Импульсные схемы зажигания — Энциклопедия по машиностроению XXL

Импульсные схемы зажигания  [c.10]

Для зажигания ГРП с потребляемой мощностью, превышающей сотни ватт, а зачастую и для Зажигания маломощных ГРП нашли широкое применение импульсные схемы зажигания. Такие схемы во многом сходны с силовыми импульсными источниками электропитания. Импульс инициирования может быть сформирован быстрой (импульсной) разрядкой предварительно заряженного емкостного накопителя энергии, индуктивного накопителя илн накопителя в виде  [c.10]

Задачу формирования мощных инициирующих импульсов решают схемы двухступенчатого зажигания. В таких схемах на первой стадии предварительный пробой ГРП производится с помощью маломощной импульсной схемы зажигания (подобной одной из описанных). На второй стадии происходит. разрядка непосредственно на ГРП дополнительного конденсатора с большой запасенной энергией,, достаточной для- перевода ГРП в дуговой сильноточный режим, характеризующийся падением напряжения на газоразрядном промежутке, меиьшем, чем 1/заж при одноступенчатом импульсном зажигании. Перевод ГРП в дуговой режим обусловливает подхват в  [c.16]

Описаны способы и схемы зажигания газоразрядных приборов, входящих в состав излучателей лазеров. Рассмотрены различные способы преобразования источников напряжения в источники тока, поскольку внешняя характеристика последних обеспечивает устойчивое питание газового разряда и минимальные потери мощности при зарядке емкостных накопителей энергии, которые используются в импульсных источниках питания. Приведены схемы и основные расчетные соотношения для выбора элементов разрядного контура импульсного излучателя, зарядных устройств емкостных накопителей энергии.  

[c.4]

В отдельных случаях это обстоятельство можно использовать на практике. Так, при йсв=0,6 и in=l (t0i=t02) вторая полуволна в 1,6 раза больше первой н имеет максимально возможное значение. Поэтому схему зажигания рассчитывают из условий обеспечения пробоя ГРП на второй полуволне (здесь пробой облегчается также остаточной ионизацией газа, сохраняющейся от первой полуволны). В такой схеме может быть применен относительно простой импульсный трансформатор с легко реализуемым Асв=0,6 и выбрано минимальное начальное напряжение на формирующем конденсаторе I (см. рис. 1.6,а). Для выполнения условия t0i=t02 параллельно первичной или вторичной обмотке трансформатора подсоединяется конденсатор небольшой емкости, с помощью которого осуществляют подгонку резонансных частот первичного и вторичного контуров.  [c.14]
Разрядка конденсаторов происходит в течение второй половины полуволны питающего напряжения. При подаче на управляющие электроды тиристоров Д7 и Д8 запускающего импульса они открываются и конденсаторы разряжаются на импульсную лампу (схема зажигания лампы не показана). В процессе разрядки накопительные конденсаторы оказываются включенными по отношению к лампе последовательно, и поэтому на нагрузке возникает удвоенное напряжение.   [c.50]

Зажигание ГРП зависит не только от степени перенапряжения на газоразрядном промежутке, но и от длительности инициирующего импульса и частоты затухающих колебаний в нем. Длительность Этого импульса должна быть больше времени зажигания разряда, складывающегося из времени запаздывания начала развития пробоя и времени формирования канала высокоионизированной плазмы. Увеличение амплитуды и длительности импульса. равносильно увеличению энергии в нем. С увеличением энергии в инициирующем импульсе уменьшается напряжение зажигания t/заж. Предел уменьшения t/заж достигается при увеличении энергии до значения, способного вывести разряд на рабочий, стационарный участок при этом Из т приближается к значению напряжения погасания U-a. Очевидно, что импульсная мощность должна выть сравнима с мощностью основного источника питания. В особых случаях, когда требуется иметь минимально возможное 1/заж, увеличение импульсной мощности находит практическое применение (схемы с двухступенчатым зажиганием). Если особых требований к величине t/заж не предъявляется, то амплитуду инициирующих импульсов t/ин выбирают в 1,5—2 раза выше напряжения пробоя ГРП. Частота затухающих колебаний в импульсе, как рассматривалось ранее, влияет на t/заж для конкретных ГРП может быть найдено такое ее значение, при котором t/заж становится наименьшим.

 [c.6]

На рис. 1.9 изображена схема двухступенчатого зажигания. Маломощный импульс инициирования формируется путем разрядки конденсатора С1 через коммутатор РК на первичную обмотку импульсного трансформатора ИТр. Высоковольтный импульс со вторичной обмотки прикладывается к газоразрядному прибору Л через-блокирующий конденсатор Сел и пробивает ГРП. В момент пробоя-мощный конденсатор С2 разряжается на ГРП и переводит его в дуговой режим, что вызывает прохождение рабочего тока от источника (питания. Зарядка формирующего конденсатора С произво-  

[c.17]

Наиболее часто в приборах дугового разряда используются схемы последовательного импульсного зажигания. Это связано, главным образом, с конструктивными удобствами подвода импульсного зажигания газоразрядному прибору, особенно при. наличии жидкостного охлаждения баллона трубки.  [c.53]

В схемах импульсного зажигания используется разрядка предварительно заряженного конденсатора через коммутатор на первичную -обмотку повышающего трансформатора.

