Журнал "Радіо" неодноразово публікував опису різних приладів і пристроїв, в яких використана мікросхема - таймер КР1006ВИ1. У більшості з них він включений за схемою, близькою до типової, розрахованої на генерацію прямокутних імпульсів.
Автор цієї статті, прагнучи розширити сферу застосування таймера, пропонує на суд читачів кілька нових і маловідомих схем генераторів на КР1006ВИ1.
Спочатку розглянемо роботу простого генератора, зібраного з широковідомої схемою (рис. 1). Генератор виробляє прямокутні імпульси з шпаруватістю, дорівнює двом. Період коливань пов'язаний з номіналами резистора R1 і конденсатора С1 співвідношенням Т=1,4R1.C1.
При включенні живлення конденсатор С1 починає заряджатися через резистор R1 і відкритий транзистор VT1. Коли напруга на конденсаторі досягне 2Uпит/3, напруга на виході (вивід 3) таймера DA1 зменшиться до нуля і одночасно з цим відкриється внутрішній транзистор таймера, з'єднавши його вихід з відкритим колектором (висновок 7) із загальним проводом (надалі для стислості вихід з відкритим колектором будемо називати "виходом з ОК"). Транзистор VT1 при цьому закриється, так як напруга на базі стане практично рівним нулю. Конденсатор тепер розряджається через резистор R1 і діод VD1. При зменшенні напруги на конденсаторі до напруги u піт/3 внутрішній транзистор таймера закриється і цикл роботи генератора повториться.
Таким чином, конденсатор С1 заряджається і розряджається через один і той же резистор R1, визначає постійні часу зарядки і розрядки. Тому шпаруватість вихідних імпульсів дуже близька до двох. Більш точно шпаруватість імпульсів можна встановити підбіркою резистора R2.
На рис. 2 показана схема ще одного генератора прямокутних імпульсів виду "меандр", їх частоту слідування можна регулювати змінним резистором R2, а шпаруватість залишається постійною.
Відразу після включення живлення на виході таймера встановлюється напруга високого рівня, так як конденсатор С1 поки не заряджений, і напруга на вході S мікросхеми нижче порогового рівня (рівного 2Uпит/3). Колекторний струм відкритого транзистора VT2 відкриває транзистор VT1, тому конденсатор С1 починає заряджатися через резистори R1-R3. Коли напруга на конденсаторі досягне 2Uпит/3, тригер таймера перемикається в нульовий стан. Обидва транзистора закриються, але відкриється внутрішній транзистор таймера, з'єднавши з загальним проводом вихід з ОК. Конденсатор С1 тепер розряджається через резистори R2 і R3.
Резистор R1 призначений для обмеження струму транзистора VT1 під час перемикання таймера. Для формування імпульсів зі шпаруватістю, найбільш близькою до двох, необхідно, щоб опір резистора R1 було значно менше, ніж у резистора R3. Період коливань можна орієнтовно розрахувати, скориставшись виразом T=1,4C1(R2 + R3).
Генератор, схема якого зображена на рис. 3, також виробляє прямокутні коливання регульованої частоти з постійною скважністю, рівній двом. Але в відміну від вищеописаних варіантів, напруга на конденсаторі в цьому генераторі змінюється не за експоненціальним законом, а лінійно.
Генератор працює аналогічно попередньому, за винятком того, що зарядний і розрядний струм конденсатора формує джерело струму на польовому транзисторі VT2. Діодний міст VD1 - VD4 випрямляє напруга, що прикладається до транзистора VT1. Період коливань пов'язаний з номіналами времязадающіх елементів співвідношенням Т=2С1.Uжив/(3I), де I - струм, що виробляється джерелом.
Мінімальна напруга, при якому можлива стійка робота пристрою, одно 9 Ст. При меншому значенні напруга на конденсаторі може і не досягти порогового рівня 2Uпит/3 (або розрядиться до Uжив/3).
З конденсатора С1 можна знімати коливання трикутної форми, їх амплітуда дорівнює Uжив/3. Навантажувальна здатність виходу 2 дуже мала, тому бажано включати навантаження через проміжний повторювач напруги на польовому транзисторі, зібраний за однією із схем на рис. 4, або на операційному підсилювачі.
