Генераторы ступенчато качающейся частоты

Texas Instruments CD40106B CD4013B CD4017 CD4520B

- Томск

Приведены схемы низкочастотных генераторов импульсов прямоугольной формы ступенчато изменяющейся во времени частоты. Первый из генераторов обеспечивает на своих выходах сетку из 2×8 частот. Второй генератор – сетку из 4×15 частот. Предусмотрена ручная установка частоты генерации, либо ступенчатое ее управление от встроенного или внешнего генератора импульсов.

Вебинар «Необычное в обычном. Сравнительный анализ современных решений Recom» (27.01.2022)

Генераторы качающейся частоты (ГКЧ) находят применение в измерительной технике; такие генераторы используют, например, для получения амплитудно-частотных характеристик, а также при настройке фильтров. Помимо прочего, ГКЧ могут быть использованы в качестве генераторов фиксированных частот.

Генератор ступенчато качающейся частоты, Рисунок 1, позволяет получить на выходах сетки частот f1 и f1/2. Частоту генератора можно задавать ручной ступенчатой установкой, либо ступенчато переключать во времени частоты выходных сигналов при использовании внешнего или внутреннего генератора тактовых импульсов.

Генератор ступенчато качающейся частоты с сеткой частот f1 и f1/2.
Рисунок 1. Генератор ступенчато качающейся частоты с сеткой частот f1 и f1/2.

Генератор содержит внутренний генератор импульсов на элементе DD1.1 микросхемы CD40106, работающий на фиксированной частоте 100 Гц. Кроме того, при помощи переключателя SA1 вход счетчика импульсов на микросхеме DD2 CD4017 может быть подключен к внешнему генератору задающих импульсов, либо к кнопке ручного переключения частоты SB1 «Ручная установка».

К выходам Q1–Q9 микросхемы DD2 счетчика импульсов через диоды VD1–VD9 подключена резистивная матрица R5–R13, определяющая частоту генерации импульсов иглообразной формы генератором на элементах DD1.2 и DD1.2 и транзисторе VT1 BC547C. С выхода этого генератора импульсы иглообразной формы поступают на последовательно включенную цепочку делителей частоты на D-триггерах микросхемы CD4013 (элементы DD3.1 и DD3.2).

Назначение этих триггеров – преобразование импульсов иглообразной формы в импульсы прямоугольной формы с коэффициентом заполнения 50% и одновременное последовательное деление частоты.

При включении устройства за счет цепочки элементов C1, R1, R4 счетчик устанавливается в исходное состояние. При ручном управлении в этом состоянии генератор отключен, см. Таблицу 1. При каждом нажатии на кнопку SB1 уровень «лог. 1» последовательно появляется на выходах Q1–Q9 микросхемы DD2, поочередно подключая через диоды VD1–VD9 резисторы матрицы R5–R13 к плюсовой шине питания. Соответственно изменяется и частота генерации генератора импульсов на элементах DD1.2 и DD1.3 и транзисторе VT1.

Значения частот, получаемых на выходах триггеров (элементы DD3.1 и DD3.2) в зависимости от наличия уровня «лог. 1» на выходах Q1–Q9 микросхемы DD2, приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Частота импульсов на выходах генератора
с сеткой частот f1 и f1/2
Позиция f1, Гц f1/2, Гц
0
1 500 250
2 562 281
3 640 320
4 740 370
5 876 438
6 1080 540
7 1400 700
8 1980 990
9 3117 1558

Второй из генераторов, Рисунок 2, имеет расширенную сетку (15×4) частот генерируемых сигналов. В этом генераторе для переключения элементов резистивной матрицы R5–R8, а также многоступенчатого деления частоты использована сдвоенная микросхема DD1 CD4520.

Генератор ступенчато качающейся частоты с сеткой частот f1, f1/2, f/4 и f/8.
Рисунок 2. Генератор ступенчато качающейся частоты с сеткой частот f1, f1/2, f/4 и f/8.

Значения частот, получаемых на выходах генератора, приведены в Таблице 2.

Таблица 2. Частота импульсов на выходах генератора
с сеткой частот f1, f1/2, f/4 и f/8
Позиция f1, Гц f1/2, Гц f1/4, Гц f1/8, Гц
0
1 423 211.5 105.8 52.9
2 828 414 207 103.5
3 1240 620 310 155
4 1606 803 401.5 200.8
5 1998 999 499.5 249.8
6 2348 1174 587 293.5
7 2722 1361 680.5 340.3
8 3016 1508 754 377
9 3378 1689 844.5 422.3
10 3677 1838.5 919.3 459.6
11 3960 1980 990 495
12 4291 2145.5 1072.8 536.4
13 4558 2279 1139.5 569.8
14 4801 2400.5 1200.4 600.1
15 5080 2540 1270 635

Резисторы, номиналы которых не попадают в ряд стандартных значений, получают параллельным или последовательным включением 2–3 резисторов, либо подбирают из группы резисторов с допуском отклонения от номинала 5–10%.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD40106B
  2. Datasheet Texas Instruments CD4013B
  3. Datasheet Texas Instruments CD4017
  4. Datasheet Texas Instruments CD4520B
  5. Datasheet Fairchild BC547C

Изготовление 1-4 слойных печатных плат за $2

CD40106B----CALLREP
Texas Instruments
по запросу
CD40106B6A
Texas Instruments
по запросу
ADIN2111 — простой в использовании двухпортовый Ethernet 10BASE-T1L коммутатор от Analog Devices
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя