Простой генератор прямоугольных импульсов (меандра) на UC3845
В повседневной деятельности периодически возникает необходимость в простом и компактном генераторе прямоугольных импульсов с регулировкой частоты в небольших пределах. Вариантов и решений этой задачи множество — от хорошо известной всем 155ЛА3, 561ЛА7, легенды «микросхемостроения» — таймера NE555 до микроконтроллеров…
В этом материале я хотел бы поделиться опытом построения простейшего генератора, с минимальным количеством компонентов.
Так сложилось, что почти параллельно возникли 2 задачи, требующие для реализации полноценный меандр с фиксированной скважностью, равной 2 (DutyCycle=50±2%), да еще и с довольно низкой частотой порядка 0.1-10 Гц и возможностью ее регулировки.
Таймер NE555 был отвергнут сразу, ввиду невозможности получения скважности 2 и ее стабильности с изменением частоты! Он все же таймер, красивый и продуманный, одна из самых легендарных и наиболее длительно выпускаемых микросхем и реализовывать на нем не специфические задачи, типа «ШИМ» считаю полным извращением и обсуждать здесь это не стану 🙂
Связка 561ЛА7 + 561ТМ2 как вариант решения задачи в лоб — не впечатлила габаритами — 2 х 14 ногих DIP на сегодняшний день — это много! NE555+561ТМ2 — то же самое по сути.
После недолгих раздумий решил протестировать достаточно классическую, надежную и широко используемую в преобразовательной технике микросхему UC3845
Это представитель линейки UC3842-3845 с весьма полезными различиями.
Сразу скажу, что для серьезных и ответственных приложений выходить за рамки нормируемых параметров и рекомендаций производителя микросхемы — не приветствуется у практикующих инженеров и разработчиков.
Если посмотреть внимательно на блок-схему, заявленную производителем, эта м/с как раз имеет все необходимое для поставленной задачи:
— задающий генератор с внешними времязадающими компонентами;
— делитель частоты на 2;
— достаточно мощный выходной каскад — фактически полноценный драйвер MosFET;
— источник опорного напряжения 5,0В;
Производитель рекомендует использовать в качестве времязадающих компонентов Ct от 100nF до 1nF и
Rt от 100 до 5 кОм. Получаемый при этом рабочий диапазон задающего генератора от 170 Гц до 500 кГц.
Следует учитывать, что частота на выходе (pin 6) микросхемы UC3845, будет в 2 раза ниже частоты задающего генератора, ввиду наличия встроенного делителя
А теперь практическая реализация с минимумом дискретных компонентов.
Для получения максимальной длительности импульса на выходе, входы Vfb, Is — соединены с минусом питания.
Заявленный производителем Maximum DutyCycle 47-50%. На практике он близок к 50%
Как показали опыты, UC3845 вполне стабильно и четко работает с задающими емкостями более 100nF
Протестирована устойчивая работа с Ct (С1)= 1, 10, 22, 47, 100 мкФ.
Для C1=10 мкФ и R1=100 кОм (R2=0) получаем следующее
Генератор импульсов для автомобиля
Автомобильный
генератор импульсов находится во внутренней части распределительного
зажигания. Его конструкция такова: специальная обмотка, датчик и постоянно
действующий магнит, который объединен с распределительным валом.
Генератор импульсов в автомобиле
нужен для того, чтобы регулировать блок управления зажиганием с помощью метода
установления нужного момента, например, если неоходимо срочно выключить, или,
наоборот, включить на катушке зажигания электрический ток.
Принцип работы
автомобильного генератора импульсов.
По
принципу работы такой генератор совсем не сложен, а скорее
наоборот.
Процесс работы таков:
распределительный вал вместе с датчиком начинают медленно вращаться, и из-за
этих действий начинает изменяться расстояние между статорными полюсами и данным
датчиком. В результате, это приводит к тому, что в полученной конструкции начинает
возникать переменный электрический ток.
В процессе изменения
напряжения, коммутатор вместе с катушкой зажигания выдают искру. С
помощью электронной схемы должен регулироваться момент такого зажигания. В
результате, он всегда целиком и полностью согласовывается с оборотами двигателя
и газораспределительными фазами. А зажигание срабатывает тогда, когда полюсы статора
и датчика останавливаются напротив друг друга.
В производственной
деятельности транспортных автомобильных средств, создаются такие приборы, как
тахограф или тахоспидограф. Эти приборы используются в автотранспорте только для
того, чтобы было возможно зарегистрировать скорость, с которой движется
автомобильное средство, или же для подсчета пройденного километража, иными словами
пробег автомобиля. Еще эти приборы в состоянии узнать и многие другие факторы,
например, время, которое автомобиль провел в пути, или время, когда машина была
на стоянке.
Если же рассматривать
регистрацию скорости или пробег автомобиля, то в таких случаях применяется
автомобильный генератор импульсов. Этот генератор встраивает в транспортное
средство завод-изготовитель.
Куда устанавливается генератор импульсов?
Устанавливается
это устройство обычно рядом с коробкой переключения передач, для
того, чтобы была возможность зарегистрировать механические обороты, которые
подает датчик на колесах.
Наиболее
распространенные автомобильные генераторы импульсов имеют головку, умеющую измерять показатели, она содержит в себе один (или
несколько) датчиков, а эти датчики уже отслеживают все механические обороты и
формируют соответствующий сигнал, который поступает уже непосредственно от
датчика.
С помощью электрооптических
или электромагнитных приборов осуществляется передача сигнала датчиком. Происходит
это в виде определенных импульсов. Очень часто, в этих целях, используют
«датчик Холла”. Он регистрирует вращение колес генератора, оснащенных зубчиками
ферромагнитного плана или тактового колеса. Тактовое колесо соединено непосредственно со спидометром,
Впоследствии такое колесо преобразовывает это в электрические импульсы.
Стоит отметить, что импульсы,
созданные таким способом, пропорциональны пройденному пробегу автомобиля.
Скорость передвижения автомобильного средства на данный момент можно легко определить,
зная только количество импульсов,
которые происходят за единицу времени.
Можно сделать вывод, что автомобильный
генератор импульсов в большинстве используют в целях возможности
регистрировать транспортные средства в процессе эксплуатации.