Цифровой фазоинвертор


    В практике радиолюбителей не редки случаи, когда требуется из одного опор­ного сигнала последовательности импульсы получить несколько различных по фазе (смещенных). Как известно, по такому принципу работает трехфазная сеть 380 В и мощные электродвигатели с тремя обмотками для трехфазного перемен­ного тока.

     При высокой частоте сигнала генератора такая схема окажется полез­ной как составной узел для цифровых электронных устройств. Практически при очень низкой частоте сигнала генератора смещение выходных импульсов исполь­зуют, например, для устройств автоматики, когда требуется последовательное включение света в длинном коридоре или нескольких помещениях так, чтобы сле­дующая по ходу движения осветительная лампа включалась еще тогда, когда пре­дыдущая горит (эффект бегущей волны, только с задержкой выключения предыду­щих осветительных приборов).

      Электрическая схема цифрового узла показана на рисунке.

     Схема состоит из генератора опорных импульсов на микросхеме DD1, счетчика делителя (DD2) и трех RS-триггеров.

      Устройство вырабатывает цифровые импульсы, равно сдвинутые по фазе отно­сительно сигнала генератора. Импульсы второй и третьей фазы (точки B и С) сдвинуты соответственно на 120° и 240° относительно сигнала А. Благодаря при­менению микросхемы десятичного счетчика-делителя К561ИЕ8 и триггеров DD3, DD4 частота выходных сигналов составит 1/6 относительно частоты сигнала гене­ратора прямоугольных импульсов, реализованного на микросхеме DD1. Для полу­чения иной частоты выходного сигнала изменяют частоту задающего генератора (особенно, если требуются импульсы большой частоты на выходе) или соответ­ствующим образом подают на вход сброса R DD2 сигнал с другого выхода Q. Диапазон частот, для которого формируются трехфазные выходные импульсы, ог­раничен характеристиками микросхем. В данном случае максимальной тактовой частотой, при которой счетчик работает стабильно, является частота 2 МГц.

      Параметры сигналов управления для счетчика DD2 вполне «демократичны»: дли­тельность импульса запрета счета должна превышать 300 нс, при длительности такто­вого импульса не менее 250 нс, а длительности импульса сброса — не менее 275 нс.

      Генератор импульсов собран на логических элементах микросхемы DD1 по ставшей уже классической схеме. Данная схема на микросхеме К561ТЛ1 (элемен­ты с передаточной характеристикой триггера Шмита) обладает большой термоста­бильность и универсальностью. Изменяя значения элементов R1 и С1 в широких пределах (R1 3,3 к0м.20 МОм, С1 — 50 пФ..200 мкФ) регулируют выходную частоту генератора. При указанных на схеме элементах она составляет около 1 кГц. С выхода элемента DD1.2 тактовые импульсы, несущие функцию синхросигна­ла для счетчика и делителей, поступают на вход С микросхемы DD2. Внутренняя схема микросхемы К561ИЕ8 состоит из десятикаскадного счетчика Джонсона и дешифратора, преобразующего двоичный код (поступивший на вход С) в сигнал, последовательно появляющийся на каждом из выходов счетчика Q0-Q9. При усло­вии низкого логического уровня на входе разрешения счета ЕС данный счетчик выполняет свои функции синхронно с положительным перепадом фронта на такто­вом входе С. При высоком логическом уровне на выводе 13 (ЕС) действие тактово­го входа запрещается и счет останавливается. При высоком логическом уровне на входе сброса R (вывод 15 DD2) счетчик очищается до нулевого отсчета. На каждом выходе дешифратора Q0-Q9 высокий логический уровень появляется только на период тактового импульса с соответствующим номером.

      К выходам микросхемы DD2 подключаются входы S и R асинхронного управле­ния триггеров К561ТМ2.

    При использовании устройства для управления освещением конденсатор С1 устанавливают в схему с емкостью 50 мкФ, а сопротивление резистора R1 умень­шают до 1 кОм. К точкам А, В, С согласно схемы подключают усилители тока на транзисторах VT1-VT3, нагруженные на реле К1-К3, в свою очередь контакты реле управляют электролампами накаливания EL1.EL3 мощностью не более 40 Вт. Реле можно заменить другими, подходящими на напряжение питания узла, с воз­можностью коммутации тока в нагрузке не менее 1 А и рассчитанными для работы в цепях напряжения не менее 220 В, например Omron G2R-112P-V. Вместо слабо­точных электромагнитных реле допустимо применить тринисторный каскад. Тран­зисторы VT1-VT3 заменяют на КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Напря­жение питания узла 10.15 В. Источник питания - стабилизированный. Микросхе­мы потребляют от ИП незначительный ток, не превышающий 10 мА, поэтому ос­новное потребление тока зависит от типа примененных реле и назначения устройства. Дополнительно в схему вводят узел автоматического включения пита­ния (активации устройства) или включают тумблер в разрыв питания узла для руч­ного управления.

      Устройство, реализованное по приведенной схеме, просто в повторении и его можно применять для решения широкого спектра задач, стоящих перед радиолю­бителем.

smoldomrem.ru № по популярности в Смоленске