Таймер типа NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1), несмотря на то, что с момента его появления на рынке прошло много лет, до сих пор производится и используется во многих электронных устройствах. Он является прекрасным примером того, что хорошие идеи никогда не стареют.
Как работает схема генератора сигналов
Используя интегральный таймер, Вы можете легко сконструировать генератор нескольких типов стандартных сигналов, который может работать как генератор функций. Ограничением является возможность работы только с одной заранее выбранной частотой, но преимуществом является невероятно простая схема устройства. Его принципиальная схема представлена на рисунке ниже.
Микросхема U1 генерирует прямоугольный сигнал с заполнением примерно 50%. Частота генерируемого сигнала зависит от номиналов элементов, подключенных к таймеру, то есть C1, R1 и R2. Эту частоту можно рассчитать по следующей формуле:
f=1,44/(R2+2⋅R1) ⋅ C1, при этом частота f выражается в герцах, сопротивление R выражается в омах, емкость C выражается в фарадах.
Используя элементы со значениями, указанными на схеме, на выходе 3 U1 мы получаем прямоугольный сигнал с частотой, близкой к 1кГц. Затем он преобразуется в сигналы другой формы в последующих RC-цепях.
Сначала на стыке резистора R6 и конденсатора С3 получается пилообразный сигнал. После прохождения следующего звена R7 и C4 форма волны близка к треугольной. Этот импульс поступает на схему интегратора, построенную на транзисторе Т1. На коллекторе транзистора сигнал принимает форму синусоидальной волны.
Только что описанные сигналы подаются на входы микросхемы U2, представляющей собой аналоговый мультиплексор. Схема подает один из сигналов на вывод 3 U2 в зависимости от логического уровня на управляющих входах А и В. Поскольку на обоих входах присутствует потенциал, близкий уровню питания, на выходе микросхемы появится сигнал прямоугольной формы.
Резисторы R9 и R10 обеспечивают это состояние. При замыкании управляющего входа А на корпус на выходе появится пилообразный сигнал, замыкание входа В на землю приведет к появлению сигнала треугольника, а после замыкания обоих управляющих входов на землю на выходе появится стандартный синусоидальный сигнал.
Выход 3 микросхемы U2 подключен к эмиттерному повторителю Т2. Амплитуда выходного сигнала задается потенциометром P1. Его уровень также будет зависеть от типа сигнала, подаваемого на выход генератора, а также от значения напряжения питания. При указанном на схеме питании система генерирует напряжение от 5 В до 10 В. Благодаря малому току потребления (около 10 мА), генератор может питаться от аккумулятора напряжением 9 В.
Как указывалось ранее, рабочая частота генератора постоянна. Однако она может отличаться от 1 кГц, но в таком случае следует корректировать значения как элементов, подключенных к микросхеме NE555 (C1, R1, R2), так и значения элементов, формирующих результирующие сигналы.
Перечень элементов генератора функций
Для облегчения сборки устройства своими руками представим полный список его элементов.
РЕЗИСТОРЫ:
- R1 — 15 кОм;
- R2…R4 — 1 кОм;
- R5 — 4,7 кОм;
- R6…R10 — 10 кОм;
- R11 — 1 МОм;
- R12, R13 — 100 кОм;
- P1 — 47 кОм.
КОНДЕНСАТОРЫ:
- C1…C4 — 47 нФ;
- C5, C6 — 10 нФ;
- C7, C8 — 1 мкФ/16 В;
- C9 — 100 нФ.
ПОЛУПРОВОДНИКИ:
- U1 — NE555;
- U2 — 4052;
- Т1, Т2 — BC547;
- D1 — 1N4007.
В следующем видео можно посмотреть, как работает генератор функций на практике.
Loading...
