Простой Генератор прямоугольных импульсов

Простой Генератор прямоугольных импульсов

Программа для расчета простого мультивибратора на микросхеме CD4011

В радиолюбительской практике очень часто бывает необходимо собрать простой и дешевый генератор импульсов. Проще всего собрать его на одной из самых распространённых КМОП микросхем типа CD4011 (советский аналог К561ЛА7). Такой генератор импульсов можно использовать в различных импульсных устройствах, таких как преобразователи напряжения, тестеры для проверки различных радиосхем, генераторы для прозвони электрических цепей и т.д.

Микросхема CD4011 очень дешева. Набор из 10 штук стоит в районе $1

Микросхема CD4011 входит в состав очень распространенной и очень старой 4000-й серии микросхем (в СССР это серия К561). 4011 — это наверно самая распространенная среди радиолюбителей микросхема данной серии, так как содержит в одном корпусе четыре логических элемента 2И-НЕ (NAND). А как известно из теории цифровой техники, на логических элементах 2И-НЕ можно построить абсолютно любые более сложные логические схемы, то есть элемент NAND представляет собой универсальный «кирпичик» цифровой техники.

Микросхема CD4011 очень удобна тем, что работает в относительно широком диапазоне питающих напряжений. Теоретически, работоспособность сохраняется при изменении напряжения питания от 3 до 18 вольт. Но в реальных схемах желательно использовать эти микросхемы при напряжении питания не ниже 5 и не выше 15 вольт. Из недостатков серии 4000 — не очень высокое быстродействие. Реальная граничная рабочая частота зависит от напряжения питания. При максимальном напряжении рабочая частота не выше 10..15 мегагерц. При напряжении питания 3..5 вольт — это примерно 2 — 3 мегагерца. Тем не менее для многих применений этого вполне достаточно. Мне нравится использовать генератор прямоугольных импульсов на этой микросхеме в дешевых повышающих преобразователях напряжения для управления ключевым MOSFET транзистором. Мультивибратор на логической микросхеме обеспечивает лучшую форму выходных прямоугольных импульсов, чем например известная схема мультивибратора на двух транзисторах, и кроме того, содержит меньше деталей.

Распиновка микросхемы CD4011 (К561ЛА7)

Генератор прямоугольных импульсов на 4011. Схема 1

Это первый вариант схемы мультивибратора на чипе 4011. Она использует 3 элемента из четырех, входящих в состав микросхемы. С указанными номиналами C1 и R1 и при напряжении питания 5 В частота импульсов на выходе — примерно 10 кГц. Рассчитать генератор на другую частоту можно с помощью небольшой программы — калькулятора, о которой речь пойдет чуть позже.

Генератор прямоугольных импульсов на 4011. Схема 2

Второй вариант схемы использует только 2 логических элемента из четырех. Стабильность работы первой схемы несколько выше. Также частот генерации обеих схем в некоторой степени зависит от напряжения питания. При изменении напряжения питания от 5 до 15 вольт выходная частота увеличивается примерно на 10 процентов.

Программа для расчета элементов мультивибратора на микросхеме 4011 (К561ЛН7)

Для расчета номиналов резистора и конденсатора мультивибратора в зависимости от заданной частоты импульсов написал маленькую программу. Программа написана в бесплатной среде программирования Lazarus 2.2.0

Радиокнопками Type1 и Type2 вы можете выбрать первый или второй вариант схемы генератора.

В Поле F= задаем нужную частоту в килогерцах (можно использовать дробные значения.

В полях R= и C= можно задать желаемое сопротивление резистора в килоомах или емкость конденсатора в пикофарадах.

поле Vdd позволяет выбрать напряжение питания мультивибратора. От этого напряжения в некоторой степени зависит частот на выходе схемы. Можно выбрать напряжение от 5 до 15 вольт с шагом в 1В.

Что будет вычислено в итоге, зависит от того, какую кнопку вы нажмете. Если нажать Calculate C то будет вычислена емкость конденсатора. Если нажать Calculate R то программа посчитает сопротивление резистора. Результат вычисления будет подсвечен зеленым цветом до следующего ввода нового значения.

В мультивибраторе по этим схемам не рекомендуется использовать резистор сопротивлением менее 10 кОм. Расчет с помощью программы приблизительный и ориентировочный. Программа позволяет вам выбрать примерные отправные значения емкости и сопротивления. Подгонять частоту нужно в реальном устройстве точным подбором сопротивления резистора или емкости конденсатора.

Скачать программу расчета мультивибратора можно по этой ссылке…

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Пример использования мультивибратора на микросхеме 4011

На рисунке ниже приведена схема простого преобразователя постоянного напряжения на выходное напряжение 90 — 120 В

Генератор прямоугольных импульсов здесь выполнен по первой схеме и работает на частоте 2.5 — 3 кГц. Частоту можно настроить подбором резистора R1 или/и конденсатора C1.

Четвертый логический элемент D1.4 используется как буфер между генератором импульсов и затвором ключевого транзистора VT1. В качестве этого транзистора можно использовать любой MOSFET, рассчитанный на напряжение, не меньшее чем выходное напряжение преобразователя.

Катушку L1 (дроссель) я намотал на ферритовой «гантельке» от катушки, выпаянной из старого электронного балласта для люминесцентной лампы. Намотка проводом диаметром 0.1мм до заполнения «гантельки».

Выходное напряжение зависит от напряжения питания а также от частоты импульсов на выходе мультивибратора. При попадании частоты в резонанс катушки (и ёмкости монтажа) напряжение значительно возрастает. В моем случае это была частота в районе 2.5 кГц. При этом напряжение было примерно 130 вольт. При увеличении частоты до 4..5 кГц выходное напряжение было в районе 65 — 80 вольт. Индуктивность катушки на «Гантельке» получилась равной 5mH. Индуктивность можно измерить вот этим прибором.

Сообщение Простой Генератор прямоугольных импульсов появились сначала на MBS Electronics.

О admin

x

Check Also

Умный Паяльник SEQURE SQ001

Умный Паяльник SEQURE SQ001

Миниатюрный паяльник SQ001 от китайской компании Sequre — это современный инновационный инструмент. Фактически — это ...