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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Geradores de sinais em chips CMOS. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante Os osciladores CMOS são populares entre os radioamadores. Eles são usados no projeto de instrumentos de medição, geradores de frequência de áudio, sondas para verificar a integridade dos elementos de rádio e cascatas de equipamentos de rádio. Este artigo descreve três variantes de tais geradores, que podem ser feitos na forma de sondas para verificação e ajuste de componentes de baixa e alta frequência de vários equipamentos. Normalmente, ao projetar sondas e calibradores, são usados geradores de pulsos curtos que produzem um sinal com um espectro amplo e uniforme. Esse sinal permite verificar rapidamente as cascatas do equipamento de rádio, tanto de baixa frequência (LF) quanto de alta frequência (HF). Além disso, quanto menor a duração do pulso, melhor - o espectro é mais amplo e uniforme. Como regra, esses geradores consistem em dois componentes principais: o próprio gerador de pulso retangular e o modelador de pulso curto. Enquanto isso, você pode prescindir de um shaper especial, pois já está disponível no elemento lógico do microcircuito CMOS. Considere, por exemplo, o circuito de sonda mostrado na Fig. 1. Este é um gerador RC bem conhecido, operando neste caso a uma frequência de cerca de 1000 Hz (depende das classificações das peças R1, C1). Um sinal retangular de baixa frequência vem da saída do elemento DD1.2 (pino 4) através do circuito R2C3 para o resistor variável R4 - eles ajustam suavemente a amplitude do sinal fornecido ao nó em teste.
A saída de um sinal de alta frequência (pulsos curtos) é um tanto incomum - o sinal é obtido de um resistor variável R3 incluído no circuito de alimentação do microcircuito. Ao mover o controle deslizante desse resistor, o nível do sinal de saída de alta frequência é ajustado suavemente. Vamos considerar o princípio de operação de tal shaper de acordo com um circuito simplificado de um elemento lógico da estrutura CMOS (Fig. 2). Sua base são dois transistores de efeito de campo conectados em série com uma porta isolada e diferentes tipos de condutividade de canal.
Se um resistor R1 for conectado em série com os transistores e pulsos retangulares U1 forem aplicados à entrada do elemento, acontecerá o seguinte (Fig. 3).
Devido ao fato de que a duração da frente do pulso não pode ser infinitamente pequena, e também devido à inércia dos transistores, no momento da ação da frente, chegará um momento em que ambos os transistores estarão em estado aberto. Através deles fluirá a chamada corrente de passagem, cujo valor pode variar de unidades a dezenas de miliamperes, dependendo do tipo de microcircuito e da tensão da fonte de alimentação. O resistor gerará pulsos de tensão curtos U2. Além disso, tanto no momento da ação da frente quanto na recessão. Em outras palavras, haverá uma duplicação da frequência dos pulsos iniciais. A resistência do resistor não deve ser grande para evitar a interrupção da operação dos elementos do microcircuito. Isso significa que uma carga de baixa resistência com uma resistência de 50...75 Ohm pode ser conectada à saída de alta frequência. Para o gerador considerado, a amplitude máxima dos pulsos na saída de alta frequência é de 100 ... 150 mV e a corrente consumida da fonte de alimentação não excede 1,6 mA. O gerador é projetado para uso em amplificadores 3H, alto-falantes de três programas, receptores de rádio nas bandas DV e MW. 4.
É construído de acordo com o princípio descrito acima, mas o gerador opera na frequência de 1 MHz. Pulsos curtos de tensão de alta frequência são formados no resistor R3 e alimentados através do capacitor C3 para as cascatas testadas. A dependência da amplitude dos harmônicos na frequência é mostrada na fig. 5 - diminui de 20 mV na frequência de 1 MHz para 12 μb na frequência de 80 MHz. o que na maioria dos casos é suficiente para completar a tarefa enfrentada pela sonda. A frequência de geração é definida com precisão selecionando os capacitores C1 e C2. Da fonte de energia, o gerador consome uma corrente de cerca de 5 mA.
Não é difícil montar um gerador combinado em um chip CMOS - uma combinação dos dois designs descritos (Fig. 6). Ele também contém duas saídas e os modos de operação são definidos pela chave SA1.
Na posição inferior do contato móvel da chave de acordo com o diagrama, apenas o gerador LF funciona, portanto, haverá pulsos retangulares na saída LF e pulsos curtos com largura de espectro de até 1,5 MHz na saída HF. Na posição intermediária, apenas um oscilador de quartzo funciona e a saída de RF terá um sinal com largura de espectro de até 80 MHz. Ao mesmo tempo, não há nenhum sinal na saída LF. Se o contato móvel da chave for movido para a posição superior, ambos os geradores serão ligados e o de quartzo será modulado pelo sinal do gerador de baixa frequência. Com um alto fator de qualidade do ressonador de quartzo, o gerador de HF pode ser mal modulado pelo sinal do gerador de LF. Nesse caso, você precisa desconectar o pino 5 do elemento DD1.3 do switch e conectá-lo ao pino 6, e conectar o fio ao switch do pino 8 (ele é desconectado dos pinos 4 e 9 e do resistor R5). O design de todos os geradores de sonda pode ser qualquer, mas para sua operação estável, as conexões entre as partes devem ser as mais curtas possíveis. Autor: I. Nechaev, Kursk
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