Buffer para proteger o gerador de onda quadrada. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Ao realizar pesquisas de laboratório, ensinar alunos, desenvolver novos produtos, testar cabos longos, cargas capacitivas e indutivas, houve casos de falha de geradores de pulsos unipolares retangulares causados ​​por curtos-circuitos de saída e suas conexões com fontes de alta tensão. Depois que os geradores começaram a ser conectados por meio de amplificadores de buffer, foram eles que foram danificados por erros humanos e os geradores permaneceram aproveitáveis. Isso economizou muito dinheiro.

Fig. 1

Freqüentemente, não apenas uma saída direta, mas também uma saída inversa é necessária. O amplificador de buffer, cujo circuito é mostrado na fig. 1 oferece essa oportunidade. Ele contém dois blocos idênticos A1 e A2, um resistor R2, diodos de proteção VD1 e VD2, um indicador ligado - um LED HL1 com um resistor limitador de corrente R1.

O sinal de entrada através do resistor R2 é alimentado na entrada (pino 3) do bloco A1 - as entradas conectadas em paralelo de todos os inversores do chip 1DD1. Embora os diodos VD1 e VD2 estejam conectados em paralelo com os diodos de proteção embutidos dentro do microcircuito 1DD1, segundo o autor, proteção adicional não fará mal. As saídas do inversor do chip 1DD1 são conectadas em paralelo através dos resistores limitadores de corrente 1R1 - 1R8. No ponto de sua conexão, é formado um sinal inverso, que é alimentado na saída (pino 4) do bloco A1 através do resistor 1R13 para outra saída (pino 5) e na saída superior do resistor variável 1R9 de acordo com o o circuito.

O motor 1R9 está conectado a um divisor de tensão 1R10-1R12. O resistor variável 1R9 serve como um regulador de tensão nas saídas invertidas 1-3. Os resistores 1R13 e 1R14 são limitadores de corrente. Os diodos 1VD1 e 1VD2 também desempenham uma função de proteção.

O sinal de saída do bloco A1 de seu pino 4 é enviado para a entrada (pino 3) de um bloco semelhante A2, que produz sinais de saída semelhantes nos pinos 5-8. Como cada bloco inverte o sinal, os sinais nas saídas do bloco A1 são inversos em relação à entrada, e nas saídas do bloco A2, como resultado da dupla inversão, são obtidos sinais que repetem a entrada.

A frequência operacional máxima do amplificador de buffer depende dos chips usados. Para M74HC540 é de pelo menos 25 MHz, para 74ALS540 - 50 MHz, para 74F540 - 100 MHz. A corrente de saída máxima é cerca de oito vezes a de uma única célula. A resistência dos resistores limitadores de corrente 1R1 - 1R8 pode ser reduzida para 10 ohms ou aumentada para 47 ohms, se necessário.

Arroz. 2 (clique para ampliar)

O ajuste separado da amplitude dos pulsos direto e inverso pode ser inconveniente para algumas medições. Para realizar o ajuste da amplitude da junta, é aplicada uma tensão de alimentação ajustável. É gerado pelo bloco, cujo esquema é mostrado na Fig. 2. A tensão de rede através do interruptor SA1 e do fusível FU1 é fornecida ao enrolamento primário (I) do transformador de rede T1. Uma tensão alternada de 10 ... 12 V do enrolamento secundário (II) do transformador T1 retifica a ponte de diodos VD1-VD4 e suaviza o capacitor C2. Um estabilizador de tensão é montado no chip DA1, que é incluído de acordo com um circuito típico, que pode ser ajustado por um resistor variável R3 dentro de 2.6 V. A tensão de saída Uout é calculada pela fórmula

Uout \u1d (3 + (R4 + R2) / R1,25) -XNUMX V.

É indesejável alterar a resistência do resistor R2, pois fornece uma corrente mínima de carga do microcircuito de 10 mA. O limite inferior de controle é definido selecionando o resistor R4, o intervalo de controle - selecionando R3.

Ao realizar o trabalho de laboratório do aluno, a resistência R3 foi escolhida para ser 510 ohms, e o resistor R4 foi substituído por um jumper para obter limites de regulação de tensão de 1,25 ... 6,6V. Foi estudada a operação de microcircuitos em baixa tensão de alimentação. Para os microcircuitos 74ALS540 e 74F540, o intervalo é definido para 4,5.6,5 V. Nesse caso, a resistência do resistor R2 é aumentada para 320 ohms e R4 para 840 ohms.

Na ausência de um resistor variável R3 da resistência nominal desejada, uma resistência maior é selecionada e desviada com um resistor constante, cuja resistência é selecionada experimentalmente.

O LED AL360B (HL1) foi selecionado com uma tensão direta baixa para que seu brilho seja perceptível mesmo com uma tensão de alimentação mínima de 2 V. Se não houver substituto adequado para outro LED, uma lâmpada incandescente em miniatura SMN-6,3-20 pode ser usado em vez disso, substituindo o resistor R1 por um jumper.

Todos os resistores fixos - MLT, variáveis ​​- SP-1A com potência nominal de 1 W. Capacitores de óxido - alumínio, capacitores apolares - filme ou cerâmica. No amplificador de buffer (ver Fig. 1), os diodos 1 N4148 podem ser substituídos por 1N914 ou outros semelhantes. Na fonte de alimentação (Fig. 2), em vez dos diodos 1N4001 (VD1-VD6), você pode usar 1N4002-1N4007 ou KD243A-KD243Zh. O chip regulador de tensão LM317T (DA1) é substituível pelo KR142EN12A. Se o chip dissipar mais de 1 W de potência, ele deve ser instalado em um dissipador de calor com área de superfície de resfriamento de aproximadamente 20 cm2 por 1 W de potência dissipada. Transformador de rede T1 - qualquer um com potência total de 10.20 W e tensão do enrolamento secundário de 10.12 V. Você pode usar um transformador de equipamento de lâmpada conectando dois enrolamentos de filamento em fase em série.

Autor: P. Petrov

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