Принципова схема

Мікросхема таймера КР1006ВІ1 є багатофункціональним пристроєм і використовується в самих різних електронних конструкціях. На її базі зручно реалізови-вати як автоколивальні, так і чекають мультивібратори. Тривалість імпульсів в обох випадках можна регулювати зміною сталих часу ланцюгів заряду і розряду накопичувального конденсатора або зміною величини постійного напруги на виводі 5 мікросхеми.

Як при налаштуванні пропонованого зразка, так і при самосто; ятельное конструюванні інших пристроїв з використанням КР1006ВІ1, корисно представляти її внутрішній устрій. Зупинимося на цьому детальніше.

На рис. 2.35 наведена структура мікросхеми. Вона містить дільник, що забезпечує формування опорних напруг 1/3Un і 2/3Un, два операційних підсилювача, RS-тригер, два транзисторних ключа та інвертор Ш. Для того щоб розгляд було предметним, на мікросхемі зібраний автоколивальний мультивібратор, для чого знадобилися лише три зовнішніх елемента.

У момент подачі напруги живлення починається заряд конденсатора С1 через послідовно включені R1 і R2.

   

Напруга з конденсатора прикладається до прямого входу ОУ1, і до моменту tj залишається менше опорного напруги на його інверсному вході (рис. 236, а). Весь цей час на виході ОУ, а значить і на вході «R» тригера напругу близько до нуля (логічний 0).

Це ж напруга докладено і до інверсному входу ОУ2 і якийсь час залишається нижче опорного напруги на його прямому вході (l/3f/n). Як відомо, в цьому випадку напруга на виході ОУ близько до напруги харчування (логічна 1). Воно прикладається до входу «S» тригера. При такій комбінації сигналів на входах, напруга на виході тригера дорівнює нулю, а на виході інвертора (Висновок 3 мікросхеми) – відповідно, напрузі живлення. Транзисторний ключ VT1 замкнений і не робить ніякого впливу на роботу схеми. Ключ VT2 в цьому варіанті включення мікросхеми постійно замкнений, так як його база з'єднана з емітером.

В момент перевищення напругою на конденсаторі опорного рівня 1/3Un напруга на виході ОУ2 стрибкоподібно звертається в нуль. Тепер на обох входах тригера логічні нулі, але стан його виходу не змінюється, оскільки для цього повинні помінятися на протилежні стану обох входів. У момент tj напруга на конденсаторі досягає другого опорного рівня, і нуль на виході ОУ1 змінюється одиницею.

   

При цьому комбінація сигналів на вході тригера стає протилежною вихідної, і стан його виходу змінюється з нуля на одиницю. На виході інвертора відповідно починається фаза формування негативного імпульсу (див. рис. 2.36, б). Крім того, одиниця з виходу тригера прикладається до бази транзистора VT1. Читача не повинна бентежити безпосередня подача високого потенціалу на базу транзистора.

На схемі відображені тільки функціональні зв'язки без зайвої деталізації. У реальному схемою, зрозуміло, передбачені відповідні базові ланцюга. Ключ відкривається, підключаючи точку з'єднання резисторів R1 і R2 до корпусу. Починається розряд конденсатора С1 через резистор R2.

Практично відразу ж напруга на прямому вході ОУ1 стає менше опорного, а на його виході стрибком знову встановлюється логічний «О». До перекидання тригера це не призводить, так як змінюється стан лише одного входу «R». Тригер як би готується до перекидання.

Коли ж напруга на конденсаторі зменшиться до величини 1/3Un (момент t2 на малюнку), зміниться стан на виході ОУ2 і вході «S» тригера – відбудеться його зворотне перемикання, і напруга на виході інвертора знову стане високим. Ключ VT1 розімкнеться, і почнеться заряд конденсатора С1.

Далі процеси будуть повторюватися. Очевидно, період проходження вироблюваних імпульсів буде дорівнює сумі тривалостей позитивного і негативного імпульсів. У свою чергу, тривалість позитивного імпульсу визначається постійною часу C1-(R1 + R2) і може бути наближено обчислена за формулою т + = 0,685 (R1 + R2) C1; тривалість негативного визначається постійною часу розряду конденсатора і обчислюється за формулою т. = 0,685 R2C1.

З рис. 2.36, а видно, що якщо з допомогою зовнішніх ланцюгів примусово змінювати напругу на виводі 5 мікросхеми, то будуть змінюватися опорні рівні і, як наслідок, тривалість обох імпульсів. Цей факт використовується для електронного урядування тривалості.

