Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Generatory sygnałów na układach CMOS. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Początkujący amator radiowy

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

Oscylatory CMOS są popularne wśród radioamatorów. Znajdują zastosowanie w projektowaniu przyrządów pomiarowych, generatorów częstotliwości audio, sond do sprawdzania stanu elementów radiowych oraz kaskad urządzeń radiowych. W artykule opisano trzy warianty takich generatorów, które można wykonać w postaci sond do sprawdzania i regulacji elementów o niskiej i wysokiej częstotliwości różnych urządzeń.

Zazwyczaj przy projektowaniu sond i kalibratorów stosuje się generatory krótkich impulsów, które wytwarzają sygnał o szerokim i jednolitym widmie. Taki sygnał pozwala szybko sprawdzić kaskady urządzeń radiowych, zarówno niskoczęstotliwościowych (LF), jak i wysokoczęstotliwościowych (HF). Co więcej, im krótszy czas trwania impulsu, tym lepiej – widmo jest szersze i bardziej jednolite.

Z reguły takie generatory składają się z dwóch głównych elementów: samego generatora impulsów prostokątnych i generatora krótkich impulsów. Tymczasem możesz obejść się bez specjalnego modułu kształtującego, ponieważ jest on już dostępny w elemencie logicznym mikroukładu CMOS.

Rozważmy na przykład obwód sondy pokazany na ryc. 1. Jest to dobrze znany generator RC, działający w tym przypadku z częstotliwością około 1000 Hz (zależy to od ocen części R1, C1). Prostokątny sygnał o niskiej częstotliwości pochodzi z wyjścia elementu DD1.2 (pin 4) przez obwód R2C3 do rezystora zmiennego R4 - płynnie dostosowują amplitudę sygnału dostarczanego do testowanego węzła.

Generatory sygnału CMOS

Wyjście sygnału wysokiej częstotliwości (krótkie impulsy) jest nieco niezwykłe - sygnał jest pobierany z rezystora zmiennego R3 zawartego w obwodzie mocy mikroukładu. Przesuwając suwak tego rezystora, płynnie reguluje się poziom sygnału wyjściowego o wysokiej częstotliwości.

Rozważmy zasadę działania takiego układu kształtującego zgodnie z uproszczonym obwodem elementu logicznego struktury CMOS (ryc. 2). Jego podstawą są dwa połączone szeregowo tranzystory polowe z izolowaną bramką i różnymi rodzajami przewodnictwa kanału.

Generatory sygnału CMOS

Jeśli rezystor R1 zostanie połączony szeregowo z tranzystorami, a na wejście elementu zostaną przyłożone prostokątne impulsy U1, nastąpi następująca sytuacja (rys. 3).

Generatory sygnału CMOS

Ze względu na to, że czas trwania czoła impulsu nie może być nieskończenie mały, a także ze względu na bezwładność tranzystorów, w momencie działania czoła nadejdzie moment, w którym oba tranzystory będą otwarte państwo. Przepłynie przez nie tzw. prąd przelotowy, którego wartość może wahać się od jednostek do kilkudziesięciu miliamperów, w zależności od rodzaju mikroukładu i napięcia źródła zasilania. Rezystor będzie generował krótkie impulsy napięcia U2. Co więcej, zarówno w czasie działań frontowych, jak i recesji. Innymi słowy, nastąpi podwojenie częstotliwości początkowych impulsów.

Rezystancja rezystora nie powinna być duża, aby uniknąć zakłócenia działania elementów mikroukładu. Oznacza to, że do wyjścia wysokoczęstotliwościowego można podłączyć niskooporowe obciążenie o rezystancji 50...75 Ohm.

Dla rozważanego generatora maksymalna amplituda impulsów na wyjściu wysokiej częstotliwości wynosi 100 ... 150 mV, a prąd pobierany ze źródła zasilania nie przekracza 1,6 mA. Generator przeznaczony jest do testowania wzmacniaczy 3H, głośników trójprogramowych, odbiorników radiowych na pasmach DV i MW. 4.

Generatory sygnału CMOS

Jest zbudowany zgodnie z zasadą opisaną powyżej, ale generator działa z częstotliwością 1 MHz. Na rezystorze R3 powstają krótkie impulsy napięcia o wysokiej częstotliwości, które są podawane przez kondensator C3 do testowanych kaskad. Zależność amplitudy harmonicznych od częstotliwości pokazano na ryc. 5 - spada z 20 mV przy częstotliwości 1 MHz do 12 μb przy częstotliwości 80 MHz. co w większości przypadków wystarcza do wykonania zadania stojącego przed sondą. Częstotliwość generowania jest precyzyjnie ustawiana przez wybór kondensatorów C1 i C2. Ze źródła zasilania generator pobiera prąd o natężeniu około 5 mA.

