pornjk, pornsam, xpornplease, joyporn, pornpk, foxporn, porncuze, porn110, porn120, oiporn, pornthx, blueporn, roxporn, silverporn, porn700, porn10, porn40, porn900

Máy tạo dạng sóng

Trong các hướng dẫn trước, chúng ta đã xem xét chi tiết các loại bộ tạo dạng sóng khác nhau bao gồm các mạch đa dao động bóng bán dẫn có thể được sử dụng làm bộ dao động thư giãn để tạo ra sóng vuông hoặc hình chữ nhật ở đầu ra của chúng để sử dụng làm tín hiệu đồng hồ và thời gian.

Nhưng cũng có thể xây dựng các mạch tạo dạng sóng cơ bản từ các mạch tích hợp đơn giản hoặc các bộ khuếch đại hoạt động được kết nối với mạch chứa tụ điện trở (  RC  ) hoặc với tinh thể thạch anh để tạo ra dạng sóng đầu ra nhị phân hoặc sóng vuông cần thiết ở tần số mong muốn.

Hướng dẫn tạo dạng sóng này sẽ không đầy đủ nếu không có một số ví dụ về mạch chuyển mạch tái tạo kỹ thuật số, vì nó minh họa cả hành động chuyển mạch và hoạt động của bộ tạo dạng sóng được sử dụng để tạo ra sóng vuông để sử dụng làm dạng sóng định thời hoặc tuần tự.

Chúng tôi biết rằng các mạch chuyển mạch tái tạo như Bộ dao động đa năng Astable là loại bộ tạo dao động thư giãn được sử dụng phổ biến nhất vì chúng tạo ra đầu ra sóng vuông không đổi, khiến chúng trở nên lý tưởng như một Bộ tạo dạng sóng kỹ thuật số .

Bộ dao động đa năng ổn định tạo ra bộ dao động tuyệt vời vì chúng chuyển đổi liên tục giữa hai trạng thái không ổn định với tốc độ lặp lại không đổi, từ đó tạo ra đầu ra sóng vuông liên tục với tỷ lệ không gian đánh dấu 1:1 (“BẬT” và “TẮT” lần như nhau) từ đầu ra của nó .

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ xem xét một số cách khác nhau để có thể xây dựng các bộ tạo dạng sóng chỉ bằng cách sử dụng các mạch logic TTL và CMOS tiêu chuẩn cùng với một số thành phần định thời rời rạc bổ sung.

Máy tạo dạng sóng Schmitt

Bộ tạo dạng sóng đơn giản có thể được xây dựng bằng cách sử dụng bộ biến tần hành động kích hoạt Schmitt cơ bản như TTL 74LS14. Phương pháp này cho đến nay là cách dễ nhất để tạo ra một bộ tạo dạng sóng cơ bản không ổn định.

Khi được sử dụng để tạo ra tín hiệu đồng hồ hoặc tín hiệu định giờ, bộ hài hòa ổn định phải tạo ra dạng sóng ổn định chuyển đổi nhanh chóng giữa trạng thái “CAO” và “THẤP” mà không có bất kỳ biến dạng hoặc nhiễu nào và bộ biến tần Schmitt làm được điều đó.

Chúng ta biết rằng trạng thái đầu ra của biến tần Schmitt ngược lại hoặc nghịch đảo với trạng thái đầu vào của nó, (KHÔNG phải nguyên lý cổng) và nó có thể thay đổi trạng thái ở các mức điện áp khác nhau tạo ra “độ trễ”.

Bộ biến tần Schmitt sử dụng hành động kích hoạt Schmitt để thay đổi trạng thái giữa mức ngưỡng trên và ngưỡng dưới khi tín hiệu điện áp đầu vào tăng và giảm ở đầu vào. Mức ngưỡng trên này “đặt” đầu ra và mức ngưỡng dưới “đặt lại” đầu ra tương đương với logic “0” và logic “1” tương ứng cho biến tần. Hãy xem xét mạch dưới đây.

Máy tạo sóng biến tần Schmitt

Mạch tạo dạng sóng đơn giản này bao gồm một cổng logic biến tần TTL 74LS14 Schmitt duy nhất có tụ điện, C được kết nối giữa cực đầu vào và mặt đất, ( 0v ) và phản hồi dương cần thiết để mạch dao động được cung cấp bởi điện trở phản hồi, R .

