В деяких практичних випадках потрібно сформувати імпульси з великим періодом повторення – рідкісні імпульси. Імпульсні (цифрові) пристрою справляються з цим завданням просто. Варто згадати електронні годинник. Вони формують інтервали часу в десятки хвилин і навіть кілька годин. Аналогові електронні пристрої також можуть виконати цю задачу. Однак, потрібно конденсатор великої ємності. Це якщо підійти до вирішення проблеми в «лоб». Але можна обійтися без великого конденсатора, якщо поєднати електроніку і теплові процеси.

Для формування рідкісних імпульсів застосуємо відому нам мікросхему КР1156ЕУ5 (див. гл. 1). Але включення її не зовсім звичайно (див. рис. 2.15).

Будемо розбиратися, як таке включення мікросхеми призводить до формування рідкісних імпульсів. Перше, що нам

Рис. 2.15. Схема електрична генератора рідкісних імпульсів

зрозуміло, це спосіб включення вихідних транзисторів мікросхеми. Тут нічого складного немає. Обидва транзистора колекторами під’єднані до джерела живлення, а навантаженням цього емітерного повторювача є резистор R1.

А от далі незрозуміло, чому до висновку 3 (вхід підключення конденсатора) приєднуються резистори? Для цього буде потрібно згадати, як перевіряється функціонування схеми (гл. 1, рис. 1.24). Справа в тому, що зростання потенціалу виведення 3 вище порога спрацьовування внутрішньої схеми порівняння переводить вихідні транзистори мікросхеми в непроводящее стан.

Уважно придивившись до схеми, помічаємо, що верхнє плече дільника R2R3 являє собою терморезистор. Ось ті на! Генератор імпульсів без конденсатора, але зате з терморезистором!

Але тим не менше все-таки імпульси виникають. Рідко, але виникають. Розглянемо як же це відбувається. При нормальній температурі опір терморезистора велика і потенціал середньої точки дільника (і відповідно входу Зт) Недостатній для перекладу вихідних транзисторів в закритий стан. Вони відкриті і резистор навантаження R1, що знаходиться під напругою, нагрівається. Тепло від цього резистора передається на терморезистор R2 і він, нагріваючись, зменшує свій опір. Тому потенціал виведення 3 росте і, досягнувши порога перемикання, переводить вихідні транзистори у вимкнений стан. Резистор навантаження R1 знеструмлюється і починається процес охолодження. Коли все охолоне (R1 і R2), процес повториться знову. Отже, коливання в такому генераторі імпульсів відбуваються за рахунок теплової зворотного зв’язку між резистором R1 (нагрівач) і R2 (датчик температури). Тому вони обведені на схемі пунктиром, що має на увазі їх спільне розташування.

Близькість розташування цих елементів (глибина зворотного зв’язку) визначає період повторення імпульсів, а потенціал середньої точки дільника – температуру перемикання.

Обидва елементи, що утворюють теплову зворотний зв’язок, мають циліндричну форму і тому точно розташувати їх відносно один одного важко. А адже саме їх взаємне розташування визначає параметри зворотного зв’язку і, відповідно, вихідного імпульсу.

Параметри елементів схеми генератора рідкісних імпульсів наведено в табл. 2.8.

Більш стабільну і передбачувану теплову зворотний зв’язок можна отримати, якщо застосувати транзистори і як термочутливого елемента, і в якості нагрівача. Конструктивне виконання транзисторів дозволяє забезпечити певний тепловий контакт і розташовувати їх таким чином, щоб отримувати необхідні тимчасові параметри імпульсу.

Робота елементів схеми з транзисторами в колі зворотного зв’язку (рис. 2.16) відбувається наступним чином. При включенні живлення вихідні транзистори мікросхеми відкриті. На транзистор VT2 подано напругу і він нагрівається. Струм через нього обмежений, тому що працює за схемою токостабілізірующего двухполюсника. Стабілізуючим елементом у даному випадку є світлодіод HL1. Величина робочого струму колектора встановлюється резистором R4.

Виділяється тепло передається на транзистор VT1. Він також нагрівається, що призводить до зменшення напруги між колектором і емітером. Як ми знаємо, це є

Поз. обоен.

Тип

Допустима заміна

Конденсатор

I01

К50-35100 мкФ 16 В

I Мікросхема

DA1

КР1156ЕУ5

Резистор С2-33 0,5 Вт 10%

С1-4, імп., 5%

R1

1 кОм

0,1-10 кОм

Резистор СГ13-386 0,125 Вт

R3

4,7 кОм

Див текст

Терморезистор ММТ-1

R2

22 кОм

Рис. 2.16. Схема електрична генератора рідкісних імпульсів з транзисторами

наслідком негативного ТКН напруги іБЕ. При досягненні певної температури, яка встановлюється за допомогою резистора R2, потенціал виведення 3 стає більше порога перемикання і це призводить вихідні транзистори мікросхеми в закрите стан. Токостабілізірующій двухполюсник на транзисторі VT2 знеструмлюється і світлодіод HL1 гасне. Починається процес охолодження і через певний час цикл повторюється. Період може досягати декількох десятків хвилин.

Параметри і типи елементів схеми генератора рідкісних імпульсів наведено в табл. 2.9.

Таблиця 2.9. Перелік елементів для схеми генератора рідкісних

імпульсів з транзисторами

Поз. обозн.

Тип

Допустима заміна

Конденсатори

С1

К50-35100 мкФ 25 В

С2

К10-17 10 000 пФ

Див текст

Мікросхема |

DA1

КР1156ЕУ5

Резистори С2-33 0,25 Вт J0%

С1-4, імп., 5%

R1

30 кОм

R3

2 кОм

R5

2 кОм

Резистори СПЗ-386 0,125 Вт

■ R2

4,7 кОм

Див текст

R4

100 Ом

Див текст

Транзистори

VT1, VT2

КТ3102БМ-ЕМ

КТ315Р

Джерело: 33 схеми на мікросхемі КР1156ЕУ5, © «АЛЬТЕКС», 2005 © І. Л. Кольцов, 2005