מחוללי פולסים מלבניים המבוססים על שבבי CMOS. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מחוללי פולסים מלבניים על שבבי CMOS. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

מחבר מאמר זה ערך עבודה ניסיונית כדי לחקור את המאפיינים של מתנדים שונים במיקרו-מעגלי CMOS. כתוצאה מכך, הוא בחר כמה מהאפשרויות המעניינות ביותר, לדעתו, לביצוען, אותן אנו מציגים לתשומת לב הקוראים.

מאמר זה מתאר בקצרה מספר עיצובי מעגלים של מחולל פולסים מלבני הבנוי על מעגלים שונים מסדרת K561. מבנה המאמר הוא השוואתי והתייחסות. כל מעגל מלווה ברשימת פרמטרים ותכונות (ראה טבלה), כמו גם תלות גרפית של הזרם הנצרך והתדר שנוצר במתח האספקה.
גנרטור לפי התרשים באיור. גבול תחתון של התנגדות של הנגד R1, kOhm תדר הדור הגבוה ביותר, MHz מתח אספקה מינימלי, V שינוי בתדירות בחימום ל-85°C, % מחזור תפוקה
1, א 1 2 2 -4 2
2, א 1 2 4 - 2
3, א 0,56 2 2,5 -5 >2
4, א 0,56 2 2 +2,5 <2
5, א - 1,3 3 - <2
6, א 1 1 1,4 -11 >2

בנוסף, לכל מחולל יש נוסחה המאפשרת לחשב את ערך התדר המופק בהתאם לדירוג האלמנטים של מעגל קביעת התדר (תדר - בהרץ, התנגדות באוהם, קיבול - בפאראדים, השראות - בהנרי; יותר נוח, אגב, למחוללי RC: תדר - בקילו-הרץ, התנגדות בקילו-אוהם, קיבול - במיקרו-פאראד; למחוללי LC: תדר במגה-הרץ, קיבול - בננו-פאראד, השראות - במילי-הנרי). נוסחאות חישוב עבור מספר גנרטורים התקבלו בניסוי.

כל המאפיינים של הגנרטורים הנבדקים המוצגים במאמר התקבלו כתוצאה מניסויים עם דגימות ספציפיות של מיקרו-מעגלים. עם מקרים אחרים של מיקרו-מעגלים, המאפיינים עשויים להיות מעט שונים. נוסחאות לחישוב התדר מתאימות למתח אספקה של 5 וולט ולטמפרטורת סביבה של 25 מעלות צלזיוס. קיבולת העומס של הגנרטורים זהה לזו של רכיבי המיקרו-מעגלים מסדרת K561. הגבול העליון של מתח אספקת הגנרטור נקבע גם לפי סדרת המיקרו-מעגלים המשמשים והוא שווה ל-15 V, והגבול התחתון מצוין בטבלה. מסיבות מעשיות, קבעתי את הגבול העליון של התנגדות הנגד על 40 MOhm.

בגנרטורים עם משוב חיובי קיבולי, משרעת הפולסים בכניסת האלמנט יכולה לחרוג ממתח האספקה. במקרים אלה, דיודות ההגנה על הכניסה נפתחות וזרם מתחיל לזרום דרכן. כדי להגביל זרם זה, יש להתקין במעגל הכניסה נגד עם התנגדות של 1...150 קילו אוהם, כפי שמצוין ב-[1] ובשימוש ב-[2].

לכל הגנרטורים הנדונים במאמר זה יש עירור רך. במילים אחרות, לא משנה כמה לאט מתח האספקה גדל, הגנרטור עדיין יעבוד.

המחולל המבוסס על אלמנטים 2I-NOT (איור 1,א) כבר הפך לקלאסיקה ומוכר ממספר רב של פרסומים. הוא נשאר פעיל כאשר מתח האספקה Up מופחת ל-2 V, עם זאת, תדר הייצור מופחת באופן משמעותי.

מחוללי פולסים מלבניים על שבבי CMOS

מחזור העבודה של הפולסים קרוב לשניים בכל מתח אספקה. כתוצאה מחימום גוף המיקרו-מעגל, התדירות יורדת מעט (ב-4% ב-85 מעלות צלזיוס).

גנרטור דומה יכול להתבצע על שני אלמנטים לוגיים 2OR-NOT (איור 2, א), על שני ממירים (איור 3, א), וגם על שלושה ממירים (איור 4, א). פרטים על הפעולה וההבדלים של גנרטורים בשניים ושלושה ממירים ניתן למצוא ב-[3]. שימו לב שעבור גנרטור המבוסס על אלמנטים 2OR-NOT, תדר הייצור הוא כמעט בלתי תלוי בטמפרטורה של מארז המיקרו-מעגל, ולגנרטורים המבוססים על ממירים, התדר יציב מאוד באזור Upit = 9...15 V.

מחוללי פולסים מלבניים על שבבי CMOS

איור 5a מציג את המעגל של מחולל ה-LC הפשוט ביותר עם אלמנט לוגי 2I-NOT. מעגל ה-LC מעביר את הפאזה של אות המוצא של האלמנט ב-180 מעלות, וכתוצאה מכך לעורר עצמי של הגנרטור. גנרטורים כאלה פועלים היטב בתדרים גבוהים, מתרגשים ברכות ומאופיינים ביציבות טמפרטורה גבוהה [3].

מחוללי פולסים מלבניים על שבבי CMOS

ככל שהתדר עולה מעל 1,3 מגה-הרץ, המשרעת של פולסי המוצא מתחילה לרדת.