Vì vậy, làm thế nào nó hoạt động?. Giả sử rằng điện tích trên các bản tụ điện nằm dưới mức ngưỡng thấp hơn của Schmitt là 0,8 volt (Giá trị bảng dữ liệu). Do đó, điều này làm cho đầu vào của biến tần ở mức logic “0” dẫn đến mức đầu ra logic “1” (nguyên tắc của biến tần).

Một bên của điện trở R hiện được kết nối với đầu ra mức logic “1” (+5V) trong khi phía bên kia của điện trở được kết nối với tụ điện, C ở mức logic “0” (0,8v hoặc thấp hơn) . Tụ điện bây giờ bắt đầu tích điện theo hướng dương thông qua điện trở với tốc độ được xác định bởi hằng số thời gian RC của tổ hợp.

Khi điện tích trên tụ điện đạt đến mức ngưỡng trên 1,6 volt của bộ kích hoạt Schmitt (giá trị bảng dữ liệu), đầu ra từ biến tần Schmitt nhanh chóng thay đổi từ mức logic “1” sang trạng thái mức logic “0” và dòng điện chạy qua điện trở đổi chiều.

Sự thay đổi này bây giờ làm cho tụ điện ban đầu được sạc qua điện trở, R bắt đầu tự phóng điện trở lại qua cùng một điện trở cho đến khi điện tích trên các bản tụ đạt đến mức ngưỡng thấp hơn là 0,8 volt và đầu ra của bộ biến tần chuyển trạng thái trở lại với chu kỳ lặp đi lặp lại miễn là có điện áp cung cấp.

Vì vậy, tụ điện C liên tục tự sạc và xả trong mỗi chu kỳ giữa các mức ngưỡng trên và dưới của đầu vào của bộ biến tần Schmitt tạo ra mức logic “1” hoặc mức logic “0” ở đầu ra bộ biến tần. Tuy nhiên, dạng sóng đầu ra không đối xứng tạo ra chu kỳ nhiệm vụ khoảng 33% hoặc 1/3 vì tỷ lệ đánh dấu trên khoảng trắng giữa “CAO” và “THẤP” lần lượt là 1:2 do đặc điểm cổng đầu vào của TTL biến tần.

Giá trị của điện trở phản hồi, ( R ) PHẢI được giữ ở mức thấp dưới 1kΩ để mạch dao động chính xác, 220R đến 470R là tốt và bằng cách thay đổi giá trị của tụ điện, C để thay đổi tần số.

Ngoài ra, ở mức tần số cao, dạng sóng đầu ra thay đổi hình dạng từ dạng sóng hình vuông sang dạng sóng hình thang do đặc tính đầu vào của cổng TTL bị ảnh hưởng bởi quá trình sạc và xả nhanh của tụ điện. Do đó, tần số dao động của Máy tạo dạng sóng Schmitt được đưa ra là:

Tần số dạng sóng Schmitt

Với giá trị điện trở trong khoảng: 100R đến 1kΩ và giá trị tụ điện nằm trong khoảng: 1nF đến 1000uF . Điều này sẽ cung cấp dải tần từ 1Hz đến 1 MHz, (tần số cao tạo ra méo dạng sóng).

Nói chung, các cổng logic TTL tiêu chuẩn không hoạt động tốt như các bộ tạo dạng sóng do đặc tính đầu vào và đầu ra trung bình, độ méo của dạng sóng đầu ra và giá trị điện trở phản hồi cần thiết thấp, dẫn đến tụ điện có giá trị cao lớn để hoạt động ở tần số thấp.

Ngoài ra, bộ dao động TTL có thể không dao động nếu giá trị của tụ phản hồi quá nhỏ. Tuy nhiên, chúng ta cũng có thể tạo ra Bộ dao động đa năng Astable bằng công nghệ logic CMOS tốt hơn hoạt động từ nguồn điện 3V đến 15V chẳng hạn như Biến tần CMOS 40106B Schmitt.

CMOS 40106 là một biến tần đầu vào đơn có tác dụng kích hoạt Schmitt tương tự như TTL 74LS14 nhưng có khả năng chống nhiễu rất tốt, băng thông cao, độ lợi cao và các đặc tính đầu vào/đầu ra tuyệt vời để tạo ra dạng sóng đầu ra “vuông góc” hơn như minh họa bên dưới.

Máy tạo dạng sóng CMOS Schmitt

Mạch tạo dạng sóng Schmitt cho CMOS 40106 về cơ bản giống như mạch của biến tần TTL 74LS14 trước đó, ngoại trừ việc bổ sung thêm điện trở 10kΩ được sử dụng để ngăn tụ điện làm hỏng các bóng bán dẫn đầu vào MOSFET nhạy cảm khi nó phóng điện nhanh ở mức cao hơn. tần số.

