Circuito generatore di tensione a gradini

Un generatore di tensione a gradini è un circuito elettronico progettato per generare una forma d'onda di tensione a gradini sequenzialmente, che assomiglia a un aspetto sinusoidale, ma ha uno schema di tensione a gradini che sale sequenzialmente verso l'alto verso il picco e quindi discende sequenzialmente verso il basso con passaggi identici verso la linea 0V per completare un ciclo della forma d'onda.

Come funziona il circuito

La figura seguente mostra un'utile applicazione dell'interruttore bilaterale quadruplo IC 4066. In questo circuito, il 4066 (U1) è configurato per effettuare una commutazione sequenziale, al fine di generare una forma d'onda a gradini uniforme come indicato nella figura successiva. Come dimostrato, la forma d'onda del generatore è composta da 3 fasi su e 3 fasi giù con incrementi di 1 V.

L'attivazione per gli switch interni 4066 è regolata da un file 4017 contatore / divisore di decadi (U2) a 567 decodificatore di tono configurato come un generatore di onde quadre fornisce gli impulsi di clock richiesti per l'IC 4017.

Il 4017 è predisposto per contare da 0 a 5 (0-1-2-3-4-5) in sequenza e azzerato sul fronte di salita del settimo passo accoppiando il pin 5 (uscita 6) di U2 al pin 15 (reset) .

Non appena l'uscita 6 (pin 5 di U2) diventa alta, il terminale di reset di U2 spinge l'uscita 0 (pin 3) per passare da basso ad alto, ricominciando lo schema.

L'uscita alta del pin 3 (uscita 0) di U2 è data al pin di controllo del 1 ° interruttore U1, accendendolo e collegando di conseguenza l'intersezione di R4 e R5 con il bus di uscita.

Questo imposta la fase uno con un livello di un volt. Con il seguente impulso di clock dal 567, il 4017 genera un'uscita alta sul pin 2, che viene applicata tramite D4 a un altro interruttore di controllo sul pin 5, accendendolo.

Questo collega R3, R4 con il bus di uscita. Il 2 ° passo costituisce un'uscita a 2 volt. Per il successivo impulso ottenuto tramite U3, il pin 4 di U2 diventa alto, evocando l'attivazione del 3 ° interruttore (in U1), che risponde per generare un'uscita a 3 volt prevista per il passaggio 3.

Il 4 ° impulso proveniente da U3 fa sì che il pin 7 diventi alto, accendendo l'ultimo interruttore e creando così un'uscita a 4 volt per il passaggio 4.

Il quinto impulso alimenta un alto al pin 10 degli U2, che si sposta tramite D4 all'ingresso di controllo del 3 ° interruttore, accendendolo (per una seconda occasione) e fornendo un'uscita di 3 volt al 5 ° gradino.

Per i successivi impulsi di clock, l'interruttore collegato al pin 6 di U1 viene nuovamente attivato, generando un'uscita a 2 volt per il passaggio 6. Subito dopo aver completato il passaggio sei, il contatore si azzera e ricomincia dall'inizio accendendo il primo interruttore per il passaggio 1.

Ciascun passo della forma d'onda può essere predisposto per qualsiasi tensione, dallo zero al 100% della tensione di alimentazione tramite l'uso di divisori di tensione specifici per ogni fase. Inoltre, l'uscita del generatore potrebbe essere tamponata per fornire uscite di tensione e corrente adeguate per fornire tensione crescente o alimentazione di corrente per un tracciante della curva a semiconduttore.

Un altro semplice circuito generatore di tensione a gradini

Il progetto successivo riportato di seguito è ancora più semplice da costruire poiché impiega solo un paio di circuiti integrati per la creazione della forma d'onda a gradini richiesta.

Tuttavia, il progetto è implementato in una modalità manuale, in cui i passaggi sequenziali della forma d'onda vengono sviluppati toccando il pulsante S1 a una velocità temporizzata specifica. Ogni pressione fa spostare l'uscita dell'IC 4017 dal pin3 verso l'alto, verso il pin11.

Nel processo, le estremità comuni dei resistori capita di sviluppare una tensione graduale ascendente e discendente sequenzialmente a causa dell'effetto del divisore di potenziale variabile formato dall'interazione delle logiche IC 4017 di spostamento tra i resistori R2 --- R10 e la massa resistenza R13.

Poiché le estremità unite comuni dei resistori sono alimentate insieme alla base di uno stadio BJT a emettitore comune, la tensione a gradini viene replicata all'emettitore del Transistor 2N2222 con un livello di corrente superiore, che può essere integrato con qualsiasi stadio di circuito esterno adatto per una esecuzione desiderata.

L'interruttore controllato manualmente può essere sostituito con uno stadio oscillatore automatico come indicato nell'esempio seguente, che mostra l'implementazione del generatore di tensione a gradini sopra in un circuito simulatore di effetto lampada della polizia.

Applicazioni

Troverai una varietà di applicazioni per questo circuito. Il generatore di forme d'onda passo-passo potrebbe essere implementato per produrre numerose tensioni progressive per esaminare il punto di commutazione on / off di molte unità CMOS. Può essere utilizzato efficacemente per creare un'onda sinusoidale efficiente inverter e convertitori.