Первый рассказ цикла Профанация электроники здесь.
Такое красивое название имеет обычный генератор пилообразного напряжения. Самое распространенное применение этого генератора – в отклоняющих системах старых телевизионных приемников и в измерителях напряжения (вольтметрах). Правда электроника не стоит на месте, и сейчас это красивое слово уже исчезает из обихода заменяясь аббревиатурой АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Последний раз мне пришлось применить фантастрон для микропроцессора PIC16F628A, в котором нет АЦП. В этой же серии есть микропроцессор PIC16F676 с АЦП, но его применять не дали (причуды Заказчика). Нужно было получить всего 2 десятичных знака. Вот и фантастрон сгодился.
В этой схеме, как и в предыдущей статье, GPIO микропроцессора заменен переключателем. Сброс пилы, который происходит по входу, соединенному с диодом D2, тоже подключается к GPIO микропроцессора, а выход Uгпн подается на вход компаратора. Чем замечательна эта схема?
Этот фантастрон обладает высокой линейностью в диапазоне от 0v до +Uп с абсолютной погрешностью в один дискрет приращения напряжения.
Как это работает и зачем нужен транзистор Т1 с ненормальным включением?
Легко заметить, что при состоянии ключа «1» конденсаторы С1 и С2 включены последовательно. При этом напряжение питания делится между ними обратно пропорционально значению емкости, то есть Uc1=Uп*С2/(C1+C2), а Uc2= Uп*С1/(C1+C2). Собственно, Uc2 и является дискретом приращения пилы. Транзистор Т1 при этом не работает, поскольку D1 открыт, а потенциалы базы и эмиттера практически равны. При переходе ключа в состояние «0» конденсаторы С1 и С2 параллельно. Диод D1 закрывается, транзистор Т1 переходит в состояние эмиттерного повторителя и перезаряжает С1 до значения Uс2. При этом не используется энергия конденсатора С2 и, соответственно, не меняется его напряжение. При очередном переходе ключа в состояние «1» сумма напряжений на конденсаторах С1 и С2 равна нулю и очередной дискрет формируется так же, как было описано. Таким образом на конденсаторе С2 происходит прирост напряжения на 1 дискрет. Мне нравится эта схема еще и тем, что изменение наклона пилы линейно управляется частотой. Кроме того, если частота, подаваемая на ключ, будет прерываться или меняться, в любой момент времени напряжение на конденсаторе С2 будет равно количеству импульсов ключа после сброса, умноженному на величину дискрета.
Применение «неправильного» транзистора Т1 было просто находкой, потому что без него приходится любоваться на ступенчатую экспоненту.
Надо сказать, что обычно, для того чтобы дозировать прирост напряжения на конденсаторе применяют источники тока. Я с этого начинал.
Попробуйте нарисовать такую схему, и Вы поймете, что приведенное решение более изящно.
Уважаемые читатели ЗДЕСЬ, Вы можете скачать все байки целиком, в том числе еще и не выложенные в оригинальном варианте и без Дзен цензуры.
Спасибо, что дочитали до конца. Подписывайтесь на мой канал, и если Вам понравились байки, то ставьте «лайки».
Читайте предыдущий рассказ "Профанация электроники. 2. Нестандартные схемы" здесь.
Читайте следующий рассказ "Профанация электроники. 4. Вольтодобавка" здесь.
С уважением, Лолейт А.Т.
Об авторе баек читайте здесь.