Tỷ lệ không gian đánh dấu được kết hợp đồng đều hơn ở khoảng 1:1 với giá trị điện trở phản hồi tăng lên dưới 100kΩ dẫn đến tụ điện định thời nhỏ hơn và rẻ hơn, C .

Tần số dao động có thể không giống như: (1/1.2RC) vì đặc điểm đầu vào CMOS khác với TTL. Với giá trị điện trở trong khoảng: 1kΩ và 100kΩ và giá trị tụ điện nằm trong khoảng: 1pF đến 100uF . Điều này sẽ cung cấp dải tần từ 0,1Hz đến 100kHz.

Máy tạo dạng sóng biến tần Schmitt cũng có thể được chế tạo từ nhiều cổng logic khác nhau được kết nối để tạo thành mạch biến tần. Mạch đa dao động ổn định Schmitt cơ bản có thể được sửa đổi dễ dàng với một số thành phần bổ sung để tạo ra các đầu ra hoặc tần số khác nhau. Ví dụ: hai dạng sóng nghịch đảo hoặc nhiều tần số và bằng cách thay đổi điện trở phản hồi cố định thành chiết áp, tần số đầu ra có thể thay đổi như hình dưới đây.

Máy tạo dạng sóng đồng hồ

Trong mạch đầu tiên ở trên, một Biến tần Schmitt bổ sung đã được thêm vào đầu ra của bộ tạo dạng sóng Schmitt để tạo ra dạng sóng thứ hai là hình ảnh nghịch đảo hoặc phản chiếu của biến tần đầu tiên tạo ra hai dạng sóng đầu ra bổ sung nhau, vì vậy khi một đầu ra ở mức “CAO” cái còn lại là “THẤP”. Biến tần Schmitt thứ hai này cũng cải thiện hình dạng của dạng sóng đầu ra nghịch đảo nhưng thêm một “độ trễ cổng” nhỏ vào nó để nó không đồng bộ chính xác với dạng sóng đầu tiên.

Ngoài ra, tần số đầu ra của mạch dao động có thể được thay đổi bằng cách thay đổi điện trở cố định, R thành một chiết áp nhưng vẫn cần một điện trở phản hồi nhỏ hơn để ngăn chiết áp làm chập mạch biến tần khi nó ở giá trị tối thiểu, 0Ω.

Chúng ta cũng có thể sử dụng hai đầu ra bổ sung, Q và Q đảo của mạch đầu tiên để nhấp nháy luân phiên hai bộ đèn hoặc đèn LED bằng cách kết nối trực tiếp đầu ra của chúng với đế của hai bóng bán dẫn chuyển mạch như minh họa.

Bằng cách này, một hoặc nhiều đèn LED được kết nối nối tiếp với nhau với bộ thu của các bóng bán dẫn chuyển mạch dẫn đến các lần nhấp nháy xen kẽ của từng bộ đèn LED khi mỗi bóng bán dẫn lần lượt được “BẬT”.

Ngoài ra, khi sử dụng loại mạch này, hãy nhớ tính toán điện trở nối tiếp R phù hợp để giới hạn dòng điện LED xuống dưới 20mA (đèn LED màu đỏ) cho điện áp bạn đang sử dụng.

Để tạo ra đầu ra tần số rất thấp vài Hertz để nháy đèn LED, máy tạo dạng sóng Schmitt sử dụng các tụ điện định thời có giá trị cao mà bản thân chúng có thể lớn và đắt tiền.

Một giải pháp thay thế là sử dụng tụ điện có giá trị nhỏ hơn để tạo ra tần số cao hơn nhiều, chẳng hạn như 1kHz hoặc 10kHz, sau đó chia tần số xung nhịp chính này thành các tần số nhỏ hơn riêng lẻ cho đến khi đạt được giá trị tần số thấp cần thiết và mạch thứ hai ở trên chỉ làm như vậy. cái đó.

Mạch dưới ở trên cho thấy bộ dao động được sử dụng để điều khiển đầu vào đồng hồ của bộ đếm gợn sóng. Bộ đếm Ripple về cơ bản là một số flip-flop chia cho 2, loại D được xếp chồng lên nhau để tạo thành một bộ đếm chia cho N duy nhất, trong đó N bằng số lượng bit của bộ đếm chẳng hạn như CMOS 4024 7-bit Bộ đếm gợn sóng hoặc Bộ đếm gợn sóng 12 bit CMOS 4040.

