| В предлагаемой статье кратко описаны несколько схемных
решений генератора прямоугольных импульсов. Для каждого генератра указана
формула, позволяющая вычислять значение генерируемой частоты в зависимости
от номиналов элементов частотозадающей цепи. Частота - в герцах, сопротивление - в омах, ёмкость - в фарадах, индуктивность - в генри. Более удобно, кстати, для RC-генераторов: частота - в килогерцах, сопротивление - в килоомах, ёмкость - в микрофарадах. Для LC-генераторов: частота - в мегагерцах, ёмкость - в нанофарадах, индуктивность - в миллигенри. Расчётные формулы для ряда генераторов получены опытным путём. Формулы для расчёта частоты соответствуют напряжению питания 5 В и температуре окружающей среды 25 градусов цельсия. Нагрузочная способность генераторов такая же, как у элементов микросхем серии К561. Верхняя граница питающего напряжения - 15 вольт, а нижняя указана в таблице. Генератор на элементах 2И-НЕ (Рис.1) стал уже классическим. Он сохраняет работоспособность при понижении напряжения питания до 2-х вольт, при этом, правда, значительно уменьшается частота генерации. Скважность импульсов близка к двум при любом напряжении питания. В результате разогревания корпуса микросхемы частота несколько уменьшается (на 4% при 85 град.). Подобный генератор может быть собран и на двух логических элементах 2ИЛИ-НЕ (Рис.3), на двух инверторах (Рис.2), а также на трёх инверторах (Рис.4). Отмечу, что у генератора на элементах 2ИЛИ-НЕ частота генерации практически не зависит от температуры корпуса микросхемы, а у генераторов на инверторах частота очень стабильна на участке Uпит=9...15 вольт. На рисунке (Рис.5) показана схема простейшего LC-генератора с логическим элементом 2И-НЕ. LC-цепь сдвигает фазу выходного сигнала на 180 град., в результате этого происходит самовозбуждение генератора. Такие генераторы хорошо работают на повышенных значениях частоты, мягко возбуждаются и отличаются высокой температурной стабильностью. При увеличении частоты сверх 1,3 МГц амплитуда выходных импульсов начинает падать. В генераторе могут также работать элементы 2ИЛИ-НЕ, причём в этом случае он вырабатывает не прямоугольне импульсы, а колебания, по форме близкие к синусоидальным. Для устойчивой работы генератора волновое сопротивление LC-контура не должно быть менее 2кОм. Частота генерации практически совпадает с резонансной частотой LC-контура. Достоинство генератора - высокая температурная стабильность частоты. Подобне по структуре генераторы можно выполнить на одном элементе-триггере Шмитта (Рис.6). При напряжении питания, близком к максимальному, они весьма стабильны по частоте. Кроме того они очень экономичны - при напряжении питания 6 вольт потребляют ток всего несколько микроампер.   
|
| Генератор по схеме на рис. | Нижний предел сопротивления резистора R1, кОм | Наибольшая частота генерации, МГц | Минимальное напряжения питания, В | Изменение частоты при нагревании до 85, % | Скважнасть выходных импульсов |
| 1 | 1 | 2 | 2 | -4 | 2 |
| 2 | 0,56 | 2 | 2,5 | -5 | >2 |
| 3 | 1 | 2 | 4 | - | 2 |
| 4 | 0,56 | 2 | 2 | +2.5 | <2 |
| 5 | - | 1.3 | 3 | - | <2 |
| 6 | 1 | 1 | 1,4 | -11 | >2 |
anim3d@hot.ee