Робота схеми в режимі чекає мультивибратора багато в чому аналогічна розглянутої раніше, тому тут не наводиться. Варто тільки згадати, що формування вихідного позитивного імпульсу в цьому випадку може бути в будь-який момент перерване подачею короткого негативного імпульсу на вхід 4, який повинен бути підключений до плюса джерела через резистор величиною 1-3 кОм. Негативний імпульс викличе відмикання ключа VT2, що в свою чергу – відмикання VT1 і швидкий розряд накопичувального конденсатора. Схема підключення конденсатора в режимі чекає мультивибратора відрізняється від розглянутої (див. рис. 2.37, наприклад канал № 1).

Тепер власне про шифратори. Його схема наведена на рис. 3.36. Генератор тактових імпульсів реалізовано на DA1 за схемою автоколебательного мультивібратора. Необхідний період повторення встановлюють підбором величини R1 або R2. Висновок 5 мікросхеми зашунтірован конденсатором СЗ для запобігання попадання на опорний вхід перешкод, що призводило б до хаотичного зміни періоду повторення.

Імпульси з виходу генератора (рис. 2.38, а) диференціюються ланцюгом C4R3, на виході якої формуються короткі сплески, відповідні фронтах (рис. 2.38, б). Негативні сплески, наступні з періодом Тп, запускають режиму мультівібратор, зібраний на таймері DA2. Вихідна

   

   

тривалість його імпульсів визначається постійною часу т = R4C8, а регулювання в межах ± 0,5 мс – зміною постійної напруги на виводі 5 за допомогою потенціометра R6.

Точна підгонка меж зміни досягається підбором R5 і R7. Канальний імпульс формується на виводі 3 мікросхеми (рис. 2.38, в). Після його диференціювання ланцюгом C7R8 негативний сплеск, відповідний задньому фронту, запускає повністю аналогічну схему формувача другий канального імпульсу (рис. 2.38, г). У разі восьмиканального варіанту наступні каскади будуються по точно такими ж схемами.

   

Негативні імпульси з дифференцирующих ланцюгів всіх трьох каскадів через діоди VD1-VD3 надходять на режиму мультівібратор формування кодової посилки DA4. Останній виробляє короткі імпульси стандартної тривалості т = 0,5 мс (рис. 2.38, д).

Параметри цих імпульсів визначаються постійної часу т = R15C11. Відстань між передніми фронтами сусідніх пар одно длительностям відповідних канальних імпульсів.

Деталі та конструкція

Друкована плата двоканального варіанту зображена на рис. 2.39, а восьмиканального – на рис. 2.40. Перед установкою мікросхем DA1 необхідно впаяти перемичку з боку розташування деталей, на малюнках вона зображена пунктирною лінією. Мікросхеми таймерів можна замінити імпортним аналогом, наприклад LM555.

Оптимально використовувати мікросхеми типу 556, містять в одному корпусі по два таймера.

Розведення плати, природно, доведеться змінити. Найкращий вибір – мікросхеми типу 7555 і 7556, виконані за технологією КМОП і мають суттєво менші струми споживан-

   

ня. Всі времязадающіх конденсатори (С2, С5, С8, С11) повинні бути плівковими. Діоди – будь-які малогабаритні.

Стабілізатор, використовуваний в схемі, допускає підвищення вхідної напруги аж до 20 В. Потенціометри R6, R11 повинні мати підвищену зносостійкість, їх характеристика регулювання – Типу А (лінійна).

Налаштування

Тимчасово припаявши замість R1 змінний резистор на 100 кОм, встановлюють період повторення рівним 20 мс для восьми-канального варіанту і 10 мс для двоканального. В останньому випадку ємність конденсатора С1 можна зменшити до 0,22 мкФ. Далі, встановивши ручку управління, пов'язану з движком R6, в нейтральне положення, підбором величини R4 необхідно встановити тривалість канального імпульсу на виводі 3 мікросхеми рівної 1,5 мс. Для цієї мети зручно тимчасово припаяти замість постійного резистора змінний.

Відхиливши ручку управління в крайнє положення, проконтролювати зміна тривалості імпульсу. Якщо воно більше 0,5 мс, то вісь або корпус потенціометра потрібно повернути так, щоб опір між движком і нижнім висновком

зменшилася. Підбором R4 відновити вихідну тривалість імпульсів в нейтральному положенні ручки управління. Проробивши ці операції кілька разів, добитися необхідних параметрів канального імпульсу. Налаштування інших каналів повністю аналогічна. Після закінчення налаштування замість тимчасових змінних резисторів впаюються еквівалентні постійні.

   

Дніщенко В. А.

500 схем для радіоаматорів. Дистанційне керування моделями.
СПб.: Наука і техніка, 2007. – 464 е.: мул.