Schema per Realizzare un Generatore di Onda Quadra con Frequenza Variabile e Duty Cycle del 50% utilizzando un NE555…

 

 

 

 

 

INTRO

Per moltissime applicazioni serve un generatore ad onda quadra detto anche generatore di clock. In questo circuito si va a realizzare un generatore di clock a frequenza variabile tra 30Hz e i 30KHz con un duty cycle di 50% che non varia al variare della frequenza.

Lo schema presenta un selettore a tre posizioni che permette di variare i range di frequenza tra 30-300Hz, 300Hz-3KHz e 3KHz-30KHz mentre dispone di una resistenza variabile per variare la frequenza nei vari range.

Lo schema può essere alimentato da diverse tensioni in modo tale da utilizzare il circuito per diverse applicazioni.  L’uso di un NE555 garantisce la semplicità realizzatava anche se l’integrato non si può spingere oltre una frequenza di 100KHz.
 

 

SCHEMA

Lo schema è il seguente:

L’alimentazione come detto va da 5 a 12V con un consumo di circa 10mA. La tensione deve essere continua e filtrata.

R4 e il LED1 servono come spia per la presenza della tensione.

L’integrato NE555 è in configurazione astabile in cui si ha lo stesso percorso di carica e di scarica delle capacità (C7, C8 oppure C6). Il percorso di carica è composto da R5, D1 R6 ed R2, per un totale di 2.67kOhm più un diodo mentre il percorso di scarica è composto da R1, D2, R6 e R2 anche qui per un totale di 2.67kOhm più un diodo (supponendo R2=0). Si utilizza un diodo Schottky vista la sua bassa caduta di tensione(0.35V). Si può anche utilizzare un diodo al germanio (caduta di tensione 0.2V). C2 serve per mantenere stabile la tensione del partitore interno all’integrato. La tensione in uscita dal PIN3 viene fornita in uscita al circuito ed è li che vi sarà la tensione ad onda quadra.

Con i valori di C7, C8 e C6 il range di frequenza va da 30KHz a 30HZ. Usando valori minori di 3 volte, ovvero 3.3nF, 33nF e 330nF si avranno 3 range che vanno da 100KHz-10KHz, 10KHz-1KHz e 1KHz-100Hz. Si consigla di non raggiungere frequenze maggiori a 100KHz perché il segnale risulterebbe troppo distorto e con fronti di salita e discesa degradati. Utilizzando condensatori da 10uF, 1uF e 100nF si ottengono valori di frequenza tra 3Hz e 3KHz. Aumentando i condensatori e usando un selettore a più posizioni si possono avere più di tre range.

La forma d’onda del segnale è la seguente:

Il duty cycle è pari a 49.7% che si può considerare praticamente al 50%. Se vi fosse uno sbilanciamento maggiore si potrebbe pensare di utilizzare R2 non come resistenza fissa ma trimmer multi-rotativo e variare il valore di questa resistenza fino a raggiungere il 50%. R1 deve essere un trimmer multi-rotativo da 2.5kOhm.

Lo schema realizzato su breadboard è il seguente:

 

DOWNLOAD

Potete scaricare la simulazione del circuito con MULTISIM14 al seguente LINK!!!

 

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