В качестве коммутатора могут выступать тиратроны, механические и вакуумные разрядники, тиристоры. На рис. 3.11 показана схема тиратронного блока зажигания. Она состоит из высоковольтного выпрямителя (трансформатор Тр1, диоды Д1—Д4 и конденсатор С2), от которого через балластные резисторы Ш, R2 и первичную обмотку импульсного трансформатора Тр2 заряжается накопительный конденсатор СЗ до  [c.53]

В модуляторах МТ-42 и МИЛ-49 применены блоки зажигания МТ-ЗПЖ и МТ-2ПЖ, выполненные в виде типовых модулей по единой электрической схеме (рис. 3.13,й). В качестве базы послужила схема.блока зажигания МТ-ШЖ, разработанная для источника питания МИЛ-35 лазерной установки Корунд . Схема содержит зарядное устройство и разрядный контур. Зарядное устройство, предназначенное для зарядки формирующего конденсатора, выполнено по схеме удвоения напряжения на диодах Л1, Д2 и конденсаторах С/, С2. На входе схемы включен повышающий трансформатор Тр1. В разрядный контур входит формирующий конденсатор С2, первичная обмотка импульсного трансформатора Тр2 и коммутатор Рр (вакуумный разрядник типа Р-24).

 [c.55]

Конденсатор СЮ заряжается до максимального напряжения на выпрямителе. Процесс разрядки СЮ на импульсную лампу собственно и определяет перевод вспомогательного канала разряда из маломощного режима в сравнительно мощный режим дежурной дуги, поддерживаемый далее схемой однофазного ИЕП. Для ограничения бросков тока разрядки СЮ при зажигании лампы служит резистор R12. Диоды Д24, Д25 необходимы для развязки они исключают возможность попадания напряжения с формирующей линии на СЮ. Реле Р2 предназначено для автоматического отключения подачи управляющих импульсов на блок МТ-ЗПЖ после зажигания дежурной дуги во избежание появления помех от инициирующих импульсов.  

[c.61]

Одной из особенностей, которую следует учитывать при разработке схем, является то, что системы управления работают в условиях сильных импульсных помех, возникающих как внутри самой установки, так и вне ее. Например, внутри установки помехи появляются в момент включения тиристоров зарядного и разрядного коммутаторов, при срабатывании блоков зажигания, во время зарядки и разрядки накопителя и т. п. Без принятия специальных мер по подавлению помех и повышению помехоустойчивости узлов системы управления оказываются практически неработоспособными.  [c.76]

В разрядный блок входят накопительные конденсаторы С2 и СЗ, разрядные индуктивные элементы L2 и L3, разрядный коммутатор на тиристорах Д12 и Д/З, схема импульсного зажигания на разряднике Рр и источник питания дежурной дуги МТ-2ИТ. Каждый из накопительных конденсаторов С2 и СЗ подключен через соответствую-  

[c.80]

При замкнутых контактах прерывателя в схеме пойдет ток по цепи положительный вывод аккумуляторной батареи — амперметр — контакты выключателя зажигания — добавочный резистор — первичная обмотка катушки зажигания — резистор Я коммутатора — первичная обмотка импульсного трансформатора — контакты прерывателя — масса автомобиля — отрицательный вывод аккумуляторной батареи.

В результате падения напряжения на резисторе Я потенциал базы станет меньше потенциале эмиттера и транзистор откроется. При этом сопротивление тран.%истора сос-  [c.96]

Добавочный резистор, состоящий из двух секций и соединен последовательно с первичной обмоткой катущки зажигания. В отличие от обычной схемы батарейного зажигания при пуске двигателя не все сопротивление добавочного резистора замыкается накоротко контактами 5, а только одна его секция Обе секции добавочного резистора в отличие от обычной системы батарейного зажигания не выполнены как одно целое с катушкой зажигания, а представляют собой самостоятельный агрегат. Другим самостоятельным агрегатом контактно-транзисторной системы является транзисторный коммутатор, в котором конструктивно объединены следующие элементы схемы транзистор Т, стабилитрон ОД, диод Д, импульсный трансформатор Тр, резисторы Я1 и Я2 и конденсаторы С1 и С2. Литой алюминиевый корпус транзисторного коммутатора (рис. 43) снабжен ребрами и служит теплоотводом для транзистора. . Гнездо корпуса, в котором помещен транзистор, залито эпоксидной смолой. Заливка смолой предохраняет транзистор от повреждений.  [c.81]

Конденсатор С2 предназначен для защиты транзистора от случайных перенапряжений в цепи питания схемы (например, при работе без батареи, при неисправности регулятора напряжения, коротком замыкании в обмотках генератора, ухудшении контакта с массой генератора и регулятора). При увеличении скорости запирания транзистора импульсным трансформатором Т2 скорость спада силы тока первичной цепи достаточна для получения необходимого вторичного напряжения, поэтому в контактно-транзисторных системах зажигания конденсатор параллельно контактам прерывателя не включается.  [c.133]

