Кварцевый генератор на компараторе К554САЗ

Простой генератор прямоуголь­ных импульсов с кварцевой стаби­лизацией частоты можно изготовить на популярном отечественном интег­ральном компараторе К544САЗ. Принципиальная схема такого ге­нератора на частоту 32768 Гц пред­ставлена на рис. 1. Кварцованный генератор, построенный на компа­раторе К544САЗ, сохраняет рабо­тоспособность при снижении на­пряжения питания до 2,2 В, что вы­годно отличает его от генераторов, построенных на КМОП микросхе­мах серий К176, К561.

Частота генерации задается кварцевым резонатором ZQ1 и в общем случае может достигать со­тен кГц. Для работы генератора на частотах выше 50 кГц сопротивле­ния резисторов R5, R6 необходимо уменьшить. При соединении выво­да 2 с общим проводом выход ком­паратора будет включен по схеме с открытым коллектором, резистор R7 - нагрузочный. Максимальный ток нагрузки для компаратора К544САЗ может достигать 50 мА. Точную подстройку частоты можно выполнить с помощью подстроечного конденсатора С1. Резистор R4 предназначен для автозапуска ге­нератора. Подстроечным резисто­ром R2 устанавливают скважность колебаний около двух, при которой условия возбуждения генератора наиболее благоприятны. Обычно R2 требуется установить в такое положение, при котором на его под­вижном контакте будет напряже­ние около половины напряжения питания.

Генератор, собранный в соот­ветствии с приведенной схемой, обладает некоторыми интересны­ми особенностями, которые позво­ляют использовать его для самых разных и самых неожиданных при­менений. Если вместо подстроечного конденсатора С1 припаять два отрезка монтажного провода дли­ной 50...70 мм, разнесенных на рас­стояние 10...80 мм, то генератор благополучно продолжит свою работу, а его рабо­чая частота повысится на 10...20 Гц. То есть, емкос­ти в сотые доли пикофарады достаточно для воз­буждения генератора. Да­лее, если в воздушный за­зор образованного двумя отрезками проводов "кон­денсатора" ввести какой-либо предмет, например, ладонь руки, то при подключенном конден­саторе С2 на экране осциллографа будет видно, как в несколько раз изменяется скважность импульсов на выходе генератора, также на не­сколько единиц...десятков герц из­меняется частота. Если С2 отклю­чить, то тогда на фронтах прямоу­гольных импульсов можно будет наблюдать высокочастотную гене­рацию, которая будет тем сильней, чем большая часть ладони будет в воздушном зазоре "конденсатора". Используя такое поведение данно­го генератора, его можно приспосо­бить, например, как бесконтактный датчик жидкости, объема, присут­ствия и т.п. В качестве детектора состояния генератора удобнее ис­пользовать микроконтроллер с со­ответствующим ПО, но можно при­менить и обычные аналоговые или цифровые "детекторы", например, еще один компаратор К544САЗ, ре­гистрирующий изменение выпрям­ленного диодным детектором на­пряжения при изменении скважно­сти импульсов.

Вид на монтаж опытного экзем­пляра генератора показан на рис. 2.

 Генератор потребляет ток 5,1 мА при напряжении питания 9 В и 2,8 мА при напряжении питания 3 В. Под­строенные резистор и конденсатор применены малогабаритные им­портные. Вместо подстроенного конденсатора для точной установ­ки рабочей частоты можно исполь­зовать два отрезка обмоточного провода диаметром 0,5...0,6 мм и 0,2...0,3 мм. Отрезок длиной 20. ..30 мм более толстого провода припаивают перпендикулярно по­верхности платы, а тонкий провод виток к витку наматывают вокруг толстого. От количества витков бу­дет зависеть емкость такого само­дельного подстроечного конденса­тора. О возможности создавать на основе интегральных компараторов кварцевые генераторы прямоуголь­ных импульсов известно уже давно [1], но в радиолюбительской прак­тике этот факт пока не получил ши­рокого распространения.

Литература

1. Успенский Б. Интегральные компараторы напряжения. В помощь радиолюбителю. Выпуск 97. - Москва, ДОСААФ СССР, 1987 г., стр. 49-68.

Андрей Бутов

Ярославская область, с. Курба

E-mail: andrey-rad@yandex.ru