu generátoru a rezistor R3 nastavuje dobu trvání nízkého potenciálu. Maximální kapacita kondenzátoru C1 závisí na jeho vlastním svodovém proudu. V tomto případě je to 1 ... 2 uF. Odpory rezistorů R2, R3 mohou být 10 ... 15 MΩ. Tranzistor V1 může být kterýkoli z řady KP302, KP303.

Tento generátor je vhodné sestavit do pouzdra a používat jako samostatné zařízení pro nastavování digitálních zařízení.

Někdy je nutné postavit generátor, který generuje počet impulsů. Odpovídá číslu stisknutého tlačítka. Lze jej využít například při zakládání charakterografů nebo examinátorů, ve kterých každá odpověď odpovídá určitému počtu bodů. Schematický diagram takového generátoru číselných impulsů je znázorněn na Obr. 55.

Toto zařízení se skládá z pulzního generátoru, čítače a dekodéru. Generátor, který generuje obdélníkové impulsy s opakovací frekvencí asi 10 Hz, je namontován na logických prvcích D1.3, D1.4. Z výstupu prvku D1.4 jsou impulsy přiváděny do binárně-desítkového čítače sestaveného na čipu D2.

Rýže. 55. Schéma generátoru pulzních čísel (viz originál)

Čtyři výstupy tohoto čítače (piny 12, 9, 8 a 11) jsou připojeny ke vstupům čipu D3, což je dekodér se 4 vstupy a 16 výstupy. Když čítač běží, má jeden z výstupů dekodéru nízké napětí a číslo tohoto výstupu odpovídá dekadickému ekvivalentu binárního čísla dodávaného v binárním kódu na vstup dekodéru.

Když je napájecí napětí přivedeno na kolík 9 prvku D1.3, bude zde nízké napětí a impulsy z výstupu generátoru na vstup měřiče nejsou přijímány. Po stisknutí jednoho z tlačítek S1-S15 se kondenzátor C3 okamžitě nabije přes diodu V1 na vysoké napětí, na kolících 2 a 3 čipu D2 se v tuto chvíli objeví nízké napětí, které nastaví počítadlo na počítat vstupní impulsy. Současně je přes sepnutý kontakt stisknutého tlačítka přivedeno na vstup prvku D1.1 (vývod 2) vysoké napětí a na čítač jsou přiváděny impulsy. Když čítač běží, na výstupech dekodéru se postupně objevuje nízké napětí. Jakmile se objeví na výstupu, ke kterému je připojen levý (podle schématu) kontakt stisknutého tlačítka, zastaví se přívod impulsů na vstup čítače. Z pinu 11 prvku D1.4 se odebere počet impulsů odpovídající počtu stisknutého tlačítka. Pokud budete i nadále držet tlačítko stisknuté, pak se po chvíli kondenzátor C3 vybije přes odpor R2, čítač D2 se vynuluje a generátor vygeneruje novou sérii impulsů. Je zcela jasné, že stisknuté tlačítko nelze uvolnit před koncem série impulsů.

Tvarovač impulsů na prvcích D1.1 a D1.2, který je vyčkávacím multivibrátorem, zabraňuje pronikání impulsů vzniklých odskokem kontaktů tlačítka na vstup čítače.

Nastavení zařízení spočívá v nastavení požadované frekvence pulzů generátoru od jednotek hertzů až po desítky kilohertzů volbou odporu R1 a kondenzátoru C2.

Ve zde popsaných pulzních generátorech můžete použít odpory MLT-0,25, kondenzátory - K50-6. Tranzistory KT315B lze nahradit tranzistory z řady KT312, KT315, KT316. Diody - jakákoliv z řady D7, D9, D311. Tlačítka S1 - S15 typ P2K, KM1-G atd. Mikroobvody mohou být řady K133, K134, K136, K158.

Obdélníkové pulzní generátory se používají v mnoha radioamatérských zařízeních: elektronických měřičích, hracích automatech a nejvíce se používají při nastavování digitální technologie. Upozorňujeme na výběr obvodů a provedení generátorů obdélníkových impulsů

Amplituda generovaného signálu v takových generátorech je velmi stabilní a blízká napájecímu napětí. Ale tvar kmitů je velmi vzdálený sinusovému - signál je pulzní a doba trvání pulzů a pauz mezi nimi je snadno nastavitelná. Je snadné dát impulsům vzhled meandru, když se trvání impulsu rovná délce pauzy mezi nimi.