Одно из условий возбуждения дуги в исследуемой трубке сводится к тому, что разрядный ток поджигающего импульса должен превосходить некоторое пороговое значение, лежащее около 0,4 а. Чтобы зажигание дуги носило вполне регулярный характер, при измерениях были использованы такие параметры схемы, вырабатывающей импульсы, при которых максимальное значение разрядного тока поджигающего импульса составляло 5—10 а. Осуществление таких условий поджигания не обеспечивало, однако, регулярного подхватывания дуги главным анодом трубки при некоторых условиях опыта. Так, например, в присутствии магнитного поля разряд не подхватывался в значительном проценте случаев, если импульс имел форму полуволны синусоиды, характерную для формирующей цепи, составленной из емкости, тиратрона и индуктивной нагрузки. Эти пропуски в подхватывании, по всей вероятности, были связаны с обратным током тиратрона и резко изменяли статистическое распределение жизненных циклов дуги. Они искажали результаты измерений средней продолжительности ее существования. Пропусков в подхватывании дуги и связанных с ними искажений не наблюдалось при использовании чисто апериодического импульса, получавшегося в результате разрядки емкости через тиратрон и достаточно большое активное сопротивление. По этим соображениям при выполнении основной массы измерений употреблялся поджигающий импульс чисто апериодического типа. Длительность импульса оказывалась несущественной при условии, что она оставалась заведомо меньше естественной продолжительности существования исследуемой дуги. Постоянная времени разрядки емкости через нагрузочное сопротивление импульсной цепи составляла в первых опытах около 10 сек, а в последующем была уменьшена до 5 10 сек, причем длительность импульсов по порядку величины составляла 10″ сек. 58  [c.88]

Дальнейшим усовершенствованием системы зажигания является замена прерывателя импульсным генератором с полупроводниковым усилителем. Поэтому ток в первичной цепи катушки зажигания получается прерывистым. На таком принципе основаны схемы бесконтактных транзисторных систем зажигания, которые вследствие отсутствия контактов имеют более высокую надежность.  [c.133]

А, длительность 40…200 мкс. Для подавления высокочастотных колебаний в цепь импульсной стабилизации необходимо включить резистор с сопротивлением 1… 2 Ом. Импульсная стабилизация дуги может быть реализована и при установке фазорегулятора во вторичной цепи трансформатора. На рис. 4.109, з дана схема ТТ с устройством генерации высоковольтных импульсов, обеспечивающих первоначальное зажигание и повторное возбуждение дуги. В момент включения тиристора зарядный ток конденсатора С наводит во вторичной обмотке высоковольтного трансформатора Т2 импульс высокого напряжения, достаточный для пробоя межэлектродного промежутка. Конденсатор Сф защищает источник питания от перенапряжений.  [c.235]

В т. т. р. с электростатич. управлением слабое тормозящее электроны поле Е между управляющей сеткой и сеткой подготовит, разряда управляет потоком электронов, диффундирующих из плазмы подготовит. разряда (горящего между Сх и катодом, рис. 2). Зажигание разряда происходит при уменьшении Е (увеличении 11 до критич. величины), т. т. р. с электростатич. управлением допускают управление как импульсами, так и медленно меняющимися напряжениями. Обычно на , подают напряжение смещения ем> меньшее критич. величины. Входной импульсный сигнал подается через разделит, емкость Ср, а статич. управляющее напряжение — через сопротивление Л. В логических Т. т. р. с неск. унр. сетками анодный разряд зажигается лишь нри опред. комбинациях входных сигналов (см. Логические схемы).  [c.186]

Как видно из схемы, катушка зажигания находится внутри пульта. Напряжение на ее первичной обмотке (см. рис. 32) измеряется импульсным вольтметром, собранным на элементах ИЛг, Сг, Дг—Дз. Резисторы Яг—йз выравнивают обратные напряжения на диодах Дг—Дз- Свеча зажигания (разрядник Ррг) находится снаружи пульта. Расстояние между ее электродами должно быть равно 2—3 мм.  [c.60]

В системах с импульсным накоплением энергии накопительный конденсатор заряжается одним мощным импульсом сразу же после окончания искрового разряда в свече зажигания. На рис. 5 приведена принципиальная схема конденсаторной системы зажигания с импульсным накоплением энергии, а на рис. 6  [c.13]

Ручной зажигатель-пробник и испытатель для проверки осветительных устройств с импульсной схемой зажигания Испытатель для проверки осветительных устройств со схемой быстрого зажигания Прибор переносный Вольтметр переменного тока Люксметр Яркомер Строботахометр  [c. 97]

Схемы включения люминесцентных и ртутных ламп — импульсное замедленное зажигание, быстрое зажигание, мгновенное зажигание. Пускорегулирующие устройства для включения этих ламп.  [c.325]

Полная передача энергии во вторичный контур, как указывалось, возможна при 6,. .. Этим значениям соответствует /гов=0,882 (>,946 . .. Для первой полуволны полная перекачка энергии во вторичный контур возможна только при fe B= l. Такие значения йсв трудно достижимы для реальных импульсных трансформаторов, предназначенных для схем зажигания. Практически эти трансформаторы имеют йсв=0,4—0,8.  [c.14]

На рис. 1.8 приведены варианты выполнения схем зажигания. В схеме рис. 1.8,а формирующий конденсатор С1 подключается к первичной обмотке импульсного трансформатора ИТр с помощью вакуумного разрядника Pp. Импульс запуска на управляющий электрод разрядника поступает через импульсный трансформатор Тр2. Зарядка С1 производится через повышающий трансформатор Тр1 и выпрямитель по схеме удвоения. Схема удвоения собрана на днодах  [c.15]

