Запропоновано простий модульований генератор, який можна застосувати для формування і обробки різних сигналів в радіоаматорських приладах.
Для початку розглянемо схему генератора прямокутних імпульсів (рис. 1), який виконаний на двох RS-тригерах з логічних елементів мікросхеми МОП або КМОП.
Генератор працює наступним чином. При включенні живлення вхідні паразитні ємності кожного елемента на схемі умовно показані як С1 і С2 - розряджені. Початковий стан входів 1 і 5 першого тригера при цьому відповідає лог. 0, а на його виходах 3 і 6 - лог. 1. Другий тригер випадковим чином встановлюється в одному з двох станів: припустимо, що на виході 10 - лог. 1, на виході 13 - лог. 0. При цьому діод VD1 закритий, a VD2 відкривається і досить швидко заряджає С2. На вході 5 встановлюється лог. 1, а на виході 6 - лог. 0, і другий тригер переключається в інший стан, відповідно відкриваючи діод VD1 і закриваючи VD2. Ємність С1 заряджається через діод VD1, і на вході 1 з'являється лог. 1.
В такому стані тригери будуть знаходитися до тих пір, поки на вході 1 не з'явиться рівень лог. 0. Цей час визначається вхідною ємністю С2, струмом витоку входу* і різницею між напругою лог. 1 (приблизно рівним Uжив) і граничним напругою мікросхеми (приблизно половині Uжив): t = C2-(Uпіт·Uпор)·Іут.
Після розрядки ємності С2 до порогового напруги другий тригер знову переключиться, знову зарядиться С2 і почнеться розрядка С1. По досягненні на ньому порогового напруги другий тригер знову переключиться; надалі процеси повторюються.
Як видно з наведеної вище формули, при практично незмінних струмі витоку і пороговому напрузі час розряду паразитної ємності залежить від її величини. У макетного зразка генератора, коли до нього наближали руку, спостерігалося зміна частоти і шпаруватості імпульсів. Для зменшення впливу зворотного струму діодів їх вибирають з можливо меншим струмом витоку (типу КД102А).
Тривалістю імпульсів в такому генераторі можна керувати, змінюючи струм розряду вхідних ємностей логічних елементів. На основі цього принципу може бути побудований генератор з широтно-імпульсною модуляцією.
Розглянемо цей варіант модуляції докладніше. До входів 1 і 6 елементів DD1 підключимо два джерела струму, керованих модульованим сигналом (рис. 2). При зміні вхідного сигналу струм одного джерела збільшується на ΔI, іншого - зменшується на ΔI.
Відповідно один період становитиме: Т = t1+ t2 = С1 X Uпор/(I + ∆ I) + С2 х Uпор/(I - ΔI).
Як видно з формули, чим більше струм розряду вхідних ємностей, тим менше період і, відповідно, вище частота модулятора.
Відновлення вихідного (модулюючого) сигналу можливо з допомогою простої інтегруючої ланцюга, на виході якої при постійній амплітуді імпульсів (Uамп) вихідна напруга складе: Uвих = Uамп х t1(t1+t2). Неважко зробити висновок, що при ΔI = 0, однакових вхідних ємностях і граничних напругах входів логічного елемента на виході інтегруючої ланцюга буде діяти напруга, близький за величиною до половині напруги живлення. Зміна вихідної напруги і коефіцієнт передачі для модулюючого сигналу відповідають виразам: ΔUвых = Uамп Х ΔI/2I; К = ΔUвых/ΔUвх = (Uамп/2I)∙(2I/Uт) = Uамп/Uт, де Uт - температурне напругу, рівну 26 мВ при температурі 300 к.
Ще одне зауваження. Під дією вхідного сигналу змінюється як тривалість імпульсу, так і тривалість паузи. Частота імпульсів також дещо змінюється: при збільшення вхідного сигналу вона зменшується. Цим визначається досить великий динамічний діапазон пристрою. Практична схема генератора наведена на рис. 3. Його елементи обрано з міркувань їх доступності та повторюваності параметрів.
Вхідний диференціальний каскад (VT1, VT2) виконаний на біполярних транзисторах КТ315 (з будь-яким буквеним індексом), бажано з близькими коефіцієнтами передачі струму бази. В якості діодів використані КД102 з малим зворотним струмом. Для збільшення стабільності роботи генератора в схему введена негативний зворотний зв'язок з виходу 4 через низькочастотний фільтр з резистора R5, конденсатора С2 і резистора R4 з частотою зрізу близько 16 Гц.
Настроювання генератора здійснюється підбором резистора R3 на необхідну частоту модуляції.
Автор: Ст. Горбатих, р. Улан-Уде