Generatory sygnału CMOS

Na jednym układzie CMOS nie jest trudno zmontować połączony generator - połączenie dwóch opisanych konstrukcji (ryc. 6). Zawiera również dwa wyjścia, a tryby pracy ustawia się przełącznikiem SA1.

Generatory sygnału CMOS

W dolnym położeniu styku ruchomego przełącznika zgodnie ze schematem pracuje tylko generator LF, w związku z czym na wyjściu LF pojawią się impulsy prostokątne, a na wyjściu HF krótkie impulsy o szerokości widma do 1,5 MHz . W pozycji środkowej działa tylko oscylator kwarcowy, a wyjście RF będzie miało sygnał o szerokości widma do 80 MHz. Jednocześnie na wyjściu LF w ogóle nie ma sygnału. Jeśli ruchomy styk przełącznika zostanie przesunięty w górną pozycję, oba generatory zostaną włączone, a kwarcowy zostanie zmodulowany sygnałem generatora niskiej częstotliwości.

Przy wysokim współczynniku jakości rezonatora kwarcowego generator HF może być słabo modulowany przez sygnał generatora LF. W takim przypadku należy odłączyć pin 5 elementu DD1.3 od przełącznika i podłączyć go do pinu 6, a przewód do przełącznika podłączyć od pinu 8 (jest on odłączony od pinów 4 i 9 oraz rezystora R5).

Konstrukcja wszystkich generatorów sond może być dowolna, ale dla ich stabilnej pracy połączenia między częściami muszą być jak najkrótsze.

Autor: I. Nieczajew, Kursk

Zobacz inne artykuły Sekcja Początkujący amator radiowy.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Zintegrowany wzmacniacz przy 1 THz 04.11.2014

Firma Northrop Grumman Corporation, której jednym z obszarów specjalizacji jest zaawansowana mikroelektronika, ogłosiła przełom w rozwoju mikrofalowych układów scalonych.

Specjaliści Northrop Grumman stworzyli zintegrowany wzmacniacz, który zawiera 10 stopni tranzystorowych i pracuje na częstotliwości 1012 GHz. To rekordowy poziom. Nawiasem mówiąc, poprzedni rekord świata ustanowiony w 2012 roku, równy 850 GHz, również należał do Northrop Grumman.

Zakres fal elektromagnetycznych w terahercach jest atrakcyjny dla systemów komunikacyjnych ze względu na jego dużą przepustowość, ale jego rozwój jest utrudniony przez brak podstawy elementu zdolnej do działania przy tak wysokich częstotliwościach. Dla porównania: nowoczesne sieci bezprzewodowe działają na częstotliwościach rzędu gigaherców, czyli tysiąc razy mniej.

Układ Northrop Grumman wykorzystuje tranzystory o wysokiej ruchliwości elektronów z bramką 25 nm wykonaną z fosforku indu. Przy częstotliwości 1 THz wzmocnienie tego tranzystora wynosi 10 dB, a przy częstotliwości 1,03 THz 9 dB.

Opracowanie powstało w ramach programu finansowanego przez amerykańską Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony (DARPA). Jest to zwieńczenie trójfazowego projektu polegającego na stworzeniu obwodów tranzystorowych pracujących na częstotliwościach 670 GHz, 850 GHz i 1 THz. W ciągu pięciu lat Northrop Grumman z powodzeniem osiągnął wszystkie trzy kamienie milowe.

Mówi się, że osiągnięcie Northrop Grummana doprowadzi do powstania nowych technologii w nadzorze, radarze, komunikacji, skanowaniu atmosfery, radioastronomii i medycynie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Inteligentna pokrywa toalety od Xiaomi

▪ Znaleziono gwiazdy drugiej generacji

▪ Produkcja plastikowych butelek z cukru

▪ Latający elektryczny samochód wyścigowy Alauda Airspeeder Mk3

▪ Nowa zasada generowania promieni rentgenowskich

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Przedwzmacniacze. Wybór artykułu

▪ artykuł Bankowość. Notatki do wykładów

▪ artykuł Które zwierzęta w procesie ewolucji wyszły z wody i wróciły? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Konserwacja żurawi o udźwigu do 500 kg. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Czyszczenie przedmiotów z niklu. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Skąd się to wzięło? Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024