При повышенных частотах следования запускающих импульсов в схемах зажигания могут быть. применены модификации тиристорных ключей с принудительной коммутацией и различные схемы ин верторов [И, 12]. Одна из таких схем приведена а рис. 1.8,в. Здесь используются два управляющих сигнала один подготавливает схему, другой определяет момент возникновения инициирующего импульса. Вначале включают тиристор Д1. Через индуктивность L заряжается конденсатор С1 до удвоенного. напряжения питания UnuT, после чего Д1 закрывается. Далее включают тиристор Д2, и конденсатор С1 разряжается на импульсный трансформатор ИТр, Диод ДЗ служит для той же цели, что и диод Д2 в предыдущей схеме.  [c.16]

Схема рис. 1.9 специально предназначена для совместной работы в комплексе с исгочником для непрерывного питания ГРП. Однако двухступенчатое зажигание часто применяется и в импульсных-источниках электропитания, у которых имеется блок питания дежурной дуги. В подобных случаях функции второй ступени выполняет сам импульсный источник питания, а блок дежурной дуги поддерживает непрерывный разряд. Для запуска такой системы сначала заряжают накопитель импульсного источника питания до 1 пит>1 заж,. затем включают блок питания дежурной дуги и одновременно подают на ГРП инициирующий сигнал от схемы зажигания. Инициирующий импульс пробивает ГРП, накопитель разряжается и переводит его в дуговой режим, после чего блок питания дежурной  [c.17]

Для инициирования зажигания дугового газового разряда используются различные схемы зажигания, рассмотренные в гл. I. Выбор схемы зажигания определяется в основном тактико-техническими требованиями и условиями эксплуатации. При отсутствии надлежащих специальных высоковольтных кабелей, разъемов и других радиокомпонентов, а также с целью уменьшения импульсных потерь и уровня помех устройства импульсного зажигания располагают, как правило, вне источника питания в непосредственной близости от излучателя.  [c.53]

I в модуляторе МИЛ-31 использована двухступенча тая схема зажигания лампы накачки. Первая ступень импульсного зажигания состоит из схемы умножения (диоды Д16 — Д19 и конденсаторы С4 — С7), воздушного разрядника Рр и импульсного трансформатора Тр2. Режим дежурной дуги лампы накачки обеспечивается источником тока МТ-2ИТ, который выполнен на основе маломощного Т-образного ИЕП на дросселе Др2 и конденсаторе С8. Согласование выходной характеристики источника тока с вольт-амнерной характеристикой лам- пы накачки производится повышающим трансформатором ТрЗ и выпрямителем В. К лампе Л источник тока подключается через дроссель Др1 и обмотку реле Р4. На холостом ходу ИЕП выходное напряжение МТ-2ИТ  [c.81]

Освещение включается ручным переключателем света ПС, имеющим, как обычно, три позиции а) всё выключено б) малый свет и задний фонарь в) главные фары и задний фонарь. Переключение главных фар с дальнего света на ближний (во избежание ослепления встречных) производится отдельным ножным переключателем ЯЯ(ДС—дальний свет С—ближний свет). Манометр мас а М, термометр воды Т и указатель бензина (бензиномер) УБ работают на электрическом принципе передачи показаний от своих датчиков манометр и термометр—термовибрационной (импульсной) Системы, бензиномер же—реостатный. На схеме фиг. 47 означают СТ — стартер (типа СТ-15) Я—распределитель (типа Р-21) С—звуковой сигнал (гудок) S —выключатель стоп-сигнала, связанный с тормозной педалью ЯЛ — контрольная лампа дальнего света /У — выключатель освещения приборов ЗЖ—замок (выключатель) зажигания LUT — штепсельная розетка для переносной лампы ЛТ—кнопка гудка ДМ—датчик манометра ДТ—датчик термометра Р Б-реостат бензиномера ЗФ — комбинированный задний фонарь и стоп-сигнал  [c.327]

В схеме внешнего зажигания (рис. 1.2,а) инициирующий сигнал подается на внешний электрод зажигания ГРГТ. Электрод зажигания таких приборов выполняется в виде электропроводящих элементов, расположенных на поверхности газоразрядной трубки. Например, в импульсных лампах электрод зажигания представляет собой полоску из токопроводящей мастики, нанесенной на колбу из стекла (ИФК-120), либо выполнен в виде тонкой проволочки, навитой на трубку (ИФК-2(Ю0) [5]. В некоторых случаях в качестве внешнего электрода зажигания используется изолированный металлический  [c.7]

После установления дежурной дуги срабатывает реле Р4 и контактами Р4.3 отключает схему импульсного зажигания, а контактами Р4.2 блокирует кнопку Пуск . Через контакты Р4.1 подается питание на обмотку реле Р2, которое срабатывает через 2,5 с и обеспечивает пи-тание обмотки магнитного пускателя Р1. Контачктами PI.1 и Р1.2 производится подключение силовой части модулятора к питающей сети. Сразу же «начинается процесс зарядки конденсатора С1 в схеме принудительной коммутации зарядных тиристоров Д5, Д6. Зарядка осу ществляется от диодного мостика Д1 — Д4 через рези-сторы R1 и R2.  [c.83]

Транзисторный коммутатор ТКЮ2 обеспечивает периодическое прерывание тока в первичной обмотке катушки зажигания. Он состоит (см. схему рис. 28) из германиевого транзистора ГТ701-А, импульсного трансформатора ИТ, германиевого диода Ди кремниевого стабилитрона Дет, двух керамических сопротивлений / 1=2 ом и / 2=20 ом, конденсатора С] емкостью 50 мкф. Поскольку через транзистор проходит большой ток, он вместе с другими узлами транзисторного коммутатора помещен в алюминиевый оребренный корпус, обеспечивающий хороший отвод тепла, и для предохранения от влаги залит эпоксидной смолой.  [c.109]