Hlavním a rozšířeným typem relaxačního oscilátoru je symetrický multivibrátor se dvěma tranzistory, jehož zapojení je znázorněno na obrázku níže. V něm jsou dva standardní zesilovací stupně na tranzistorech VT1 a VT2 zapojeny do sériového obvodu, to znamená, že výstup jednoho stupně je připojen ke vstupu druhého přes vazební kondenzátory C1 a C2. Určují také frekvenci generovaných kmitů F, přesněji jejich periodu T. Připomínám, že perioda a frekvence spolu souvisí jednoduchým vztahem

Pokud je obvod symetrický a jmenovité hodnoty dílů v obou stupních jsou stejné, pak má výstupní napětí tvar meandru.

Generátor funguje takto: ihned po zapnutí, zatímco kondenzátory C1 a C2 nejsou nabité, jsou tranzistory v „lineárním“ zesilovacím režimu, kdy je odpory R1 a R2 nastaven nízký základní proud, určuje kolektor proudu o W krát více a napětí na kolektorech je poněkud menší napájecí napětí v důsledku poklesu napětí na zatěžovacích rezistorech R3 a R4. V tomto případě jsou sebemenší změny kolektorového napětí (alespoň vlivem teplotních výkyvů) jednoho tranzistoru přenášeny přes kondenzátory C1 a C2 do základního obvodu druhého.

Předpokládejme, že kolektorové napětí VT1 mírně pokleslo. Tato změna se přenese přes kondenzátor C2 do základního obvodu VT2 a trochu jej uzamkne. Napětí kolektoru VT2 se zvyšuje a tato změna je přenášena kondenzátorem C1 na základnu VT1, otevírá se, jeho kolektorový proud se zvyšuje a napětí kolektoru se ještě více snižuje. Proces je lavinový a velmi rychlý.

Výsledkem je, že tranzistor VT1 je zcela otevřený, jeho kolektorové napětí nebude vyšší než 0,05 ... 0,1 V a VT2 je zcela uzavřeno a jeho kolektorové napětí se rovná napájecímu napětí. Nyní musíme počkat, až se dobijí kondenzátory C1 a C2 a tranzistor VT2 se mírně otevře proudem protékajícím předpětím R2. Lavinový proces půjde v opačném směru a povede k úplnému otevření tranzistoru VT2 a úplnému zablokování VT1. Nyní musíte počkat další půlperiodu, potřebnou k dobití kondenzátorů.

Doba dobíjení je určena napájecím napětím, proudem odpory Rl, R2 a kapacitou kondenzátorů Cl, C2. V tomto případě hovoří o „časové konstantě“ řetězců Rl, C1 a R2, C2, přibližně odpovídající periodě kmitání. Součin odporu v ohmech a kapacity ve faradech udává čas v sekundách. Pro hodnoty uvedené v diagramu na obrázku 1 (360 kΩ a 4700 pF) je časová konstanta asi 1,7 milisekundy, což znamená, že frekvence multivibrátoru bude ležet v audio rozsahu v řádu stovek hertzů. Frekvence se zvyšuje se zvýšením napájecího napětí a snížením jmenovitých hodnot Rl, C1 a R2, C2.

Popsaný generátor je velmi nenáročný: můžete v něm použít téměř jakékoli tranzistory a měnit hodnoty prvků v širokém rozsahu. K jeho výstupům lze připojit vysokoimpedanční telefony pro slyšení zvukových vibrací nebo dokonce reproduktor - dynamickou hlavu se snižovacím transformátorem, například předplatitelský vysílací reproduktor. Můžete si tak uspořádat například zvukový generátor pro učení morseovky. Telegrafní klíč je umístěn v napájecím obvodu v sérii s baterií.

Vzhledem k tomu, že dva výstupy protifázového multivibrátoru jsou v radioamatérské praxi potřeba jen zřídka, autor se rozhodl navrhnout jednodušší a ekonomičtější generátor obsahující méně prvků. Co se stalo, ukazuje následující obrázek. Jsou zde použity dva tranzistory s různými typy vodivosti - p-p-p a p-n-p. Otevírají se současně, kolektorový proud prvního tranzistoru slouží jako základní proud druhého.

Tranzistory společně tvoří také dvoustupňový zesilovač, krytý PIC prostřednictvím řetězce R2, C1. Při vypnutí tranzistorů klesne napětí na kolektoru VT2 (výstup 1 V) na nulu, tento pokles se přenese přes řetězec PIC do báze VT1 a zcela jej uzamkne. Když je kondenzátor C1 nabitý na cca 0,5 V na levé straně, tranzistor VT1 se mírně otevře, protéká jím proud, což způsobuje ještě větší proud v tranzistoru VT2; výstupní napětí se zvýší. Toto zvýšení se přenese do základny VT1, což způsobí, že se ještě více otevře. Nastává lavinový proces popsaný výše, který zcela odblokuje oba tranzistory. Po nějaké době, nutné k dobití C1, se tranzistor VT1 sepne, protože proud přes vysokohodnotný rezistor R1 nestačí k jeho úplnému otevření a lavinový proces se rozvine opačným směrem.

