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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Geradores no temporizador KR1006VI1. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador A revista "Radio" publicou repetidamente descrições de vários instrumentos e dispositivos que utilizam um microcircuito - o temporizador KR1006VI1. Na maioria deles, ele é conectado segundo um circuito próximo ao padrão, projetado para gerar pulsos retangulares. O autor deste artigo, tentando ampliar o escopo do temporizador, oferece aos leitores diversos circuitos geradores novos e pouco conhecidos baseados no KR1006VI1. Primeiramente, vejamos o funcionamento de um gerador simples montado de acordo com um circuito bem conhecido (Fig. 1). O gerador produz pulsos retangulares com ciclo de trabalho de dois. O período de oscilação está relacionado aos valores do resistor R1 e do capacitor C1 pela razão T = 1,4R1.C1.
Quando a energia é ligada, o capacitor C1 começa a carregar através do resistor R1 e abre o transistor VT1. Quando a tensão no capacitor atingir 2Upit/3, a tensão na saída (pino 3) do temporizador DA1 diminuirá para zero e ao mesmo tempo o transistor interno do temporizador abrirá, conectando sua saída de coletor aberto (pino 7 ) ao fio comum (doravante, por questões de brevidade, chamaremos de saída um coletor aberto de “saída com OK”). Nesse caso, o transistor VT1 fechará, pois a tensão na base ficará quase igual a zero. O capacitor agora é descarregado através do resistor R1 e do diodo VD1. Quando a tensão no capacitor diminuir para tensão Upit/3, o transistor interno do temporizador fechará e o ciclo de operação do gerador se repetirá. Assim, o capacitor C1 é carregado e descarregado através do mesmo resistor R1, que determina as constantes de tempo de carga e descarga. Portanto, o ciclo de trabalho dos pulsos de saída é muito próximo de dois. Mais precisamente, o ciclo de trabalho dos pulsos pode ser definido selecionando o resistor R2. Na Fig. A Figura 2 mostra um diagrama de outro gerador de pulsos retangulares do tipo “meandro”, cuja frequência de repetição pode ser ajustada por um resistor variável R2, e o ciclo de trabalho permanece constante.
Imediatamente após ligar a energia, um alto nível de tensão é definido na saída do temporizador, pois o capacitor C1 ainda não está carregado e a tensão na entrada S do microcircuito está abaixo do nível limite (igual a 2Upit/3) . A corrente de coletor do transistor aberto VT2 abre o transistor VT1, então o capacitor C1 começa a carregar através dos resistores R1-R3. Quando a tensão no capacitor atingir 2Upit/3, o gatilho do temporizador mudará para o estado zero. Ambos os transistores fecharão, mas o transistor temporizador interno abrirá, conectando a saída com OK ao fio comum. O capacitor C1 agora é descarregado através dos resistores R2 e R3. O resistor R1 foi projetado para limitar a corrente do transistor VT1 durante a comutação do temporizador. Para gerar pulsos com ciclo de trabalho mais próximo de dois, é necessário que a resistência do resistor R1 seja significativamente menor que a do resistor R3. O período de oscilação pode ser calculado aproximadamente usando a expressão T=1,4C1(R2 + R3). O gerador, cujo circuito é mostrado na Fig. 3 também produz ondas quadradas de frequência ajustável com um ciclo de trabalho constante de dois. Mas, ao contrário das opções descritas acima, a tensão no capacitor deste gerador não muda de acordo com uma lei exponencial, mas linearmente.
O gerador opera de forma semelhante ao anterior, exceto que a corrente de carga e descarga do capacitor forma uma fonte de corrente no transistor de efeito de campo VT2. A ponte de diodos VD1 - VD4 retifica a tensão aplicada ao transistor VT1. O período de oscilação está relacionado às classificações dos elementos de temporização pela razão T = 2С1.Upit/(3I), onde I é a corrente gerada pela fonte. A tensão mínima na qual a operação estável do dispositivo é possível é de 9 V. Em um valor inferior, a tensão no capacitor pode não atingir o nível limite de 2Upit/3 (ou descarregar para Upit/3). Oscilações triangulares podem ser removidas do capacitor C1; sua amplitude é Upit/3. A capacidade de carga da saída 2 é muito pequena, por isso é aconselhável conectar a carga através de um seguidor de tensão intermediária em um transistor de efeito de campo, montado conforme um dos circuitos da Fig. 4, ou em um amplificador operacional.