В этих системах применялись системы защиты выходного транзистора от импульсных перенапряжений, защиты силовой части и управляющей части электронной схемы от импульсных перенапряжений и изменении полярности бортовой сети автомобиля. Были,устранены некоторые частные недостатки схемы коммутатора ТК200, например была решена проблема автоматического отключения силовой части коммутатора и катушки зажигания от источника тока при включенном зажигании и невращающемся вале двигателя.  [c.230]

Путь тока в цепи управления транзистора (см. пунктирные стрелки на схеме) положительный зажим батареи — зажим тягового реле стартера — зажим АМ включателя зажигания — ротор включателя — зажим КЗ включателя — два добавочных резистора СЭ107 — первичная обмотка катушки зажигания — безымянный зажим транзисторного коммутатора, затем ток разветвляется на три параллельные ветви вторичная обмотка импульсного трансформатора ИТ, резистор R2 и электроды Э Б транзистора.  [c.135]

Для повышения устрйчийости горения дуги применяются, им пульсные возбудители дуги.. Принцип работы их заключается в подаче кратковременных импульсов повышенного напряжения (200—300 В) синхронно с изменением напряжения — в момент перехода синусоиды сварочного тока через нуль при повторном зажигании дуги. Импульсные возбудители дуги по сравнению с осцилляторами имеют ряд преимуществ, они более надежно обеспечивают повторное зажигание дуги, не вызывают радиопомех. При применении импульсных возбудителей дуги напряжение холостого хода трансформатора может быть снижено до 40—50 В. Мощность, развиваемая импульсным возбудителем во время кратковременного импульса, значительно больше мощности осциллятора. Принципиальная схема генератора импульсов приведена на рис. 47. Импульсный возбудитель ИВ подключается в сварочную цепь параллельно сварочному трансформатору.  [c.108]

Электрическая схема установки обеспечивает зажигание дуги пробоем дугового промежутка высокочастотной искрой осциллятора стабильное горение дуги, благодаря применению специального импульсного стабилизатора подачу аргона в зону дуги за 2—3 сек до начала сварки и прекращение подачи аргона через 6—10 сек после окончания сварки или немедленное прекращение подачи аргона в случае невозбуждения дуги в начале сварки и автоматическое отключение установки в случае обрыва дуги. Прекращение сварки производится ножной педальной кнопкой.  [c.56]

---

Схема импульсного блока питания для усилителя » Паятель.Ру

Импульсный источник питания, который может использоваться не только с усилителями на базе TDA7293 (TDA7294), но и с любым другим усилителем мощности ЗЧ. Основой данного блока питания (БП) служит полумостовой драйвер с внутренним генератором IR2153 (IR2155), предназначенный для управления транзисторами технологий MOSFET и IGBT в импульсных источниках питания.

Функциональная схема микросхем приведена на рисунке 1, зависимость выходной частоты от номиналов RC-задающей цепочки на рисунке 2. Микросхема обеспечивает паузу между импульсами верхнего и нижнего ключей в течении 10% от длительности импульса, что позволяет не опасаться сквозных токов в силовой части преобразователя.

Рис.2

Практическая реализация БП приведена на рисунке 3. Используя данную схему можно изготовить БП мощностью от 100 до 500Вт, необходимо лишь пропорционально увеличивать емкость конденсатора фильтра первичного питания С2 и использовать соответствующий силовой трансформатор TV2.

Рис.3

Емкость конденсатора С2 выбирается из расчета 1…1,5 мкФ на 1 Вт выходной мощности, например при изготовлении БП на 150 Вт следует использовать конденсатор на 150…220 мкФ. Диодный мост первичного питания VD можно использовать в соответствии с установленным конденсатором фильтра первичного питания, при емкостях до 330 мкФ можно использовать диодные мосты на 4…6А, например RS407 или RS607. При емкости конденсаторов 470…680 мкФ нужны уже более мощные диодные мосты, например RS807, RS1007.

Об изготовлении трансформатора можно разговаривать долго, однако вникать в глубокую теорию расчетов слишком долго и далеко не каждому нужно. Поэтому расчеты типоразмеров ферритовых колец М2000НМ1 просто сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Как видно из таблицы габаритная мощность трансформатора зависит не только от габаритов сердечника, но и от частоты преобразования. Изготавливать трансформатор для частот ниже 40 кГц не очень логично — гармониками можно создать не преодолимые помехи в звуковом диапазоне. Изготовление трансформаторов на частоты выше 100 кГц уже непозволительно по причине саморазогрева феррита М2000НМ1 вихревыми токами.

В таблице приведены данные по первичным обмоткам, из которых легко вычисляются отношения витков/вольт и дальше уже вычислить, сколько витков необходимо для того или иного выходного напряжения труда не составит. Следует обратить внимание на то, что подводимое к первичной обмотке напряжение составляет 155 В — сетевое напряжение 220 В после выпрямителя и сглаживающего фильтра будет составлять 310 В постоянного напряжения, схема полу мостовая, следовательно к первичной обмотке будет прилагаться половина этого значения.

Так же следует помнить, что форма выходного напряжения будет прямоугольной, поэтому после выпрямителя и сглаживающего фильтра величина напряжения от расчетной отличаться будет не значительно.