Tần số xung nhịp cố định được tạo ra bởi mạch xung đồng hồ ổn định Schmitt được chia thành một số tần số con khác nhau như ƒ 2, ƒ 4, ƒ 8, ƒ 256 , v.v., lên đến mức tối đa là “Chia-cho-n” của bộ đếm gợn sóng đang được sử dụng.

Quá trình sử dụng “Flip-flops”, “Bộ đếm nhị phân” hoặc “Bộ đếm gợn sóng” để chia tần số xung nhịp cố định chính thành các tần số phụ khác nhau được gọi là Phân chia tần số và chúng ta có thể sử dụng nó để thu được một số giá trị tần số từ một máy phát dạng sóng đơn.

Máy tạo dạng sóng cổng NAND

Máy tạo dạng sóng Schmitt cũng có thể được tạo bằng cách sử dụng Cổng NAND Logic CMOS tiêu chuẩn được kết nối để tạo ra mạch biến tần. Ở đây, hai cổng NAND được kết nối với nhau để tạo ra một loại mạch dao động thư giãn RC khác sẽ tạo ra dạng sóng đầu ra hình vuông như hình bên dưới.

Máy phát dạng sóng cổng NAND

Trong loại mạch tạo dạng sóng này, mạng RC được hình thành từ điện trở R1 và tụ điện C với mạng RC này được điều khiển bởi đầu ra của cổng NAND đầu tiên .

Đầu ra từ mạng R1C này được đưa trở lại đầu vào của cổng NAND thứ nhất thông qua điện trở R2 và khi điện áp sạc qua tụ đạt đến mức ngưỡng trên của cổng NAND thứ nhất , cổng NAND thay đổi trạng thái khiến cổng NAND thứ hai tuân theo nó, từ đó thay đổi trạng thái và tạo ra sự thay đổi về mức đầu ra.

Điện áp trên mạng R1C hiện đã bị đảo ngược và tụ điện bắt đầu phóng điện qua điện trở cho đến khi đạt đến mức ngưỡng thấp hơn của cổng NAND đầu tiên khiến hai cổng thay đổi trạng thái một lần nữa.

Giống như mạch tạo sóng Schmitt trước ở trên, tần số dao động được xác định bởi hằng số thời gian R1C được cho là: 1/2.2R1C . Nói chung R2 có giá trị gấp 10 lần giá trị của điện trở R1 .

Khi cần có độ ổn định cao hoặc khả năng tự khởi động được đảm bảo, Bộ tạo dạng sóng CMOS có thể được tạo bằng cách sử dụng ba cổng NAND đảo ngược hoặc ba bộ biến tần logic bất kỳ cho vấn đề đó, được kết nối với nhau như minh họa bên dưới để tạo ra một mạch đôi khi được gọi là dạng sóng “vòng ba” máy phát điện.

Tần số dao động được xác định lại bởi hằng số thời gian R1C , giống như đối với bộ dao động hai cổng ở trên và được cho là: 1/2.2R1C khi R2 có giá trị gấp 10 lần giá trị của điện trở R1.

Bộ tạo dạng sóng cổng NAND ổn định

Việc bổ sung thêm cổng NAND đảm bảo rằng bộ dao động sẽ khởi động ngay cả với giá trị tụ điện rất thấp. Ngoài ra, độ ổn định của bộ tạo dạng sóng cũng được cải thiện đáng kể vì nó ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nguồn điện do mức kích hoạt ngưỡng của nó gần bằng một nửa điện áp nguồn.

Mức độ ổn định chủ yếu được xác định bởi tần số dao động và nói chung, tần số càng thấp thì bộ dao động càng ổn định.

Vì loại máy phát dạng sóng này hoạt động ở mức gần một nửa hoặc 50% điện áp cung cấp nên dạng sóng đầu ra tổng hợp có chu kỳ hoạt động gần như 50%, tỷ lệ không gian đánh dấu 1:1. Bộ tạo dạng sóng ba cổng có nhiều ưu điểm so với bộ tạo dao động hai cổng trước đó ở trên nhưng nhược điểm lớn nhất của nó là nó sử dụng một cổng logic bổ sung.