Pracovní cyklus generovaných pulsů, to znamená poměr trvání pulsu a pauzy, je regulován výběrem rezistorů R1 a R2 a frekvence oscilací - výběrem kapacity C1. Stabilní generace při zvoleném napájecím napětí je dosažena volbou rezistoru R5. Mohou také regulovat výstupní napětí v určitých mezích. Takže například s jmenovitými hodnotami uvedenými v diagramu a napájecím napětím 2,5 V (dvě alkalické diskové baterie) byla generační frekvence 1 kHz a výstupní napětí bylo přesně 1 V. Proud odebíraný z baterie se ukázal jako být asi 0,2 mA, což ukazuje na velmi vysokou účinnost generátoru.

Zatížení generátoru R3, R4 je provedeno ve formě děliče 10, takže lze odstranit i nižší signálové napětí, v tomto případě 0,1 V. Ještě nižší napětí (nastavitelné) je odstraněno z proměnného rezistoru R4 motor. Tato úprava může být užitečná, pokud potřebujete určit nebo porovnat citlivost telefonů, otestovat vysoce citlivý ULF přivedením malého signálu na jeho vstup a podobně. Pokud takové úlohy nejsou nastaveny, lze odpor R4 nahradit konstantním jedním nebo druhým děličem (0,01 V) přidáním dalšího odporu 27 Ohm zespodu.

Obdélníkový signál se strmými čely obsahuje široký rozsah frekvencí - kromě základní frekvence F také její liché harmonické 3F, 5F, 7F atd., až po radiofrekvenční rozsah. Generátor tedy může kontrolovat nejen zvuková zařízení, ale i rádiové přijímače. Amplituda harmonických s rostoucí frekvencí samozřejmě klesá, ale dostatečně citlivý přijímač umožňuje jejich poslech v celém rozsahu dlouhých a středních vln.

Je to prstenec dvou střídačů. Funkce prvního z nich jsou vykonávány tranzistorem VT2, na jehož vstupu je zapnut emitorový sledovač na tranzistoru VT1. To se provádí pro zvýšení vstupní impedance prvního měniče, což umožňuje generovat nízké frekvence s relativně malou kapacitou kondenzátoru C7. Na výstupu generátoru je zařazen prvek DD1.2, který funguje jako vyrovnávací prvek, který zlepšuje přizpůsobení výstupu generátoru testovanému obvodu.

Do série s časově nastavitelným kondenzátorem (požadovaná hodnota kapacity se volí přepínačem SA1) je zapojen rezistor R1, jehož změnou odporu je řízena výstupní frekvence generátoru. Pro nastavení pracovního cyklu výstupního signálu (poměr periody pulzu k jeho trvání) je do obvodu zaveden rezistor R2.

Zařízení generuje impulsy s kladnou polaritou s frekvencí 0,1 Hz ... 1 MHz a pracovním cyklem 2 ... 500. Frekvenční rozsah generátoru je rozdělen do 7 dílčích rozsahů: 0,1 ... 1, 1,10, 10 ... 100, 100 ...1000 Hz a 1...10, 10...100, 100...1000 kHz, které se nastavují přepínačem SA1.

Obvod může používat nízkovýkonové křemíkové tranzistory se ziskem minimálně 50 (například KT312, KT342 atd.), integrované obvody K155LNZ, K155LN5.

Generátor obdélníkových vln na mikrokontroléru v tomto obvodu bude skvělým doplňkem vaší domácí měřicí laboratoře.

Charakteristickým rysem tohoto oscilátorového obvodu je pevný počet frekvencí, přesněji 31. A lze jej použít v různých řešeních digitálních obvodů, kde je potřeba měnit frekvence oscilátoru automaticky nebo pomocí pěti přepínačů.

Volba konkrétní frekvence se provádí odesláním pětibitového binárního kódu na vstup mikrokontroléru.

Obvod je sestaven na jednom z nejběžnějších mikrokontrolérů Attiny2313. Frekvenční dělič s nastavitelným dělicím poměrem je zabudován v softwaru, využívající jako referenci frekvenci krystalového oscilátoru.