Приведено описание генераторов, формирующих по 20-и точкам заданную пользователем периодическую функцию выходного сигнала. Устройства содержит десятичный счетчик импульсов CD4017, D-триггер CD4013, а также аналоговые коммутаторы CD4066.
В измерительной технике зачастую требуется использовать периодические сигналы нестандартной заданной пользователем формы. Такие сигналы несложно синтезировать при помощи формирователя функций, Рисунок 1. Устройство содержит десятичный счетчик DD1 микросхемы CD4017, D-триггер DD2.1 микросхемы CD4013, 20 потенциометров R2–R21, задающих рабочие точки выходного сигнала, а также аналоговые коммутаторы DD3 микросхемы CD4066.
 |
|
| Рисунок 1. | Электрическая схема формирователя периодических функций электрических сигналов произвольной формы по 20 точкам. |
Устройство работает следующим образом. При подаче на его вход периодических импульсов амплитудой, соответствующей напряжению питания устройства (от 5 до 15 В), на выхах счетчика DD1 CD4017 поочередно появляются импульсы напряжения, перебегающие от выхода Q0 до выхода Q9. К выходам микросхемы DD1 подключены потенциометры R2–R21, предназначенные для задания амплитуды каждой из 20 точек выходного сигнала.
К выходу переноса P (вывод 12 микросхемы DD1 CD4017) окончания десятичного цикла счета подключен вход D-триггера DD2.1 CD4013. С прямого и инверсного выходов триггера сигналы поступают на управляющие входы аналогового коммутатора микросхемы DD3 CD4066. Такое включение позволяет обеспечить на сопротивлении нагрузки R22 поочередное появление сигналов, снимаемых с выходов микросхемы счетчика при их прохождении через токозадающие потенциометры R2–R21. Конденсатор C1 предназначен для устранения иглообразных импульсов при переходных процессах.
Недостатком формирователя функций, Рисунок 1, является то, что при регулировке потенциометров возможны случаи замыкания выходов микросхемы DD1 на общую шину. Устранить этот недостаток можно за счет включения последовательно с каждым из потенциометров резисторов с сопротивлением порядка 1 кОм.
На Рисунке 2 представлена усложненная схема генератора функций, в котором между выходами счетчика и потенциометрами включены диоды либо их более совершенная реализация на основе самозащелкивающихся и саморасщелкивающихся коммутаторов – аналоговых ключей.
 |
|
| Рисунок 2. | Формирователь функций периодических электрических сигналов произвольной формы по 20 точкам на ключевых аналогах идеальных диодов. |
Аналоговые ключи, используемые на выходах счетчика импульсов, при поступлении на их управляющий вход, соединенный с входом ключа, сигнала уровня «лог. 1» самозащелкиваются и пропускают сигнал с входа на выход ключа с минимальными потерями, поскольку сопротивление нагрузки ключа – потенциометр 0…100 кОм и сопротивление нагрузки R22 20 кОм много больше сопротивления открытого ключа (порядка 100…150 Ом). При сигнале на выходе счетчика уровня «лог. 0» такой ключ саморасщелкивается, сопротивление канала ключа возрастает до десятков ГОм.
На Рисунке 3 представлен еще один вариант устройства для построения произвольной функции электрического сигнала по 20-и заданным точкам. Для коммутации каналов и надежного разделения каналов нагрузки выходов микросхемы счетчика использованы транзисторные коммутаторы VT1 и VT2.
 |
|
| Рисунок 3. | Вариант формирователя периодических функций электрических сигналов произвольной формы по 20 точкам. |
Частота появления точек на выходах устройств (Рисунки 1–3) в 20 раз ниже частоты импульсов входного сигнала.
Купить CD4013B на РадиоЛоцман.Цены
