CS231931B1 - Astabilní klopný obvod s nezávislým nastavením frekvence a střídy pulsů - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu je výhodné zapojení pro generování pulsů nízkých kmitočtů. Antisériové zapojení elektrolytických kondenzátorů umožňuje řízení kmitočtu ve značném rozmezí (cca 1 : 3) bez ovlivnění stejnosměrných pracovních bodů a změny střídy pomoci jediného prvku - prvního proměnného odporu 10.

Description

Vynález se týká astabilního klopného obvodu s nezávislým nastavením frekvence a střídy pulsů.

Astabilní klopné obvody jsou v současné době obvykle realizovány dvoustupňovými zesilovači se silnou kladnou zpětnou vazbou, která je kmitočtově závislá. Je-li přenos otevřené smyčky větší než 1, zapojení se nachází v nestabilní oblasti a rozkmitá se na kmitočtu, při němž je splněna amplitudová i fázová podmínka oscilací, Pro spolehlivé nasazení oscilací je třeba zajistit, aby se stejnosměrný pracovní bod aktivních prvků pohyboval v aktivní oblasti.

Nevýhodou používaného zapojení je nutnost změny dvou prvků, chceme-li měnit kmitočet oscilací bez změny střídy. Rovněž nastavení střídy na požadovaný poměr při zachování kmitočtu překlápění je třeba provést dvěma prvky. Řízeni kmitočtu a střídy se tím- značně komplikuje a vede k používání dvojitých přepínačů, tandemových potenciometrů apod. Další nevýhody se projevují při požadavku generování kmitočtu řádově jednotky až stovky Hz, kdy dochází k nežádoucímu přepólování zpětnovazebních elektrolytických kondenzátorů. Pro generování nízkých kmitočtů se pak často volí podstatně komplikovanější zapojení, například na principu elektronického integrátoru.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje astabilní klopný obvod s nezávislým nastavením frekvence a střídy pulsů podle vynálezu, jehož podstata je, že výstup prvního aktivního prvku je spojen přes první omezovači odpor, první a druhý kondenzátor jednak se vstupem druhého aktivního prvku a jednak přes druhý odpor a druhý proměnný odpor s třetím odporem, zatímco výstup druhého aktivního prvku je spojen přes druhý omezovači odpor, třetí a čtvrtý kondenzátor jednak s třetím odporem a jednak se vstupem prvního aktivního prvku, přičemž společný bod prvního a druhého kondensátoru je spojen přes první odpor a první proměnný odpor se společným bodem třetího a čtvrtého kondensátoru.

Hlavní předností vynálezu je možnost nastavení kmitočtu bez změny střídy generovaných pulsů jediným prvkem, přičemž nedochází k ovlivnění stejnosměrných poměrů v obvodu. Rovněž dostavení střídy na žádaný poměr bez ovlivnění kmitočtu lze provést jediným prvkem. Navrhované řešení je výhodné pro generování pulsů nízkých kmitočtů.

Vynález blíže objasní přiložené výkresy, kde na obr. 1 jfe uvedeno schéma zapojení astabilního klopného obvodu s nezávislým nastavením frekvence a střídy pulsů a na obr. 2 jsou zobrazeny průběhy napětí v zapojení.

Výstup prvního aktivního prvku 2 je spojen přes první omezovači odpor g, antisériově zapojený první a druhý kondenzátor 2, druhý odpor 11 . druhý proměnný odpor 12 a třetí odpor 13 jednak se vstupem prvního aktivního prvku i a jednak přes antisériově zapojený čtvrtý a třetí kondenzátor g, g a druhý omezovači odpor £ s výstupem druhého aktivního prvku g. Vstup druhého aktivního prvku g je zapojen mezi záporný pól druhého kondenzátorů & a druhý odpor 11. Společný bod kladného pólu prvního a druhého kondenzátorů g, £ je spojen se společným bodem kladného pólu třetího a čtvrtého kondenzátorů 8, g jednak přes první odpor 2 a první proměnný odpor 10 a jednak přes čtvrtý a pátý odpor 14. gg. Kladné svorka 16 napájecího zdroje je připojena mezi čtvrtý a pátý odpor 14. 15.

