Semplice Generatore di Segnale a Dente di Sega con Frequenza Massima di 50KHz circa che Utilizza un Integrato NE555 e Qualche altro Componente…


 
 
 
 




 

INTRO

La forma d’onda a dente di segna viene usata per parecchie applicazioni, può essere usato per generare un segnale PWM o per altre applicazioni come ad esempio RADAR oppure generatori di segnali.

In particolare si utilizza un generatore di corrente che va a caricare un condensatore, ai capi della capacità viene prelevato il segnale ad onda triangolare. L’integrato NE555 serve solo per temporizzare le operazioni di scarica della capacità.

Se si ha una capacità con un generatore di corrente, si avrà:

Se si invia una corrente in un condensatore, questo si inizia a caricare e la corrente cresce linearmente con velocità proporzionale alla corrente e al valore della capacità. Nel caso del transistor BC558B si ha una Vbe di 0.6V circa, questo crea una corrente di 600µA. Supponendo di volere sapere il tempo necessaria per caricare  la capacità a una tensione di 10V, si avrà un tempo di 1.66mS.

Se ogni volta che si raggiunge la tensione di 10V si scarica la capacità si ottiene un segnale a dente di sega con frequenza di 1/tc, in questo caso 625Hz circa. Si utilizza quindi l’integrato NE555 per capire quando si giunge a una tensione prefissata, si usa il pin discharge per portare a 0V la tensione ai capi delle capacità, e si usa un’altra temporizzazione per fare finire la fase di scarica.

 




 

SCHEMA

Lo schema è il seguente:

Il generatore di corrente costante è formato dal transistor Q1 e dai diodi D1 e D2 con le resistenze R2 e R3. La corrente va a caricare il condensatore, in particolare si ha una corrente da 600µA.

La resistenza R1 sposta le tensioni di soglia dei comparatori interni all’integrato NE555, in particolare si avrà 0.87Vcc e 0.43Vcc. in particolare la prima tensione è importante perché è la massima tensione che può raggiungere la forma d’onda a dente di segna, se si ha Vcc 10V allora la forma d’onda avrà un picco massimo di 8.6V circa. R1 non può avere un valore minore di circa 2.2KΩ. La tensione minore raggiungibile invece sarà 2/3Vcc se non si usa nessuna R1.

Inizialmente l’uscita (pin 3) è a livello basso, la tensione ai capi di C3 è 0, e anche quella ai capi di C2, quindi i comparatori danno il comando di set, il transistor di discharge è off e l’uscita va a livello alto.

Essendo spento il transistor di discharge C2 inizia a caricarsi, e quando si raggiunge la tensione di 0.87Vcc allora i comparatori interni all’NE555 danno il comando di reset, quindi il transistor di discharge si attiva, scaricando C2, inoltre, l’uscita diventa 0 e C3 inizia a scaricarsi.

Quando la tensione su C3 raggiunge i 0.43Vcc allora i comparatori danno il comando di set, il transistor di discharge si spegne e l’uscita torna a livello alto, e così C2 e C3 ricominciano la fase di carica e un nuovo ciclo di funzionamento.

La resistenza R4 da 220ohm con il condensatore C3 determinano per quanto tempo rimane attivo il transistor di discharge, quindi il fronte di discesa del segnale a dente di sega. Non possono avere valori minori di quelli di figura altrimenti può succedere che C2 non si riesca a scaricare.

Il buffer di tensione formato dall’integrato LM358 serve per evitare che la corrente di carica non fuoriesca dal circuito. Se il circuito serve per pilotare un integrato ad alta impedenza (come un comparatore o un operazionale)  questo buffer non è necessario.

La tensione di alimentazione può andare da 4.5V fino a 16V. Per ottenere una forma d’onda con tensione minore di 0.87Vcc si può usare una resistenza variabile in uscita dal buffer.

La frequenza è l’inverso del tempo tc, ovvero in questo caso:

Ovvero per il circuito di figura, supponendo Vcc=10V,  Fsw = 0.6/(1000*0.87*10*100*10^(-9)) = 689Hz.

La forma d’onda che si ottiene è la seguente:

 

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