Jak zbudować układ do generacji sygnału prostokątnego o zmiennym wypełnieniu?

witam
mam do zrobienia uklad ktory na wyjsciu bedzie dawal przebieg prostokatny o danej czestotliwosci i roznym wypelnieniu, ma byc kilka wypelnien z gory ustalonych. caly uklad ma byc zbudowany z podstawowych elementow cyfrowych np. bramki, liczniki, uniwibratorow scalonych itp ukadow. za pomoca kilkubitowego adresu ma byc wybierane wypelnienie sygnalu.
Moze ktos mialby jakis pomysl jak to zrobic?
wszelkie pomysly mile widziane

no jasne - pomysl jest, ale nie trzeba tego robić w postaci cyfrowej.
To o co pytasz nazywa się PWM - Pulse Width Modulation, czyli modulacja współczynnika wypełnienia
i jest stosowana w zasilaczach impulsowych, czy w nowej generacji koncówek mocy - klasy D.

Przeanalizuj taką sytuację:
Masz tu wykres:

Mamy komparator lub wzmacniacz operacyjny.
Na wejście nieodwracające (+) podajemy sygnał trójkątny (kolor niebieski na wykresie),
a na drugie napięcie stałe (kolor czerwony).

Sygnał trójkątny można uzyskać przy pomocy prostego generatora. W momencie, gdy trójkąt przekracza
wartość napięcia stałego - mamy na wyjsciu impuls, którego długość jest zależna od poziomu napięcia stałego.
Regulowane napięcie stałe najłatwiej zrobić jest na potencjometrze.
Skoro chcesz aby był sterowany cyfrowo - wystarczy prosty przetwornik CA i tyle

dzieki za odpowiedz, ale niestety to musi byc zrobione na elementach "cyfrowych" to ma byc uklad do szkoly i niemoge w nim uzyc np. wzmacniacza operacyjnego
bucowski, czy moglbys zmniejszyc rozmiar tego obrazka bo zle sie czyta calosc

wpadlem na taki pomysl, jak na skanie ponizej. W zalozeniu projektu ma byc 8 roznych wypelnien, narazie przyjalem wypelnienia od 1/9 do 8/9,
licznik modulo 8 zlicza impulsy z generatora o czest. 9 razy wiekszej niz ma dawac na wyjsciu, licznik ten adresuje 8 multiplekserow (kazdy na jedno wypelnienie) na skanie nierysowalem wszystkich bo reszta bedzie analogicznie, na wejscia mux sa podane wymuszone stany jakie ma dawac w jednym okresie kazde wypelnienie, wyjscia tych mux sa podane na kolejny mux ktorym bedzie wybierane konkretne wypelnienie.
czy cos takiego ma prawo dzialac?
jesli tak, czy niema tu jakis bledow? a moze ktos ma jakies prostsze lub dzialajace rozwiazanie?
oczywiscie mux'y maja wejscia 0-7 to 8wejscie tak z rozpedu mi sie namalowalo

Najprostszy przetwornik to tylko 1,5 kostki.
Licznik binarny i komparator w takim układzie.
Na wyjściu jest ciąg impulsów o wypełnieniu liczba/(2^4) czyli : liczba / 16.
Spróbuj przeanalizować.

pozdr.

genialne rozwiązanie - trzeba przyznać.
Do tego współczynnik wypełnienia ustalany jest binarnie przez 4-bitową liczbę - daje to 2^4=16 kombinacji

ale w przypadku, gdy nie mamy zewnętrznego zegara - musielibyśmy dołożyć jeszcze timer, np. 555.
-------------------------------
Jest na to sposób:

Popularny licznik binarny - układ 4060 ma już wbudowany zegar programowalny elementami RT1, RT2, CT1 (o łatwiej niż w przypadku 555).


Zamieniłem miejscami wejscia A i B, ponieważ po zmianie, jedynke na wyjściu mamy gdy A>B, wraz ze wzrotem binarnej liczby ustalanej zworkami rożnie współczynnik wypełnienia.
Można by też wyjście brać z pinu A<B w przypadku połączenia wejść zaproponowanych przez rasty'ego -wyszło by na to samo.

Napewno dziwi was obecność rezystorów R1-4.
Jesli ustalamy liczbe zworkami, po odpięciu pinu wcześniej podpiętego do vcc, może nadal pozostawać tam wysoki potencjał. Bardzo wysoka impedancja wejsciowa układów scalonych utzymywała by komparator w błędzie, przez zgromadzony ładunek. Sprawia to, że wejścia układów scalonych zachowują się jak kondensatory. Bo w sumie tranzystory MOS mają kondensatory na wejściu.

Rezystory te mogą mieć wartość po 680k ohm. Nie wpływają wtedy na poziom napięcia w stanie wysokim. Nie powodują praktycznie żadnych strat, bo maja duży opór (przy Vcc=5V moc tracona na rezystorze = 3,6*10^(-5) W) , z drugiej strony wartość ta jest wystarczająca aby szybko rozładować wejścia układu scalonego.

