Термостабильный генератор импульсов
категория
Цифровые микросхемы и их применение
Цифровая микросхема К561ТЛ1 (зарубежный аналог - CD4093B) весьма популярна среди радиолюбителей. На ней можно построить разнообразные устройства, ведь в составе этой микросхемы четыре элемента 2И-НЕ с передаточной характеристикой триггера Шмитта (гистерезисом). В частности, К561ТЛ1 можно использовать в роли генератора прямоугольных импульсов звуковой сигнализации (рис.1), работающего в широком диапазоне частот. Частота генерируемых импульсов зависит от номиналов элементов R1 и С1.
Добавление в классическую схему светодиода обеспечивает гораздо лучшую, термостабильность (малые отклонения частоты выходных импульсов при колебаниях температуры.
Показанный на рис.2 генератор вполне конкурентоспособен с кварцевыми генераторами. Сопротивление резистора R1 может изменяться в широких пределах (от единиц килоом до 10...15 МОм). Ёмкость С1 также успешно варьируется от 100 пФ до 50 мкФ. При этом чем меньше ёмкость С1 и больше сопротивление R1, тем выше частота выходных импульсов. Для лучшей термостабильности конденсатор С1 надо использовать неполярный, с ТКЕ (температурным коэффициентом ёмкости) Н70 или М75. При указанных на схеме номиналах элементов частота импульсов составляет 1 кГц. На выход элемента DD1.2 подключается маломощный пьезоэлектрический капсюль НА1, который преобразует импульсы генератора в звуковой сигнал. Для указанного капсюля дополнительного усиления сигнала не требуется.
Если для питания классической схемы (рис.1) используется стабилизированный источник с постоянным напряжением 12 В, при уменьшении Uпит на 1В (примерно на 10%) частота выходных импульсов также уменьшается, но на 1%. Таким образом, отношение изменения питающего напряжения к изменению частоты выходных импульсов составляет соответственно 1:10. В некоторых практических случаях это недопустимо.
В схеме генератора на рис.2 отношение составляет примерно 1:200. А при колебаниях питающего напряжения в диапазоне 11...15 В изменения частоты и вовсе не заметно. В качестве светодиода HL1, кроме указанного на схеме, допустимо использовать любой светодиод с непрерывным свечением, например, L63SRC.
Придать генератору дополнительные возможности нетрудно, если вместо обычного светодиода применить мигающий. Здесь подходит практически любой тип мигающего светодиода. Схема такого генератора показана на рис.3. Светодиод HL1 играет роль прерывателя тока. Вместо указанного на схеме светодиода можно применить L816BRSC-B, L-769BGR или аналогичный. Во время работы узла он вспыхивает.
В данной схеме необходимость в конденсаторе С1 отпадает. Генератор работает за счёт обратной связи через резистор R1 и собственной генерации светодиода HL1. Звук на выходе прерывистый: пауза 0,8 с, звуковой импульс 1,2 с и т.д. При изменении питающего напряжения частота остается стабильной.
Такой узел удобно применять в качестве светозвукового сигнализатора в различных игрушках, устройствах охраны и т.п. Для него нет необходимости разрабатывать печатную плату.
Если вместо указанного излучателя НА1 в данном варианте использовать капсюль с встроенным генератором, например, FMQ-2015В, то звуковой сигнал будет напоминать милицейскую сирену: частота звука будет изменяться на 170...300 Гц в такт вспышкам светодиода HL1.
Можно пойти ещё дальше и применить излучатель с прерыванием KPI-4332-12. Тогда получается трёхтональный переливистый звук. Для "мягкости" звучания параллельно НА1 стоит установить неполярный конденсатор ёмкостью 1000...6800 пФ. Для усиления громкости звука необходимо применить более мощный излучатель НА1, например, СП-1, НС0903А, и оснастить узел усилителем тока на любом транзисторе средней мощности (КТ817).
А. КАШКАРОВ, г.С.-Петербург.
РадиоМир 2007 №3