A tensão no capacitor está entre Upit/3 e 2Upit/3, portanto é possível alimentar o amplificador operacional unipolarmente. Então, testei os amplificadores operacionais KR544UD1, KR544UD2, projetados para alimentação bipolar 2x15 V. Descobri que eles funcionam normalmente neste modo mesmo com uma tensão unipolar de 9 V. Em uma tensão mais baixa, você pode usar um quad op -amp K1401UD2A ou K1401UD2B. Eles estão operacionais quando a tensão de alimentação é reduzida para 5 V. Além da carga, a corrente de entrada do temporizador, a corrente de fuga do capacitor C1 e a corrente reversa dos diodos da ponte também afetam negativamente o formato da oscilação. Se a fonte no transistor VT1 gerar pouca corrente, a tensão no capacitor não mudará mais linearmente. Por esta razão, é aconselhável selecionar diodos retificadores de ponte com corrente reversa mínima. Para a maioria dos diodos de silício de baixa potência, a corrente reversa em condições normais não excede 1 nA, portanto a corrente da fonte pode ser reduzida para 1 µA ou até menos. Neste caso, a resistência total dos resistores R2 e R3 deve estar próxima de 1...2 MOhm. Substituiremos o transistor de efeito de campo VT2 (Fig. 3) por um canal n por um canal p. Com tal substituição, a polaridade dos diodos VD1-VD4 da ponte deve ser invertida. Um gerador de tensão quadrado e triangular pode ser construído inteiramente com transistores bipolares, como mostrado na Fig. 5. Uma fonte de corrente é montada no transistor VT3, gerando a corrente de carga e descarga do capacitor C1. Os transistores VT2 e VT4 formam um “espelho de corrente”. A finalidade dos transistores VT1 e VT5 fica clara na descrição das versões anteriores do gerador.
Quando a tensão na saída do temporizador DA1 está alta, os transistores VT5 e VT1 estão abertos. O capacitor C1 é carregado através dos transistores VT1 e VT4. O “espelho de corrente” nos transistores VT2 e VT4 fornece uma corrente através do capacitor igual à corrente gerada pela fonte no transistor VT3. Quando a saída do temporizador está baixa, os transistores VT1, VT2, VT4 e VT5 são fechados, de modo que o capacitor é descarregado através da junção coletor do transistor VT4. A corrente de descarga do capacitor também define a fonte de corrente no transistor VT3. Ao implementar este gerador, é necessário ter em mente que para aproveitar todas as vantagens do projeto do circuito utilizado, os transistores “espelho de corrente” devem ser montados em um chip comum, caso contrário pode produzir um erro de corrente significativo ( 10 vezes ou mais) e uma forte dependência da corrente com a temperatura. A tensão triangular é removida do capacitor C1 através de um repetidor em um transistor de efeito de campo ou em um amplificador operacional. Caso haja necessidade de modulação em frequência das oscilações geradas, o diodo zener VD1 e o resistor R1 são removidos, e a tensão modulante é aplicada à base do transistor VT3. Você também pode construir geradores de oscilação dente de serra usando o temporizador KR1006VI1. O circuito de um desses geradores é mostrado na Fig. 6. Quando uma tensão de alto nível está presente na saída do temporizador DA1, o capacitor C1 é carregado de forma relativamente lenta a partir da fonte de corrente no transistor de efeito de campo VT1. Assim que a tensão no capacitor atingir o nível 2Upit/3, o nível de alta tensão na saída do temporizador mudará para baixo e o capacitor descarregará rapidamente através do transistor interno aberto do microcircuito.
A frequência de geração é determinada pela corrente da fonte I no transistor VT1 e pela capacitância do capacitor C1. O período de oscilação do gerador é T=C1.Upit/(3I) Gerador de acordo com o diagrama da Fig. 5 pode gerar tensão em formato de dente de serra - para isso, basta conectar a saída do temporizador OK (pino 7) através dos contatos da chave seletora às entradas R e S. As oscilações de dente de serra são removidas da saída 2. Assim, o gerador torna-se trifuncional. Autor: A. Shitov, Ivanovo, Região de Moscou
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