Таблица приведена до мощностей 2400 Вт — более мощные БП будут описаны в следующих номерах журнала, поэтому табличку стоит сохранить.

Таблица 2 и 3

Диаметры необходимых проводов рассчитываются из отношения 5 А на 1 кв мм сечения провода. Причем лучше использовать несколько проводов меньшего диаметра, чем один, более толстый провод. Это требование относится ко всем преобразователям напряжения, с частотой преобразования выше 10 кГц, так как начинает уже сказываться скин-эффект — потери внутри проводника, поскольку на высоких частотах ток течет уже не по всему сечению, а по поверхности проводника и чем выше частота, тем сильнее сказываются потери в толстых проводниках.

Поэтому не рекомендуется использовать в преобразователях с частотой преобразования выше 30 кГц проводники толще 1 мм. Следует так же обратить внимание на фазировку обмоток — неправильно сфазированные обмотки могут либо вывести силовые ключи из строя, либо снизить КПД преобразователя.

Но вернемся к БП, приведенному на рисунке 3. Минимальная мощность данного БП практически ни чем не ограничена, поэтому можно изготовить БП и на 50 Вт и меньше. Верхний же предел мощности ограничен некоторыми особенностями элементной базы.

Для получения больших мощностей требуются транзисторы MOSFET более мощные, а чем мощнее транзистор, тем больше емкость его затвора. Если емкость затвора силового транзистора довольно высокая, то для её заряда-разряда требуется значительный ток. Ток транзисторов управления IR2153 довольно не велик (200 мА), следовательно, эта микросхема не может управлять слишком мощными силовыми транзисторами на больших частотах преобразования.

Исходя из вышесказанного становится ясно, что максимальная выходная мощность преобразователя на базе IR2153 не может быть более 500…600 Вт при частоте преобразования 50…70 кГц, поскольку использование более мощных силовых транзисторов на этих частотах довольно серьезно снижает надежность устройства. Список рекомендуемых транзисторов для силовых ключей VT1, VT2 с краткими характеристиками сведен в таблицу 2.

Выпрямительные диоды вторичных цепей питания должны иметь наименьшее время восстановления и как минимум двукратный запас по напряжению и трехкратный току. Последние требования обоснованы тем, что выбросы напряжения самоиндукции силового трансформатора составляют 20…50 % от амплитуды выходного напряжения.

Например при вторичном питании в 100 В амплитуда импульсов самоиндукции может составлять 120…150 В и не смотря на то, что длительность импульсов крайне мала ее достаточно чтобы вызвать пробой в диодах, при использовании диодов с обратным напряжением в 150 В. Трехкратный запас по току необходим для того, чтобы в момент включения диоды не вышли из строя, поскольку емкость конденсаторов фильтров вторичного питания довольно высокая, и для их заряда потребуется не малый ток. Наиболее приемлемые диоды VD4-VD11 сведены в таблицу 3.

Емкость фильтров вторичного питания (С11, С12) не следует увеличивать слишком сильно, поскольку преобразование производится на довольно больших частотах. Для уменьшения пульсаций гораздо актуальней использование большой емкости в первичных цепях питания и правильный расчет мощности силового трансформатора. Во вторичных же цепях конденсаторов на 1000 мкФ в плечо вполне достаточно для усилителей до 100 Вт (конденсаторы по питанию, установленные на самих платах УМЗЧ должны быть не менее 470 мкФ) и 4700 мкФ для усилителя на 500 Вт.

Плата

На принципиальной схеме изображен вариант выпрямителей вторичного силового питания, выполненный на диодах Шоттки, под них и разведена печатная плата (рисунок 4). На диодах VD12, VD13 выполнен выпрямитель для вентилятора принудительного охлаждения теплоотводов, на диодах VD14-VD17 выполнен выпрямитель для низковольтного питания (предварительные усилители, активные регуляторы тембра и т.д.). На том же рисунке приведен чертеж расположения деталей и схема подключения.

В преобразователе имеется защита от перегрузки, выполненная на трансформаторе тока TV1, состоящая из кольца К20х12х6 феррита М2000 и содержащего 3 витка первичной обмотки (сечение такое же как и первичная обмотка силового трансформатора и 3 витка вторичной обмотки, намотанной двойным проводом диаметром 0,2…0,3 мм.

При перегрузке напряжение на вторичной обмотке трансформатора TV1 станет достаточным для открытия тиристора VS1 и он откроется, замкнув питание микросхемы IR2153, тем самым прекратив ее работу. Порог срабатывания защиты регулируется резистором R8. Регулировку производят без нагрузки начиная с максимальной чувствительности и добиваясь устойчивого запуска преобразователя.

Принцип регулировки основан на том, что в момент запуска преобразователя он нагружен максимально, поскольку требуется зарядить емкости фильтров вторичного питания и нагрузка на силовую часть преобразователя максимальная.

Об остальных деталях: конденсатор С5 — пленочный на 0,33… 1 мкФ 400В; конденсаторы С9, С10 — пленочные на 0,47…2,2 мкФ минимум на 250В; индуктивности L1…L3 выполнены на ферритовых кольцах К20х12х6 М2000 и наматываются проводом 0,8… 1,0 мм до заполнения виток к витку в один слой; С14, С15 — пленочные на 0,33…2,2 мкФ на напряжение не менее 100 В при выходном напряжении до 80 В; конденсаторы С1, С4, С6, С8 можно керамические, типа К10-73 или К10-17; С7 можно и керамический, но лучше пленочный, типа К73-17.

