Circuito generador de voltaje escalonado

Un generador de voltaje escalonado es un circuito electrónico diseñado para generar una forma de onda de voltaje escalonada secuencialmente, que se asemeja a una apariencia sinusoidal, pero tiene un patrón de voltaje escalonado que asciende secuencialmente hacia arriba hacia el pico y luego desciende secuencialmente hacia abajo con pasos idénticos hacia la línea de 0V para completar una ciclo de la forma de onda.

Cómo funciona el circuito

La siguiente figura muestra una aplicación útil del interruptor bilateral cuádruple IC 4066. En este circuito, el 4066 (U1) está configurado para realizar una conmutación secuencial, con el fin de generar una forma de onda escalonada uniforme como se indica en la siguiente figura. Como se demostró, la forma de onda del generador consta de 3 pasos hacia arriba y 3 hacia abajo a través de incrementos de 1V.

El disparo de los interruptores internos 4066 se rige por un 4017 contador / divisor de décadas (U2) a Decodificador de 567 tonos configurado como un generador de onda cuadrada proporciona los pulsos de reloj necesarios para el IC 4017.

El 4017 está preparado para contar de 0 a 5 (0-1-2-3-4-5) secuencialmente y reiniciarse en el borde ascendente del séptimo paso acoplando el pin 5 (salida 6) de U2 al pin 15 (reinicio) .

Tan pronto como la salida 6 (pin 5 de U2) se vuelve alta, el terminal de reinicio de U2 empuja la salida 0 (pin 3) para cambiar de baja a alta, comenzando el patrón de nuevo.

La salida alta del pin-3 (salida 0) de U2 se da al pin de control del primer interruptor U1, encendiéndolo y, en consecuencia, conectando la intersección de R4 y R5 con el bus de salida.

Esto configura el paso uno con un nivel de un voltio. Con el siguiente pulso de reloj del 567, el 4017 genera una salida alta en el pin 2, que se aplica a través de D4 a otro control de interruptor en el pin 5, encendiéndolo.

Esto vincula el R3, R4 con el bus de salida. El segundo paso constituye una salida de 2 voltios. Para el pulso posterior obtenido a través de U3, el pin 4 de U2 se pone alto, evocando el tercer interruptor (en U1) para activarse, que responde para generar una salida de 3 voltios destinada al paso 3.

El cuarto pulso procedente de U3 hace que el pin 7 se ponga alto, activando el último interruptor y creando así una salida de 4 voltios para el paso 4.

El quinto pulso alimenta un alto al pin 10 de U2, que se mueve por medio de D4 a la entrada de control del tercer interruptor, encendiéndolo (por segunda ocasión) y proporcionando una salida de 3 voltios al quinto escalón.

Para los pulsos de reloj subsiguientes, el interruptor adjunto al pin 6 de U1 se vuelve a activar, generando una salida de 2 voltios para el paso 6. Poco después de completar el paso seis, el contador se reinicia y comienza desde el principio al encender el 1er. cambiar para el paso 1.

Cada paso de forma de onda se puede organizar para cualquier voltaje desde cero hasta el 100% del voltaje de suministro mediante el uso de divisores de voltaje específicos para cada paso. Además, la salida del generador podría almacenarse en búfer para proporcionar salidas de voltaje y corriente adecuadas para proporcionar un suministro de voltaje o corriente ascendente para un trazador de curva de semiconductor.

Otro circuito generador de voltaje escalonado simple

El siguiente diseño a continuación es aún más simple de construir ya que emplea solo un par de circuitos integrados para la creación de forma de onda escalonada requerida.

Sin embargo, el diseño se implementa en un modo manual, en el que los pasos secuenciales de la forma de onda se desarrollan pulsando el botón pulsador S1 a una frecuencia temporizada específica. Cada pulsación hace que la salida del IC 4017 cambie del pin3 hacia arriba, hacia el pin11.

En el proceso, los extremos comunes de las resistencias desarrollan un voltaje escalonado secuencialmente ascendente y descendente debido al efecto del divisor de potencial variable formado por la interacción de las lógicas cambiantes del IC 4017 a través de las resistencias R2 --- R10 y la tierra. resistencia R13.

Dado que los extremos unidos comunes de las resistencias se alimentan juntos a la base de una etapa BJT de emisor común, el voltaje escalonado se replica en el emisor del Transistor 2N2222 con un nivel de corriente más alto, que se puede integrar con cualquier etapa de circuito externo adecuado para una ejecución deseada.

El interruptor controlado manualmente se puede reemplazar con una etapa de oscilador automático como se indica en el siguiente ejemplo, que muestra la implementación del generador de voltaje escalonado anterior en un circuito simulador de efecto de lámpara de policía.

Aplicaciones

Encontrará una variedad de aplicaciones para este circuito. El generador de forma de onda escalonada podría implementarse para producir numerosos voltajes progresivos para examinar el punto de encendido / apagado de muchas unidades CMOS. Se puede utilizar eficazmente para hacer una onda sinusoidal eficiente. inversores y convertidores.