Generátor signálu obdélník, trojúhelník a pila.

Základní zapojení vypadá takto:

Obrázek č. 1 - Základní zapojení SKO

Na výstupu schmittova klopného obvodu odebíráme obdélníkový průběh. Na vstupu potom vzniká integrací obdélníkové složky průběh trojúhelníkový. Jeho rozkmit je dán úrovněmi překlápění schmittova klopného obvodu. Zde je využit obvod 40106 (cena cca 5kč)

Perioda generovaného signálu je dána velikostí τ=RC. Tedy, čím větší je kapacita kondenzátoru a velikost odporu, tím je nižší frekvence a tedy i delší perioda. Ovšem při zmenšování odporu může nastat problém, který zapříčiní to, že výstupní hodnoty nebudou rozpoznatelné obvody stejné logiky. Signál totiž bude integrován přes odpor 1k a kondenzátor 100n. Vhodné je tedy kontrolovat si činnost obvodu osciloskopem. Abychom byly v mezích použité logiky. Tento problém se ale dá vyřešit i jiným způsobem a tím je zapojení dalšího schmittova invertoru za výstup. Optimálním řešení je připojení schmittova obvodu téhož integrovaného obvodu. Pokud použijeme toto řešení dá se odpor 1k prakticky zaměnit za zkrat a na výstupu bude stále obdélník. Při použití kondenzátoru 100n se výstupní frekvence tohoto řešení vyšplhala na 36kHz.

Frekvenci výstupního napětí tedy můžeme měnit jak velikostí C tak i velikostí R. Velikost kondenzátorů se většinou mění tak, že máme několik kondenzátorů připojených jedním vývodem k zemi a na druhý připojujeme vstup hradla. Tak probíhá skoková změna frekvence, plynulé změny většinou dosahujeme změnou hodnoty odporu R. Můžeme použít proměnného odporu, nebo potenciometru u kterého zapojíme jen dva vývody. Viz schéma.

Obrázek č. 2 - SKO s proměnnou frekvenci

Na vstupech integrovaných obvodů v obou zapojeních můžeme odebírat trojúhelník. Signál je ovšem vůči zemi stejnosměrně posunut. Jeho spodní hrana je u dvou voltů a horní hrana u třech voltů. Napětí Up (peak-peak nebo česky špička-špička) je tedy 1V. Napětí je vhodné dále upravit střídavou vazbou a pomocí operačního zesilovače zesílit nebo zeslabit na požadovanou úroveň. Použít můžete například operační zesilovač UA741 (LM741, MAA741).

Zatím jsme pracovali pouze se signálem s poměrem střídy 1:1. Teď si tedy změníme třídu obdélníkového signálu a z trojúhelníku uděláme pilu a ukážeme si, jak s tímto jednoduchým obvodem řídit výkon. Celá problematika spočívá v tom, že potřebujeme mít různou dobu nabíjení a vybíjení kondenzátoru. Tedy potřebujeme různě ovlivňovat velikosti nabíjecích a vybíjecích proudů kondenzátoru. Vzhledem k tomu, že proudy jsou opačné, lze toho snadno dosáhnout použitím diod. Já mám v zapojení diody typu shottky. Používám je ve většině aplikací podobného rázu kvůli tomu, že jejich přechod se otevírá už při 0,2V a taky protože jich mám hodně.

Obrázek č. 3 - SKO s proměnnou střídou

V zapojení podle schématu tedy jedním z proměnných rezistorů nastavujeme dobu úrovně H a druhým z nich nastavujeme dobu trvání úrovně L. Ve stejném poměru se mění také doba trvání poklesu a nárůstu napětí v trojúhelníkovém signálu. Můžeme tedy generovat pilovitý signál. Opět je potřebná jeho úprava. Pomocí operačního zesilovače a střídavé vazby.

Obrázek č. 4 - Pilovitý signál

Další zapojení, které uvádím slouží pro impulsní řízení výkonu. Je velice jednoduché pracovní frekvence se mění jen málo. Změna střídy se zde provádí jediným regulačním prvkem. Na výstup hradla potom připojujeme spínaný tranzistor. Regulace není od 0 do 100% výkonu, ale vždy je tam nějaké malá zbytková část. Je kvůli tomu, že se jedná o řízení výkonu poměrem střídy, tedy stále na výstupu nějaká ta střída je. S velikostí použitých součástek RC se mění pracovní frekvence. Změna je někdy potřebná proto, že některým "zátěžím" by některé frekvence mohly dělat potíže.

Obrázek č. 5 - Regulátor

Průběhy na zapojení.

Obrázek č. 6 - Průběhy

Korekturu provedl Petr Blažík

Jiří Chytil24 let

Šéfredaktor 8bitu.cz. V současné době je studentem prvního ročníku magisterského studia na Fakultě elektrotechické na VUT v Brně. Mezi jeho koníčky patří elektrotechnika, bastlení, programování a hudba. Pracuje na částečný úvazrek ve společnosti Honeywell HTS ACS.