Преобразователь напряжения (5В в 8.5В)

В цифровых схемах на ТТЛ, работающих с простыми первичными датчиками - резистивными преобразователями сопротивление/напряжение, для стабильной работы необходимо повышенное (относительно +5 В) питание для датчиков. В таком случае возрастает чувствительность схемы на ТТЛ и удается ограничиться простым схемным решением. Под первичными датчиками, преобразующими в зависимости от внешних воздействий сопротивление в напряжение, следует понимать фоторезисторы, терморезисторы, датчики давления и другие приборы. Как правило, цифровые схемы защищены от пульсаций питающего напряжения (это достигается применением качественных источников питания), благодаря чему удается обеспечить точность работы устройства. Для повышения напряжения относительно базового подходит следующая схема (рис. 2.12).

На рисунке представлена схема простого преобразователя напряжение/частота, построенного на триггере Шмитта. Генератор на одном элементе микросхемы K555TJ12 (155ТЛ2) работает на частоте 20 кГц, его выходной сигнал поступает на схему умножения на диодах VD1, VD2. Колебания возникают при перезарядке конденсатора С1 через резистор R1. Когда на выходе триггера (выв. 2) микросхемы высокий уровень напряжения, конденсатор С1 заряжается и напряжение на нем повышается до верхнего порога переключения триггера, обусловленного петлей гистерезиса. Триггер переключается, напряжение на его выходе изменяется на низкий уровень, и конденсатор С1 начинает разряжаться. При уменьшении напряжения на конденсаторе до нижнего порога переключения микросхемы выход триггера снова переходит в состояние высокого уровня и циклический процесс продолжается. Конденсатор СЗ сглаживает всплески пульсаций напряжения по низкой частоте.

Рис.2.12

Особенность схемы - двухпороговая гистерезисная переключаемая характеристика триггеров Шмитта, обусловленная внутренней положительной связью. Скорость импульсных перепадов на выходе триггера не зависит от скорости изменения входного сигнала. Моменты переключения триггера определяются уровнями входного сигнала Ucpa6 и U0Tn. Нижний порог переключения такого триггера составляет 0,9 В, верхний - 1,7 В. Петля гистерезиса составляет симметричную зону относительно порога включения других элементов ТТЛ, т.е. 1,3±0,4 В. Разница между верхним и ниж ним значениями гистерезиса 0,8В. Помехи, выходящие за эти пре делы, триггер Шмитта игнорирует - в этом его особенность. На выходе устройства полученный сигнал имеет размах 8,5 В.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы, Москва 2008