Jako prvního a druhého aktivního prvku 2, g lze použít všech aktivních prvků typu invertor. Zařazením prvního a druhého omezovacího odporu g, £ ^d0 výstupu prvního a druhého aktivního prvku 2, g se dosáhne omezení rozkmitu na výstupech. Při vhodné volbě prvního a druhého omezovacího odporu g, 2 ^se napětí na výstupech prvního a druhého aktivního prvku 2, í pohybuje v rozmezí cca 0,1 až 3,6 V, což zajištuje spolehlivé překlápění a zamezuje vý- * skytu záporné polarity na vstupech (je-li použito hradel TTL). Vstupy prvního a druhého aktivního prvku 2ι 1 lze chránit (např. diodami) proti záporné svorce zdroje, první a druhý omezovači odpor g, 2 je pak možno vynechat. Antisériově zapojení prvního, druhého kondenzátoru g, £ a třetího, čtvrtého kondenzátorů 8, g umožňuje zařazení prvního a druhého proměn3 ného odporu £, £0 pro řízení kmitočtu ve značném rozmezí (cca 1 : 3) bez ovlivnění stejnosměrných pracovních bodů a změny střídy pomocí jediného prvku - prvního proměnného odporu £0. Větev, tvořená druhým odporem 11. druhým proměnným odporem 12 a třetím odporem 13. umožňuje nastavení střídy 1 : 1 až 1 : 2 téměř bez vlivu na kmitočet. Antisériově zapojené kondenzátory £, έ» 8, 2 lae přepólovat, čtvrtý a pátý odpor 14. 12 je třeba vSak připojit na zápornou svorku napájecího zdroje. Funkce se tím neovlivní. V tomto i v předchozím případě lze čtvrtý nebo pátý odpor 14. 15 vynechat.

Průběhy napětí byly proměřeny na příkladu praktického provedení pro první odpor £, první a druhý omezovači odpor £, £ 220 JI, čtvrtý a pátý odpor 14. 15 100 kflj druhý a třetí odpor 11. 13 1,8 k{}, první a druhý proměnný odpor 10. 12 3,3 kil, první, druhý, třetí a čtvr tý kondenzátor £, 6, 8, £ 2nF, první a druhý aktivní prvek typu MH 7404. Na kladnou svorku 16 napájecího zdroje bylo přivedeno napětí 5 V, nastavení střídy 1:1. Průběh napětí na výstup prvního nebo druhého aktivního prvku £, 2 je zobrazen na obr. 2a, průběh napětí na vstupu prvního nebo druhého aktivního prvku £, £ je na obr. 2b. Průběh napětí v uzlu mezi prvním a druhým kondenzátorem £, 6 nebo třetím a čtvrtým kondenzátorem 2» 2 Je na obr. 2c, přičemž průběh napětí na jednotlivých kondenzátorech 2, £> š> 2 je ^na obr. 2d. Zapojení podle vynálezu je vhodné pro generování pulsů nízkých kmitočtů.

Claims (1)

1. Astabilní klopný obvod s nezávislým nastavením frekvence a střídy pulsů, vyznačený tím, že výstup prvního aktivního prvku (1) je spojen přes první omezovači odpor (3), první a druhý kondenzátor (5, 6) jednak se vstupem druhého aktivního prvku (2) a jednak přes druhý odpor (11) a druhý proměnný odpor (12) s třetím odporem (13), zatímco výstup druhého aktivního prvku (2) je spojen přes druhý omezovači odpor (4), třetí a čtvrtý kondenzátor (8, 9) jednak s třetím odporem (13) a jednak se vstupem prvního aktivního prvku (1), přičemž společný bod prvního a druhého kondenzátoru (5, 6) je spojen přes první odpor (7) a první proměnný odpor (10) se společným bodem třetího a čtvrtého kondenzátoru (8, 9).