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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Generadores de señal en chips CMOS. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante Los generadores basados en chips CMOS son populares entre los radioaficionados. Se utilizan en el diseño de instrumentos de medición, generadores de audiofrecuencia, sondas para comprobar la capacidad de servicio de elementos de radio y cascadas de equipos de radio. Este artículo describe tres opciones para dichos generadores, que se pueden fabricar en forma de sondas para probar y ajustar componentes de alta y baja frecuencia de diversos equipos. Normalmente, al diseñar sondas y calibradores, se utilizan generadores de impulsos cortos para producir una señal con un espectro amplio y uniforme. Esta señal le permite comprobar rápidamente las cascadas de equipos de radio, tanto de baja frecuencia (LF) como de alta frecuencia (HF). Además, cuanto más corta sea la duración del pulso, mejor: el espectro es más amplio y uniforme. Como regla general, estos generadores constan de dos componentes principales: el propio generador de impulsos rectangular y el modelador de impulsos cortos. Mientras tanto, puede prescindir de un controlador especial, ya que ya está presente en el elemento lógico del microcircuito de la estructura CMOS. Como ejemplo, considere el circuito de sonda que se muestra en la Fig. 1. Este es un generador RC muy conocido, que funciona en este caso a una frecuencia de aproximadamente 1000 Hz (depende de las capacidades de las piezas R1, C1). Se suministra una señal rectangular de baja frecuencia desde la salida del elemento DD1.2 (pin 4) a través del circuito R2C3 hasta la resistencia variable R4; regula suavemente la amplitud de la señal suministrada a la unidad que se está probando.
La salida de la señal de alta frecuencia (pulsos cortos) se realiza de manera algo inusual: la señal se elimina de la resistencia variable R3, conectada al circuito de alimentación del microcircuito. Al mover el control deslizante de esta resistencia, el nivel de la señal de alta frecuencia de salida se ajusta suavemente. Consideremos el principio de funcionamiento de dicho controlador utilizando un diagrama simplificado de un elemento lógico de una estructura CMOS (Fig. 2). Se basa en dos transistores de efecto de campo conectados en serie con una puerta aislada y diferentes tipos de conductividad de canal.
Si la resistencia R1 está conectada en serie con los transistores y se aplican pulsos rectangulares U1 a la entrada del elemento, sucederá lo siguiente (Fig. 3).
Debido a que la duración del frente de pulso no puede ser infinitesimal, así como a la inercia de los transistores, en el momento en que actúa el frente llegará un momento en que ambos transistores estarán en estado abierto. A través de ellos fluirá la llamada corriente pasante, cuyo valor puede oscilar entre unidades y decenas de miliamperios, según el tipo de microcircuito y el voltaje de la fuente de alimentación. Se formarán pulsos cortos de voltaje U2 a través de la resistencia. Además, tanto en tiempos de frente como de recesión. En otras palabras, la frecuencia de los pulsos originales se duplicará. La resistencia de la resistencia no debe ser alta para evitar perturbaciones en el modo de funcionamiento de los elementos del microcircuito. Esto significa que a la salida de alta frecuencia se puede conectar una carga de baja impedancia con una resistencia de 50...75 ohmios. Para el generador considerado, la amplitud máxima de los pulsos en la salida de alta frecuencia es de 100...150 mV y la corriente consumida de la fuente de energía no supera los 1,6 mA. El generador está diseñado para usarse en pruebas de amplificadores 3H, altavoces de tres programas, receptores de radio en las bandas DV y SV. Para verificar los componentes de los receptores HF y VHF y calibrar sus escalas, basta con ensamblar un oscilador de cuarzo de acuerdo con el circuito mostrado en la Fig. 4.
Está construido según el principio descrito anteriormente, pero el generador funciona a una frecuencia de 1 MHz. Se forman pulsos cortos de voltaje de alta frecuencia en la resistencia R3 y se suministran a través del capacitor C3 a las etapas que se están probando. La dependencia de la amplitud armónica de la frecuencia se muestra en la Fig. 5 - disminuye de 20 mV a una frecuencia de 1 MHz a 12 μb a una frecuencia de 80 MHz. lo cual en la mayoría de los casos es suficiente para completar la tarea que enfrenta la sonda. La frecuencia de generación exacta se establece seleccionando los condensadores C1 y C2. El generador consume una corriente de aproximadamente 5 mA de la fuente de energía.
En un chip CMOS no es difícil montar un generador combinado, una combinación de los dos diseños descritos (Fig. 6). También contiene dos salidas y los modos de funcionamiento se configuran mediante el interruptor SA1.
En la posición inferior del contacto móvil del interruptor en el circuito, solo funciona el generador de baja frecuencia, por lo que la salida de baja frecuencia tendrá pulsos rectangulares y la salida de alta frecuencia tendrá pulsos cortos con un ancho de espectro de hasta 1,5. Megahercio. En la posición media, solo funciona el oscilador de cuarzo y la salida de RF tendrá una señal con un ancho de espectro de hasta 80 MHz. Al mismo tiempo, no hay señal de baja frecuencia en la salida. Si el contacto móvil del interruptor se mueve a la posición superior, ambos osciladores se encenderán y el de cuarzo será modulado por la señal del oscilador de baja frecuencia. Con un factor de calidad alto del resonador de cuarzo, la señal del generador de LF puede modular mal el generador de RF. En este caso, debe desconectar el pin 5 del elemento DD1.3 del interruptor y conectarlo al pin 6, y conectar el cable del pin 8 al interruptor (está desconectado de los pines 4 y 9 y de la resistencia R5). El diseño de todos los generadores de sondas puede ser cualquiera, pero para su funcionamiento estable, las conexiones entre las piezas deben ser lo más cortas posible. Autor: I. Nechaev, Kursk
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