Схема ступенчатого генератора напряжения

Ступенчатый генератор напряжения - это электронная схема, предназначенная для генерации последовательно ступенчатой ​​формы волны напряжения, которая напоминает синусоидальную форму, но имеет ступенчатую структуру напряжения, последовательно возрастающую вверх к пику, а затем последовательно спускающуюся вниз с одинаковыми шагами к линии 0 В для завершения цикл формы волны.

Как работает схема

На рисунке ниже показано полезное применение счетверенного двустороннего переключателя IC 4066. В этой схеме 4066 (U1) сконфигурирован для выполнения последовательного переключения, чтобы генерировать однородную ступенчатую форму волны, как показано на следующем рисунке. Как показано, форма сигнала генератора состоит из трех ступеней увеличения и трех понижений с шагом 1 В.

Срабатывание внутренних переключателей 4066 регулируется 4017 декадный счетчик / делитель (U2) а 567 тональный декодер настроенный как генератор прямоугольных импульсов, обеспечивает необходимые тактовые импульсы для IC 4017.

4017 настроен для последовательного подсчета от 0 до 5 (0-1-2-3-4-5) и сброса на переднем фронте седьмого шага путем соединения контакта 5 (выход 6) U2 с контактом 15 (сброс) .

Как только на выходе 6 (вывод 5 U2) появляется высокий уровень, клемма сброса U2 подталкивает выход 0 (вывод 3) к переключению с низкого на высокий, начиная схему заново.

Высокий выход контакта 3 (выход 0) U2 передается на управляющий контакт 1-го переключателя U1, включая его и, следовательно, соединяя пересечение R4 и R5 с выходной шиной.

Это устанавливает первый шаг с уровнем в один вольт. Следуя тактовому импульсу от 567, 4017 генерирует высокий выходной сигнал на выводе 2, который подается через D4 на другой переключатель управления на выводе 5, включая его.

Это связывает R3, R4 с выходной шиной. 2-я ступень составляет 2-вольтовый выход. Для последующего импульса, полученного через U3, вывод 4 U2 становится высоким, вызывая активацию 3-го переключателя (в U1), который в ответ генерирует выходной сигнал 3 В, предназначенный для шага 3.

4-й импульс, поступающий от U3, приводит к тому, что вывод 7 становится высоким, включается самый последний переключатель и, таким образом, создается выход 4 В для шага 4.

Пятый импульс подает высокий уровень на вывод 10 U2, который перемещается с помощью D4 на управляющий вход 3-го переключателя, включает его (во второй раз) и обеспечивает выход 3 В для 5-й ступени.

Для последующих тактовых импульсов переключатель, прикрепленный к выводу 6 U1, снова активируется, генерируя выходное напряжение 2 В для шага 6. Вскоре после того, как шаг 6 завершен, счетчик сбрасывается и начинается с начала, включая 1-й. переключатель для шага 1.

Каждый шаг формы волны может быть настроен для любого напряжения от нуля до 100% напряжения питания за счет использования определенных делителей напряжения для каждого шага. Кроме того, выходной сигнал генератора может быть буферизован для обеспечения адекватного напряжения и тока на выходе для обеспечения повышающегося напряжения или тока для индикатора кривой полупроводника.

Еще одна простая схема ступенчатого генератора напряжения

Следующий ниже проект еще проще построить, поскольку в нем используется всего пара микросхем для создания необходимой ступенчатой ​​формы сигнала.

Однако конструкция реализована в ручном режиме, в котором последовательные этапы формы волны разрабатываются путем нажатия кнопки S1 с определенной синхронизацией. При каждом нажатии выход IC 4017 смещается от контакта 3 вверх к контакту 11.

При этом на общих концах резисторов возникает последовательно возрастающее и убывающее ступенчатое напряжение из-за эффекта переменного делителя потенциала, образованного взаимодействием смещающей логики IC 4017 между резисторами R2 --- R10 и землей. резистор R13.

Поскольку общие соединенные концы резисторов вместе подаются на базу каскада BJT с общим эмиттером, ступенчатое напряжение воспроизводится на эмиттере 2Н2222 транзистор с более высоким уровнем тока, который может быть интегрирован с любым подходящим каскадом внешней схемы для желаемого исполнения.

Переключатель с ручным управлением может быть заменен каскадом автоматического генератора, как показано в следующем примере, который показывает реализацию вышеупомянутого ступенчатого генератора напряжения в схеме имитатора эффекта полицейской лампы.

Приложения

Вы найдете множество применений для этой схемы. Генератор ступенчатого сигнала может быть реализован для создания множества прогрессивных напряжений для проверки точки включения / выключения многих блоков CMOS. Его можно эффективно использовать для создания эффективной синусоидальной волны. инверторы и конвертеры.