הגנרטור יכול להפעיל גם אלמנטים של 2OR-NOT, ובמקרה זה הוא מייצר לא פולסים מלבניים, אלא תנודות הקרובות לצורתן הסינוסואידלית.

לפעולה יציבה של הגנרטור, עכבת הגל של מעגל ה-LC לא צריכה להיות פחות מ-2 קילו אוהם. תדר הייצור עולה בקנה אחד עם תדר התהודה של מעגל ה-LC. היתרון של הגנרטור הוא יציבות תדר הטמפרטורה הגבוהה שלו.

גנרטורים בעלי מבנה דומה יכולים להתבצע על אלמנט בודד, טריגר שמיט (איור 6א). במתח אספקה קרוב למקסימום, הם יציבים מאוד בתדר. בנוסף, הם חסכוניים ביותר - עם מתח אספקה של פחות מ-6 V הם צורכים זרם של כמה עשרות מיקרואמפר בלבד.

מחוללי פולסים מלבניים על שבבי CMOS

ספרות

Biryukov S. A. מכשירים דיגיטליים על מעגלים משולבים של MOS, כרך א. 1132, עמ'. 60-65; נושא 1220, עמ'. 105-111. - מ': רדיו ותקשורת, 1990; 1996 (MRB).
Nechaev I. בדיקה לוגית ללא ספק כוח. - רדיו, 1990, מס' 10, עמ' 83,84.
Biryukov S. גנרטורים ומעצבי פולסים על מעגלים CMOS מיקרו. רדיו, 1995, מס' 7, עמ' 36,37.
גנרטור Kiverin N. LC המבוסס על אלמנטים לוגיים. - רדיו, 1990, מס' 7, עמ' 55.

מחבר: S. Elimov, Cheboksary

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מכשיר לייזר המייצר חלקיקים בעלי מסה שלילית 13.01.2018

בעולם הפיזי שלנו, אם אתה דוחף חפץ כלשהו, הוא, לפי החוק השני של ניוטון, מתחיל להתרחק ממך. אבל חפצים בעלי מסה שלילית יפעלו בניגוד לעיקרון זה, ככל שתדחף אותם יותר, כך הם ינועו לכיוון שלך מהר יותר. כל זה נראה כדבר בלתי אפשרי, עם זאת, השפעה כזו כבר מזמן מבוססת תיאורטית וביטוייה נצפו בניסויים מסוימים. ולאחרונה, חוקרים מאוניברסיטת רוצ'סטר השלימו את הפיתוח של מכשיר המסוגל לייצר חלקיקים בעלי מסה שלילית.

בניסויים שערכו מדענים מאוניברסיטת וושינגטון בשנה שעברה, "נוזל" המורכב מעובה של Bose-Instein, ענן של אטומי רובידיום שמקורר לטמפרטורה נמוכה במיוחד באור לייזר, הראה מסה שלילית. במכשיר שיצרו חוקרי רוצ'סטר, השפעת המסה השלילית מוצגת על ידי חלקיקים למחצה המיוצרים על ידי מיזוג פוטונים של אור לייזר עם אקסיטונים המיוצרים בחומר מוליכים למחצה.

העיצוב של המכשיר החדש דומה במובנים רבים לזה של לייזר רגיל. האור מופנה לתוך הרווח בין זוג מראות מקבילות. החלל הכלוא בין שתי המראות הללו נקרא מלכודת אופטית, ובמרכזה של מלכודת אופטית זו הוצבה שכבה דקה אטומית של חומר מוליך למחצה, מוליבדניט, מוליבדן דיסולפיד, אשר יוצר אינטראקציה עם האור הכלוא בתוך המלכודת האופטית. אקסיטונים המיוצרים במוליך למחצה מתחברים עם פוטונים של אור ויוצרים חלקיקים למחצה הנקראים פולריטונים, שמפגינים את השפעת המסה השלילית.

"על ידי אילוץ אקסיטון לוותר על חלק מה'זהות' שלו לפוטון של אור, אנחנו מקבלים פולריטונים בעלי מסה שלילית", אומר ניק ואמיבאקס, חוקר ראשי. אם הפולאריטון ה"שלילי" נמשך או נדחף, הוא יתחיל לנוע בכיוון ההפוך לזה שהאינטואיציה אומרת לאדם."

מדענים מרוצ'סטר עדיין ממשיכים לעבוד, ולחקור את הפיזיקה וההתנהגות של חלקיקים בעלי מסה שלילית המיוצרים על ידי המכשיר שהם יצרו. תחום היישום המעשי של הישג זה טרם נקבע, אך מדענים בטוחים שהשימוש בפולריטונים "שליליים" יאפשר ליצור לייזרים חזקים ויעילים יותר.

עוד חדשות מעניינות:

▪ חלב אם וקריירה

▪ חיידקים שאוכלים לכלוך ונושמים חשמל

▪ ידידות מאריכה חיים

▪ מוליך למחצה חלבון

▪ עולש לא מריר גדל

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אבטחה ובטיחות. בחירת מאמרים

▪ מאמר מדיח כלים. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר לאיזה כוכב לכת במערכת השמש יש את הניגוד הגדול ביותר בין טמפרטורות הלילה והיום? תשובה מפורטת

▪ המאמר של לוקה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מתג מגע מבוסס על טיימר 555. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר התקנות מצברים. אזור יישום. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר