¿Una forma simple de generar un pulso de dos niveles?

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Estoy buscando generar un impulso de dos niveles de la siguiente manera, donde los parámetros ajustables son \ $ V_1 \ $ y \ $ V_2 \ $ entre 0 y ~ 5V, y \ $ t \ $, ~ 5 a ~ 50 ms:

La duración del pulso de disparo puede ser de unos pocos milisegundos a decenas de segundos. Si su duración es menor que \ $ t \ $, entonces el pulso generado debe ser \ $ t \ $ largo con amplitud \ $ V_1 \ $. \ $ V_1 \ $ siempre es mayor que \ $ V_2 \ $.

Por supuesto, se puede hacer usando dos multivibradores monoestables reajustables (uno como un temporizador de un disparo para generar el \ $ t \ $ - pulso largo, y otro para producir un segundo pulso, que comienza después del final del primero y continuando hasta que el disparador se apague), más buffers para escalar las salidas de cada uno de estos. Sin embargo, según mis cálculos, esto requiere al menos un opamp dual y un IC de temporizador dual como un 74HCT123, más dos potenciómetros, resistencias varias y un condensador de temporización (e, idealmente, algunos diodos Zener para que sea independiente de la fuente de alimentación). ).

¿Se puede lograr lo mismo de manera más simple (menos componentes, sin microcontroladores), mientras se acomoda el ajuste de los tres parámetros? No lo creo, pero estaría feliz de sorprenderme.

    
pregunta Oleksandr R.

4 respuestas

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Realmente no sabemos qué es lo que sigue y qué pasa antes del circuito que solicita, por lo que no podemos simplificar las cosas tanto como queremos. Así que hice suposiciones:

  • Supuse que la polaridad de la señal de entrada podría cambiarse. Por lo tanto, acepta una entrada que es de alto nivel (5V) cuando está inactiva, y 0V cuando está activa. Si esto no es posible, puede colocar un inversor antes (implementado eventualmente con solo un transistor y un pullup).
  • Supuse que la salida no necesita ser almacenada en búfer. Entonces, si la impedancia de entrada del circuito después de este es significativa, tendrá un impacto en las resistencias de sintonización, o incluso puede que necesite agregar un seguidor de voltaje. No lo sé.
  • Supuse que finalmente querría poder ajustar los tres parámetros (nivel alto, nivel medio, tiempo de pulso inicial) con potenciómetros (parece que habla de eso en su pregunta).
  • Supuse que la transición del nivel alto al nivel medio no necesita ser brusca.

Aquí está el circuito que pensé:

ElnivelmediodesalidaseestablecemediantelarelacióndeR1/R3(aquí2.5V).

Elnivelaltodesalidaseestablecemediantelarelaciónde(R1||R2)/R3(aquí4.5V).

EltiempoinicialdepulsoaltoseestablecemedianteC1yR5,perotambiéndependedeR2+R3(aquí,aproximadamente10ms).

Asíescomofunciona

  • Cuandoestáinactivo,laentradaestáa5V.enestecaso,nilaconductadeQ1niladeQ2(asumimosqueelvoltajeenC1es0Vinicialmente).porloquelasalidasimplementesetirahaciaabajoatravésdeR3.
  • Cuandolaentradabaja,labaseQ1setirahaciaabajoatravésdeR4,porloquecomienzaaconducir.Además,C1setirahaciaabajoy,debidoaqueesuncondensador,latransiciónbruscadelaentradasetransmiteaR5(C1actúacomouncablealprincipio),loqueenciendeQ2.
  • Porlotanto,ambostransistoresahoraestánencendidos(seesperaqueesténsaturados).Porlotanto,lasalidaesVCC*R3/(R2||R1+R3).
  • Ahora,C1comienzaacargaratravésdeR5(eindirectamente,R2yR3).Laconstantedetiemporealenrealidaddependedetodaslasresistencias(inclusoR1,creo)-Soydemasiadovagoparacalcularlo(cualquiera,siéntaselibredeeditarmipublicación).AmedidaqueC1secarga,lacorrienteatravésdelabaseQ2disminuye(C1comienzaaactuarcomouncableabierto).
  • Enalgúnpunto,Q2dejadeconducir,porloqueelvoltajedesalidaseconvierteenVCC*R3/(R1+R3).
  • Cuandolaentradavuelvealnivelalto,Q1dejadeconducir,elvoltajedesalidavuelveacero.TengaencuentaquesiQ2todavíaestabaconduciendo,tambiénsedetieneinmediatamente.TambiéntengaencuentaquedebemosdescargarinmediatamenteC1,delocontrario,elsiguienteciclocarecerádelpulsoinicialdealtonivel.EsteeselpropósitodeD1.

Asíescomoseveunpulsodemuestra(nivelalto:10ms,longitudtotal:200ms):

Paraaplicarestoasuaplicacióndesolenoide,sugieroqueelimineR3ycoloquedirectamenteelsolenoide.LuegoelijaR2yR1segúnlaresistenciadelsolenoideylosnivelesdevoltaje/corrienterequeridosquenecesita.Luego,configureR5dependiendodelatemporizaciónsolicitada(eventualmenteajustandoC1también).Asegúratedequelostransistoresesténbiensaturados(esposiblequetengasquebajarR4yR5).

Esunasoluciónde8componentes(sincontarR3).Sencillo.Barato.

PastebindeLTspicesimulation: enlace

    
respondido por el dim
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Se puede lograr lo mismo de manera más simple (menos componentes; no   microcontroladores), al tiempo que sigue acomodando el ajuste del   tres parámetros?

Para ajustar los 3 parámetros de forma independiente, necesitará 3 componentes variables, por ejemplo. 3 potenciómetros. Se utilizarán dos potenciómetros para establecer los niveles de voltaje V1 y V2, y el otro ajustará el tiempo de pulso de alto nivel t.

Aquí está mi idea para un circuito que no utiliza lógica digital y tiene el número mínimo de piezas para realizar el trabajo correctamente. Utiliza 3 secciones de un amplificador operacional quad rail-to-rail. R6 ajusta la tensión de pulso pico de 0 a 5 V (V1). R7 ajusta el voltaje de la base de 0 a lo que se establece en R6 (V2). R5 ajusta el tiempo t.

Op-amp IC1A se interconecta con el pulso de activación de nivel TTL. Cuando la entrada del activador es alta, IC1A enciende Q1, que conecta + 5V a R6 y R7 para crear el voltaje V2.

Q2 normalmente se enciende para conectar el extremo inferior de R7 a tierra. Sin embargo, en el borde anterior del impulso de disparo C5 y R4 + R5 se crea un impulso de temporización de descarga RC. Esto se compara con 2/3 voltaje de suministro por ICB, que luego desactiva Q2 impidiendo que R7 disminuya el voltaje de salida. De este modo, durante el tiempo t, se envía la tensión completa de R6 (a través de R7) al búfer IC1C. Después de que el tiempo t termina, Q2 se vuelve a encender y la tensión de salida vuelve a V2.

D1 garantiza que C1 se descargará rápidamente cuando finalice el impulso de disparo. Puede que no sea necesario si los espacios entre pulsos de activación son grandes.

Este circuito es radiométrico, por lo que debería ser relativamente insensible a variaciones menores de voltaje de la fuente de alimentación. Sin embargo, si desea niveles de voltaje de salida precisos, entonces se debe estabilizar el suministro. La elección obvia es un regulador lineal de 3 terminales. Los condensadores de derivación también deben instalarse. No he mostrado estas partes porque normalmente se asume que están presentes donde se especifica una tensión de alimentación definida (es decir, + 5V).

    
respondido por el Bruce Abbott
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Siento que llego un poco tarde a la fiesta pero tengo una solución que dará señales lógicas.

El botón pulsador en la parte superior izquierda etiquetado \ $ I / O \ $ es la entrada lógica.

R1 y C1 cambiarán el tiempo del monoestable en el que se encuentra la fórmula:

  

t = 1.1 * C1 * R1

     

t está en segundos

     

C1 está en faradios

     

R1 está en ohms

También puede ajustar la fuente de 9V y 3.3V a su gusto, como:

  

4V en la imagen corresponde a \ $ V_1 \ $

     

Y

     

2V en la imagen corresponde a \ $ V_2 \ $

     

(Solo asegúrate de que los valores no sean demasiado pequeños o que los transistores no se activen, a menos que esa sea tu intención).

    
respondido por el Bradman175
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Use un monoestable (duración del pulso delgado, t) para bloquear un interruptor analógico para pasar el voltaje V1 durante la duración t. Cuando "t" finaliza, la presencia del impulso de entrada puede activar un interruptor analógico diferente conectado a V2. Cuando ese pulso de entrada principal finaliza, el segundo interruptor analógico se conecta a 0V.

    
respondido por el Andy aka

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