W przypadku sterowania innym użadzeniem cyfrowym ten kłopot nie istnieje i nie trzeba stosować R1-4

p o z d r o

czy napewno wypelnienie jest rowne liczba/16 a nie (liczba+1)/16 ??
i jaka czestotliwosc powinien miec zegar zeby czest. na wyjsciu byla rowna np. 100Hz?

Pomyłka - schemat powinien wygladać tak:


Wyjscie powinno być na pinie 13 komparatora.

djanj napisał:

czy napewno wypelnienie jest rowne liczba/16 a nie (liczba+1)/16 ??
i jaka czestotliwosc powinien miec zegar zeby czest. na wyjsciu byla rowna np. 100Hz?

pełny okres całego cyklu licznika wyznacza częstotliwość sygnału na wyjściu.
Licznik jest ustawiony na 4 bity, czyli liczbę 16.

Cęstotliwość wyjściowa to 1/16 częstotliwości ustawionej przez zegar.

Można zrobić 8 różnych wypełnień. Trzeba by w liczniku połączyć reset z wcześniejszym wyjściem, czyli z Q7 (pin 6).
Ustawienia wypełnienia były by pokolei:
12,5%, 25%, 37,5%, 50% i tak dalej co 12,5%, czyli co (100%)/8, aż do 100%.


w trybie 4 bitowym, czyli tym z powyższego schematu podział wypełnienia jest co 6,25% począwszy od 6,25% do 100%

pozdrawiam

Tu jeszcze można dodać, że "skracając" licznik możesz mieć inne podziały. Np licznik liczący do 7. Podziały będą N/7.
Tak samo, zwiększając ilośc bitów licznika (tworząc licznik o dowolnym podziale) i liczbę komparatorów (można je łączyć kaskadowo) możesz mieć dowolny podział np. N/196 albo N/1577 .

pozdr.

czyli jednak wypelnienie=(liczba+1)/16

dlaczego ten licznik 4060 ma wyjscia od Q3 a nie od Q0?
w nocie niepisze jaka ma stalosc czestotliwosci ten generator wbudowany w ta kosc.
jak w inny sposob mozna zrobic generator zegarowy o wybranej czestotliwosci? jakis dobry bo w sumie dokladnosc czestotliwosci wyjsciowej bedzie najbrdziej zalezala od dokladnosci generatora.
czy mozna to zrobic na innej kosci niz 555 bo niewiem czy bede mogl jej uzyc

Cytat:

czyli jednak wypelnienie=(liczba+1)/16

Parę minut i polutowałem coś takiego na TTL-ach.
Pod ręką miałem 74LS161 i 74LS85.
W tym układzie wypełnienie jest dokładnie "liczba/16" .
Podobnie zachowa się układ na CMOS-ach.

Cytat:

dlaczego ten licznik 4060 ma wyjscia od Q3 a nie od Q0?

Wg Philipsa to jest Q3, wg Texas-a Q4. Różni producenci nazywają różnie to samo wyjście, nie mogą się dogadać jak nazwać pierwszy stopień licznika, Q0 czy Q1.
Ale to chyba nie ma znaczenia. Częstotliwość na Q3 i tak zależy od generatora. Dobierzesz elementy tak, żeby mieć na Q3 potrzebną częstotliwość. A stałość częstotliwości zależy od stabilności części, których użyjesz.

Cytat:

czy mozna to zrobic na innej kosci niz 555 bo niewiem czy bede mogl jej uzyc

Akurat z generatorami nie ma problemu. Na Elektrodzie znajdziesz ich milion w różnych wariantach.
Możesz użyć gen. kwarcowego i podzielić częstotliwość do potrzebnej jakimś licznikiem.To wariant najbardziej stabilny.

pozdr.

tak w twoim ukladzie jest liczba/n ale w tym pierwszym schemacie byla "1" na 2 nozce i wtedy jest chyba (liczba+1)/n

Jedyną "1" na 2 nóżce w tym wątku widzę tu, czyli +Vcc na wejściu Enable dla licznika. Jest ona potrzebna do działania licznika. "0" na tym wejściu spowoduje zablokowanie licznika.
Ale to nie ma wpływu na działanie komparatora '85.

chodzilo mi o nozke 5 komparatora, (omylkowo napisalem ze 2), czyli wejscie A<B co powoduje ze komparator dostaje sygnal ze B bylo wieksze na "poprzednich" pozycjach i to wg mnie powoduje ze jest (liczba+1)/n

Tu masz rację. Niedokładnie pamiętałem jak działają te wejścia.
Chodziło o sam układ przetwornika, konfigurację. Szczegóły i tak by wyszły "w praniu"

pozdr.