Máy tạo dạng sóng dạng vòng

Chúng ta đã thấy ở trên rằng Bộ tạo dạng sóng có thể được tạo bằng cả TTL và công nghệ logic CMOS tốt hơn với mạng RC tạo ra độ trễ thời gian trong mạch khi được kết nối qua một, hai hoặc thậm chí ba cổng logic để tạo thành Bộ tạo dao động thư giãn RC đơn giản.

Nhưng chúng ta cũng có thể tạo ra các bộ tạo dạng sóng chỉ bằng cách sử dụng Cổng Logic NOT hay nói cách khác là Bộ biến tần mà không cần bất kỳ thành phần thụ động bổ sung nào được kết nối với chúng.

Bằng cách kết nối bất kỳ số ODD nào (3, 5, 7, 9, v.v.) của các cổng NOT để tạo thành mạch “vòng”, sao cho đầu ra của vòng được nối thẳng trở lại đầu vào của vòng, mạch sẽ tiếp tục dao động vì mức logic “1” liên tục quay quanh mạng tạo ra tần số đầu ra được xác định bởi độ trễ truyền của bộ biến tần được sử dụng.

Máy tạo dạng sóng vòng

Tần số dao động được xác định bởi tổng độ trễ lan truyền của Bộ biến tần được sử dụng trong vòng và chính tần số này được xác định bởi loại công nghệ cổng, TTL, CMOS, BiCMOS mà bộ biến tần được tạo ra.

Độ trễ lan truyền hoặc thời gian lan truyền, là tổng thời gian cần thiết (thường tính bằng Nano giây) để tín hiệu truyền thẳng qua Biến tần từ mức logic “0” đến đầu vào đến lúc tạo ra logic “1” ở đầu ra.

Ngoài ra, đối với loại mạch tạo dạng sóng vòng này, các biến thể về điện áp cung cấp, nhiệt độ và điện dung tải đều ảnh hưởng đến độ trễ truyền của cổng logic. Nói chung, thời gian trễ truyền trung bình sẽ được nêu trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất đối với loại cổng logic kỹ thuật số đang được sử dụng với tần số dao động được cho là:

Trong đó: ƒ là tần số Dao động, n là số lượng cổng được sử dụng và Tp là thời gian trễ lan truyền cho mỗi cổng.

Ví dụ. Giả sử rằng một mạch tạo dạng sóng đơn giản có năm Bộ biến tần riêng lẻ được kết nối với nhau thành chuỗi nối tiếp để tạo thành Bộ tạo dao động vòng . Nếu thời gian trễ truyền cho mỗi Biến tần được đưa ra là 8 nano giây (8ns). Khi đó tần số dao động của mạch sẽ là:

Tất nhiên, đây không thực sự là một bộ tạo dao động thực tế do chủ yếu là do tính không ổn định và tần số dao động rất cao, 10 Megahertz tùy thuộc vào loại công nghệ cổng logic được sử dụng và trong ví dụ đơn giản của chúng tôi, nó được tính là 12,5 MHz!!

Tần số đầu ra của bộ tạo dao động vòng có thể được “điều chỉnh” một chút bằng cách thay đổi số lượng Bộ biến tần được sử dụng trong vòng nhưng sẽ tốt hơn nhiều nếu sử dụng bộ tạo dạng sóng RC ổn định hơn như những bộ mà chúng ta đã thảo luận ở trên.

Tuy nhiên, nó cho thấy rằng các cổng logic có thể được kết nối với nhau để tạo ra các bộ tạo dạng sóng dựa trên logic và các mạch kỹ thuật số được thiết kế tồi với nhiều cổng, đường dẫn tín hiệu và vòng phản hồi đã được biết là dao động không chủ ý.

Bằng cách sử dụng mạng RC trên mạch Biến tần , tần số dao động có thể được điều khiển chính xác, tạo ra mạch dao động thư giãn không ổn định thực tế hơn để sử dụng trong nhiều ứng dụng điện tử nói chung.

Trong hướng dẫn tiếp theo về Dạng sóng và Tạo dạng sóng , chúng ta sẽ xem xét Bộ định thời 555, một trong những mạch tích hợp phổ biến và linh hoạt nhất từng được sản xuất, có thể tạo ra nhiều dạng sóng và tín hiệu định thời khác nhau từ bộ hài hòa đơn ổn đến không ổn định.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Vui lòng bỏ chặn quảng cáo!

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng bạn đang sử dụng tiện ích mở rộng để chặn quảng cáo.  Hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách vô hiệu hóa các trình chặn quảng cáo này.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock
error: Đừng cố copy bạn ơiiii :((