Простая схема импульсного питания преобразователя электромагнитной энергии в кинетическую

Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/13127

Title:	Простая схема импульсного питания преобразователя электромагнитной энергии в кинетическую
Authors:	Ивашин, Виктор Васильевич Чуркин, И. М.
Issue Date:	1973
Publisher:	Томский политехнический университет
Citation:	Ивашин В. В. Простая схема импульсного питания преобразователя электромагнитной энергии в кинетическую / В. В. Ивашин, И. М. Чуркин // Известия Томского политехнического института [Известия ТПИ]. — 1973. — Т. 265 : Электрические машины и аппараты. — [С. 128-133].
Abstract:	Рассмотрена схема однополярного импульсного питания преобразователя электромагнитной энергии в кинетическую, где коммутация тока индуктивной нагрузки из силового вентиля в цепь разряда коммутирующей емкости осуществляется с помощью дросселя насыщения, а момент коммутации регулируется изменением величины линейной индуктивности в цепи разряда коммутирующей емкости. Такая схема позволяет использовать в качестве накопительной и коммутирующей емкостей энергоемкие электролитические конденсаторы и регулировать момент запирания тиристора основного контура, а следовательно, и количество вводимой в нагрузку энергии, в широком диапазоне изменения напряжения накопительной емкости без применения управляемых вентилей. Это позволяет уменьшить габариты и повысить надежность схемы питания. Схема может быть использована при импульсном питании нагрузки с постоянной и переменной индуктивностью. Получены основные расчетные соотношения, позволяющие провести инженерный расчет коммутирующего узла. Дроссель насыщения желательно выполнить с подмагиичиванием из материала, имеющего петлю гистерезиса, близкую к прямоугольной форме.
URI:	http://earchive.tpu.ru/handle/11683/13127
Appears in Collections:	Известия ТПУ

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Схема импульсного DC-DC блока питания на основе LM2577

Огромную популярность заслужили импульсные блоки питания DC-DC, из-за их высокого КПД по сравнению с линейными источниками питания. Хотя DC-DC блоки питания уступают линейным источникам питания в малой стабильности выходного напряжения, однако на них рассеивается меньшая мощность при существенном изменении входного напряжения.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Различными фирмами производится достаточно обширная номенклатура всевозможных микросхем, на базе которых можно решить подобные задачи. В этой статье описываются практические схемы 2-х источников питания на базе микросхемы LM2577.

Технические данные микросхемы LM2577:

• Входное напряжение: 3,5…30 вольт.
• Частота генератора: 52 кГц.
• Индекс «-AJI» — микросхема с функцией регулирования.
• Индекс «-12» — фиксированное напряжение стабилизации в 12 вольт.
• Индекс «-15» — фиксированное напряжение стабилизации в 15 вольт. 

В структуре микросхемы LM2577 входит мощный n-p-n транзистор (3А) с крайним напряжением эмиттер-коллектор 65 В. Данная микросхема снабжена температурной и токовой защитой.

Описание импульсного блока питания

Первая схема. Трансформатором Т1 напряжение сети 220 В понижает до 8… 16 В, после напряжение выпрямляется диодным мостом (VD1…VD4) и излишние пульсации сглаживаются емкостью С1. Выпрямленное напряжение идет на контакт 5 D1, в итоге активируется внутренняя электрическая схема и генератор микросхемы.

Открытый транзистор в структуре микросхемы закорачивает выводы 3 и 4, в итоге во внешней индуктивности L1 происходит накопление энергии. В этот момент диод VD5 заперт. Через определенное время транзистор запирается и накопленная энергия во внешней индуктивности устремляется сквозь диод VD5 к емкости С4, которая за счет этой энергии заряжается до необходимого напряжения.

Одновременно выходное напряжение (напряжение на конденсаторе) сопоставляется с опорным напряжением (1,23 вольт), и в случае если оно меньше, то цикл снова повторяется. Если же напряжение выше опорного, то время, при котором транзистор находится в открытом состоянии, сокращается.

Отсюда следует, что на емкости отмечается пилообразное напряжение с частотой генератора и амплитудой в несколько милливольт. Напряжение на выходе возможно настраивать в больших пределах, однако оно не может быть меньше входного, поскольку в этом случае диод VD5 откроется, и напряжение пойдет на выход, а это приведет к тому что транзистор постоянно будет закрыт.

Вторая схема. Она мало чем отличается от первой. Есть небольшая разница: накопление энергии здесь происходит в трансформаторе Т2, а не в дросселе и после закрытия транзистора она поступает во вторичку.

Здесь по причине трансформации возможно получить более низкое выходного напряжения по отношению к входному. Однако следует учесть один момент – не следует подавать на микросхему более 32 вольт, поскольку индукционные скачки на транзисторе могут быть больше допустимого уровня в 65 вольт. Цепь состоящая из диодов VD6 и VD7 предназначена для стабилизации обратного напряжения на первичке трансформатора Т2.

Детали импульсного блока питания

Трансформаторы Т1 в обеих схемах мощностью от 8 до 10 Вт. Трансформатор Т2 собран на феррите марки Е20/10/6 с зазором в центральном стержне 0,25 мм. Первичная обмотка содержит 33 витка медного обмоточного провода ПЭВ-2 диаметром 0,45 мм, а вторичная обмотка имеет 45 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм.