Напруга на конденсаторі знаходиться в межах між Uжив/3 і 2Uпит/3, тому є можливість однополярного живлення операційного підсилювача. Так, мною були випробувані ОУ КР544УД1, КР544УД2, розраховані на двополярне живлення 2x15 Ст. Виявилося, що вони нормально працюють в такому режимі навіть при однополярному напрузі 9 Ст. При меншій напрузі можна застосувати счетверенний ОУ К1401УД2А або К1401УД2Б. Вони працездатні при зниженні напруги живлення до 5 Ст.
Крім навантаження, негативний вплив на форму коливань надають також вхідний струм таймера, струм витоку конденсатора С1 і зворотний струм діодів мосту. Якщо джерело на транзисторі VT1 генерує занадто малий струм, напруга на конденсаторі перестане змінюватися лінійно. З цієї причини бажано підібрати діоди випрямного моста з мінімальним зворотним струмом. У більшості малопотужних кремнієвих діодів зворотний струм у звичайних умовах не перевищує 1, тому струм джерела можна знизити до 1 мкА і навіть менше. В цьому випадку сумарний опір резисторів R2 і R3 має бути поблизу 1...2 МОм.
Польовий транзистор VT2 (рис.3) з n-каналом замінимо на р-канальний. При такій заміні полярність включення діодів VD1-VD4 мосту необхідно змінити на зворотний.
Генератор прямокутної і трикутної напруги можна побудувати повністю біполярних транзисторах, як показано на рис. 5. На транзисторі VT3 зібраний джерело струму, формує і зарядний розрядний струм конденсатора С1. Транзистори VT2 і VT4 утворюють "струмове дзеркало". Призначення транзисторів VT1 і VT5 зрозуміло з опису попередніх варіантів генератора.
При напрузі високого рівня на виході таймера DA1 транзистори VT5 і VT1 відкриті. Конденсатор С1 заряджається при цьому через транзистори VT1 і VT4. "Струмове дзеркало" на транзисторах VT2 і VT4 забезпечує струм через конденсатор, рівний току, формованому джерелом на транзисторі VT3.
При низькому рівні на виході таймера транзистори VT1, VT2, VT4 і VT5 закриті, тому конденсатор розряджається через колекторний перехід транзистора VT4. Струм розрядки конденсатора також задає джерело струму на транзисторі VT3.
При реалізації цього генератора необхідно мати на увазі, що для реалізації всіх переваг використаного схемного рішення транзистори "струмового дзеркала" повинні представляти собою збірку на загальному кристалі, інакше воно може давати значну струмовий помилку (у 10 і більше разів) і сильну залежність струму від температури.
Напруга трикутної форми знімають з конденсатора С1 через повторювач на польовому транзисторі або на ОУ.
Якщо виникла необхідність в частотній модуляції генерованих коливань, стабілітрон VD1 і резистор R1 виключають, а модулююча напруга подають на базу транзистора VT3.
На таймері КР1006ВИ1 можна побудувати також генератори пилкоподібних коливань. Схема одного з таких генераторів показана на рис. 6. Коли на виході таймера DA1 присутня напруга високого рівня, конденсатор С1 заряджається порівняно повільно від джерела струму на польовому транзисторі VT1. Як тільки напруга на конденсаторі досягне рівня 2Uпит/3, високий рівень напруги на виході таймера зміниться на низький і конденсатор швидко розряджається через відкритий внутрішній транзистор мікросхеми.
Частоту генерації визначають струм I джерела на транзисторі VT1 і ємність конденсатора С1. Період коливань генератора дорівнює Т=C1.Uжив/(3I)
Генератор за схемою рис. 5 може виробляти напругу і пилкоподібної форми - для цього достатньо вихід з ОК таймера (вив. 7) з'єднати через контакти тумблера з входами R і S. Пилкоподібні коливання знімають з виходу 2. Таким чином, генератор стає трифункціональним.
Автор: А. Шитов, р. Іваново Московської обл.