Schakeling is geplaats op 02 augustus 2014

Regelbare puls-generator.

Met name in de digitale-techniek is het gebruik van een pulsgenerator een veel voorkomend item, waarbij niet alleen de frequentie maar ook de duty-cycle regelbaar moet zijn. De veelal toegepaste standaard pulsgeneratoren hebben als handicap dat bij het regelen van de duty-cycle ook de frequentie beïnvloed zal worden. Deze met relatief weinig componenten opzette puls-generator heeft dit nadeel niet, terwijl zowel de frequentie als ook de duty-cycle onafhankelijk van elkaar regelbaar zijn via de potentiometers(P1 en P2). De te regelen frequentie heeft een bereik van ongeveer 1 kHertz tot 20 kHertz. De duty-cycle is regelbaar tussen nagenoeg 0 en 100%. De pulsen worden opgewekt door de astabiele multivibrator(AMV), welke romdom poort(IC2A) is opgebouwd. Deze AMV levert een symetrische blokgolf (duty-cycle = 50%) op, waarvan de frequentie regelbaar is via potentiometer(P1A). Dit blokgolf-signaal zal via poort(IC2B) worden opgepoets, waarbij dit signaal rechtstreeks beschikbaar is op aansluitpunt UIT-C. Om de mogelijkheid te bieden, om de duty-cycle van het signaal te kunnen regelen zonder dat dit van invloed is op de frequentie en omgekeerd, is gebruik gemaakt van een integrerend netwerk (potentiometer P2B / weerstand R4 en comparator IC1). De RC-tijd van dit integrerend netwerk is dusdanig gekozen(condensator C2 = 1/6 x C1), waardoor er over condensator(C2) een variërende gelijkspanning ontstaat die zich continu tussen 20 en 80% van de voedingsspanning(Ub) beweegt. De exacte waarden van deze uitersten, zijn niet zo belangrijk. Iedere keer dat dit signaal de referentie-spanning(Uref) van de comparator op (pen 3) passeert, zal de uitgang abrupt van niveau(hoog of laag) veranderen. Op deze wijze ontstaat de blokspanning(Ux) waarvan de duty-cycle afhankelijk is van de referentie-spanning(Uref) van de comparator(IC1). Voorgaande is duidelijk zichtbaar in de afbeelding: Het pulsdiagram welke apart onder het schema is geplaatst. De duty cycle kan dus door het wijzigen van de spanning op de inverterende ingang van de comparator worden geregeld, zonder dat dit van invloed is op de frequentie van de blokspanning (de frequentie van de multivibrator blijft immers ongewijzigd). Rest wel de vraag, wat gebeurt er met de duty-cycle wanneer de frequentie gewijzigd wordt. Deze zou beslist veranderen, ware het niet dat de RC-tijd van het integrerend netwerk in gelijke mate zou wijzigen als die van de multivibrator. Dat is bereikt door het toepassen van een stereo-potentiometer(P1A/P1B), waarmee beide RC-tijden is gelijke mate geregeld kunnen worden. Indien frequentie f van de multivibrator verhoogd zou worden tot xf, dan wordt de periodetijd van zijn blokspanning een factor x korter. Aangezien ook de RC-tijd van het integrerend netwerk met een factor x afneemt, blijft de duty-cycle ongewijzigd. Dit is eenvoudig als volgt te verklaren: Indien de RC-tijd van het integrerend netwerk gewijzigd wordt, zal daardoor de vorm van de laadkromme van condensator(C2) niet wijzigen. Het apart getekende pulsdiagram, geldt dan niet alleen voor een frequentie f maar ook voor frequentie xf. De verhouding T1/T2, en dus ook voor de duty cycle (= t1/t2 x 100%) blijft echter constant. De waarden van weerstand(R1), potentiometer(P2), en weerstand(R5) zijn dusdanig gekozen dat de referentie-spanning op de inverterende ingang van comparator(IC1) tussen 13 en 87% van de voedingsspanning geregeld kan worden. De spanning over condensator(C2) varieert tussen 20 en 80% van de voedingsspanning. Op deze wijze is het mogelijk om de duty-cycle tussen 0 (geen uitgangssignaal) en 100% (gelijkspanning) in te stellen. De twee resterende Schmitt-trigger poorten(IC2C en IC2D) zijn aan de uitgang van de comparator(pen 7) gebruikt voor flankverbetering en en als inverter. Indien aan de uitgang van poort(IC2C) een blokspanning aanwezig is met bijvoorbeeld een duty-cycle van 30%, dan levert de uitgang van poort(IC2D) een signaal met dezelfde frequentie maar met een duty-cycle van 70% (vanwege het inverteren). Zoals eerder aangegeven is met de gebruikte component-waarden een frequentie-bereik van 1 tot 20 kHertz gemaakt. Indien u het frequentie-bereik wenst te wijzigen, kan van de drie hieronder volgende formules gebruik worden gemaakt. 1e formule: C1 = 6 x C2 2 e formule: P1a = P1b en R3 = R4 3e formule: f = 1 / (p1a + R3) x C1 x 0,4 Wanneer u ook een amplitude-regeling wenselijk vindt, kunt u dit doen met behulp van een potentiometer met een waarde gelijk aan of groter dan 22 Kohm. Deze potentiometer plaatst u tussen de betreffende uitgang UIT-A, UIT- B of UIT-C en de massa. Tussen loper van de potentiometer en massa, kan dan het in amplitude regelbare signaal worden afgenomen. Het is niet noodzakelijk dat de voeding van deze schakeling gestabiliseerd is. Wanneer u echter hogere eisen stelt aan frequentie-, amplitude-, en duty-cycle-stabiliteit, kan het beste van een spanningsstabilisator gebruik worden gemaakt. Omdat de schakeling ongeveer 20 milliAmpére stroom opneemt. kunt u voor de spanningsstabilisator een 100 milliAmpére uitvoering nemen. Zoals eentje uit de bekende 78L serie. Omdat de voedingsspanning tussen 5 en 10 Volt mag liggen, komen als stabilisator de 78L05, 78L06, 78L07, 78L08, 78L09 of 78L10 in aanmerking.

0219.png
Klik op afbeelding om gehele schakeling te zien.

0219a.png
Het pulsdiagram.

Klik op de COMPONENT-LIJST knop, voor een componenten overzicht
De component informatie, is voornamelijk afkomstig uit het leveringsprogramma van Farnell (www.farnell.com) tenzij anders aangegeven.

layout.png
De afbeelding geeft de printplaat weer, gezien bovenop de componenten. De rode lijnen zijn de printbanen welke zich aan de onderkant(soldeerzijde) bij een standaard print bevinden.

Ook staan er één of meerdere BLAUWE printbanen, welke op elk uiteind een lichtgroen vierkant vlak heeft waarna de banen als rode printbanen verdergaan. Dit zijn doorverbindingen welke handmatig op de componentenkant van de printplaat aangebracht moeten worden.

Terug naar index

Terug naar de homepage

Email deWebmaster