Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555.
Часто нам требуется генератор прямоугольных сигналов с регулируемой частотой, почти равными высокими и низкими выходными импульсами и регулируемыми амплитудами. Здесь мы представляем простой, полезный и недорогой генератор сигналов, построенный на таймерах NE555 . Используя внешние переключатели, вы можете контролировать или выбирать частотные диапазоны в соответствии с вашими требованиями. Тем не менее, рекомендуется использовать частоты ниже 30 кГц.
Схема и работа
Этот проект разделен на две части: блок питания и генератор сигналов.
Источник питания
Схема регулируемого источника питания для генератора сигналов показан на рис. 1. Она построена вокруг понижающего трансформатора (X1), мостовой выпрямитель (BR1), LM317 регулируемый регулятор напряжения (IC1), два 1N4007 диодов ( D1 и D2), два светодиода (LED1 и LED2) и несколько других компонентов.
Рис. 1: Цепь питания
Выход источника питания, доступный на разъеме CON2, является переменным. Вы можете изменить выходное напряжение от 1,25 В до 15 В, используя VR1. Переменный источник питания может использоваться для дополнительной регулировки амплитуды таймеров.
Генератор сигналов
Принципиальная схема генератора сигналов показана на рисунке 2. Он построен на основе двух таймеров NE555 (IC2 и IC3), светодиода (LED3), семи диодов Шоттки BAT42 (от D3 до D9) и нескольких других компонентов.
Рис. 2: принципиальная схема генератора сигналов
Генератор сигналов выдает прямые и инвертированные сигналы через IC2 и IC3 соответственно. В таблице ниже приведены рассчитанные диапазоны частот прямоугольных сигналов. IC2 работает как генератор частоты. Частота (F) определяется компонентами, подключенными к контактам 2, 6 и 7 IC2, следующим образом:
F = 1 / {0,7 (R7 + R8 + 2xVR2) Сх}
где Cx может быть 1 нФ, 10 нФ, 100 нФ, 1 мкФ или 10 мкФ.
Предполагая, что переключатель S1 замкнут, а Cx = 1 нФ и VR2 = 22 кОм, минимальная частота (Fmin) определяется следующим образом:
Fmin = 1 / {0,7 (2k + 2k + 2x22k) 1nF} = 1 / (0,7x48kx1nF) = 29762 Гц = 29,7 кГц прибл.
Когда Cx = 1 нФ и VR2 = 0 Ом, максимальная частота (Fmax) составляет:
Fmax = 1 / (0,7x4kx1nF) = 1 / (2800x1nF) = 1000000 / 2,8 = 357142 Гц = 357 кГц прибл.
Здесь прямыми сопротивлениями и падениями напряжения диодов D3 и D4 пренебрегают, а обратные сопротивления диодов предполагаются бесконечными.
Выходной сигнал частоты, создаваемый IC2, доступен на разъеме CON4. Амплитуда сигналов может быть отрегулирована с помощью потметра VR3. Резистивные делители, содержащие R11-R14, обеспечивают еще три амплитуды. То есть выходная частота IC2 делится на 10, 100 и 1000. Эти частоты также доступны через CON4 на контактах 3, 4 и 5 соответственно.
IC3 работает как инвертор . Амплитуда инвертированного выходного сигнала IC3, доступного на CON5, может быть отрегулирована с помощью потрометра VR4. Резистивные делители, содержащие от R17 до R20, обеспечивают еще три амплитуды, деля инвертированный выход на 10, 100 и 1000. Эти инвертированные выходы доступны через CON5. Диоды от D6 до D9 защищают выходы таймера от перенапряжения и пониженного напряжения.
Сборка и тестирование
Расположение печатной платы фактического размера для блока питания показано на рис. 3, а расположение компонентов – на рис. 4. После сборки цепи на плате подключите линию (L) и нейтраль (N) к сети переменного тока 230 В. Переменный источник питания для секции генератора сигналов доступен на CON2. Подключите LED1 и LED2 на передней панели для индикации состояния питания. Схема может питаться от сети переменного тока 230 В, 50 Гц с трансформатором X1 или от сети постоянного тока 15 В, подключенной к CON1.
Рис. 3: Компоновка печатной платы регулируемого источника питания 
Рис. 4: Компонентная компоновка печатной платы блока питания
Схема печатной платы фактического размера схемы генератора сигналов (рис. 2) показана на рис. 5, а компоновка ее компонентов – на рис. 6. После сборки схемы на плате подключите переменный источник питания с помощью двухпроводного кабеля от От CON2 до CON3. Подключите LED3, переключатели S1-S5 и потенциометры VR2-VR4 на передней панели для индикации состояния питания, выбора частоты и управления амплитудой сигнала соответственно.
Рис. 5: Схема печатной платы фактического размера генератора сигналов. 
Рис. 6. Компоновка компонентов печатной платы генератора сигналов.
Загрузите PDF-файлы для печатных плат и компонентов: нажмите здесь
Заметка. Для тестирования вы также можете использовать 6 В, 9 В или 12 В постоянного тока на CON3.
electronicsforu.com