Дроссель L1 содержит 53 витка провода ПЭЛШО диаметром 0,4 мм намотанного на ферритовом сердечнике 4-18×11. Между чашечками укладывают изоляционную прокладку толщиной 0,2 мм.

Электролитические емкости типа К50-35, керамические типа КД по возможности их необходимо установить ближе к микросхеме. Выпрямительный мост VD1-VD4 построен на диодах КД213.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Импульсная схема

— Официальная Minecraft Wiki

Эта статья посвящена определенной категории схем из красного камня. Для других схем см. Схемы красного камня.

Импульсная схема — это схема красного камня, которая генерирует, изменяет, обнаруживает или иным образом работает с импульсами красного камня.

См. Также: Схема часов

импульсов []

Импульс — это временное изменение мощности красного камня, которое в конечном итоге возвращается к исходному состоянию.

Импульс включения — это когда сигнал красного камня включается, а затем снова выключается. Включенные импульсы обычно называются просто «импульсами», если нет необходимости отличать их от выключенных импульсов.

Импульс выключения — это когда сигнал красного камня отключается, а затем снова включается.

Длина импульса импульса — это продолжительность импульса. Короткие импульсы описываются тактами красного камня (например, «3-тактный импульс» для импульса, который выключается через 0,3 секунды после включения), тогда как более длинные импульсы измеряются в любой удобной единице времени (например, «3- второй импульс »).

Передний фронт импульса — это время включения питания — начало импульса включения или конец импульса выключения.

Задний фронт импульса — это когда питание отключается — конец импульса включения или начало импульса выключения.

Импульсные взаимодействия []

Некоторые компоненты красного камня по-разному реагируют на короткие импульсы:

• Поршень или липкий поршень обычно растягиваются за 1,5 тика. Если импульс активации заканчивается раньше этого (потому что он только 0.5 тактов или 1 такт), поршень или липкий поршень «прервется» — он поместит толкаемые блоки в их выталкиваемое положение и мгновенно вернется в свое втянутое состояние. Это может привести к тому, что липкие поршни «уронят» свой блок — они толкают блок и затем возвращаются в свое втянутое состояние, не вытягивая его назад.
• Компаратор красного камня не будет передавать импульс с половинным тиком, только импульсы с длительностью 1 тик или более.
• Лампа красного камня не может быть отключена с помощью импульса выключения короче 2 тиков.
• Повторитель красного камня увеличит длину импульсов, которые короче его задержки, чтобы соответствовать его задержке (например, повторитель с 4 тактами изменит любой импульс короче 4 тактов на импульс с 4 тактами).
• Факел из красного камня не может быть отключен импульсом короче 1,5 тика.

Анализ импульсов []

При построении цепей иногда может быть полезно наблюдать за производимыми импульсами, чтобы подтвердить их продолжительность или интервал.

Осциллограф

1 × N × 2, плоский, бесшумный

Осциллограф позволяет наблюдать за импульсами, проходящими через повторители.

Импульс можно измерить с точностью до 1 тика с помощью осциллографа (см. Схему справа).

Осциллограф просто состоит из ряда повторителей с 1 делением (так называемая «беговая дорожка»). Осциллограф должен иметь длину, по крайней мере, равную ожидаемому импульсу, плюс несколько дополнительных повторителей (чем больше повторителей, тем легче будет отследить время импульса). Для периодических импульсов (например, от тактовых цепей) осциллограф должен быть по крайней мере равным тактовому периоду (как включенная, так и выключенная части импульса).

Осциллограф можно заморозить для облегчения чтения:

• позиционирование осциллографа на экране так, чтобы его можно было увидеть, когда игрок выходит в игровое меню (по умолчанию с esc ), или
• делает снимок экрана с помощью F2 или
• включает повторители сбоку от осциллографа и запитывает их одновременно, чтобы заблокировать повторители осциллографа.

Осциллограф не может напрямую отображать импульсы с дробным тиком (0.5-тактовые импульсы, 1,5-тактовые импульсы и т. Д.), Но для импульсов с дробным тактом, превышающих 1 такт, длина импульса может меняться по мере его прохождения через осциллограф. Например, импульс с частотой 3,5 тика иногда может питать 3 репитера, а иногда 4 репитера.

Полудиковые импульсы не меняются между включением 0 или 1 повторителей (они просто выглядят как импульсы с 1 тактом), но импульсы с полутиком и 1 тактом можно различать с помощью компаратора красного камня — может активироваться импульс с 1 тактом. компаратор, но полутиковый импульс не может.

Можно установить несколько осциллографов параллельно для сравнения различных импульсов. Например, вы можете определить задержку схемы, пропустив входной сигнал схемы через один осциллограф, а выход схемы через другой и посчитав разницу между фронтами входного и выходного сигнала.

Осциллографы полезны, но иногда для их наблюдения требуется неудобное положение. Если вам просто нужно наблюдать одновременность нескольких импульсов, может быть полезно использовать поршни или блоки для заметок и наблюдать за их движением или отмечать частицы под любым углом.Лампы Redstone менее полезны для этой цели, потому что они выключаются за 2 тика.

Моностабильная схема []

Схема является моностабильной , если она имеет только одно стабильное состояние выхода («моно-» означает «один», поэтому «моностабильный» означает «одно стабильное состояние»).

Выход схемы может быть запитанным или отключенным. Если выход остается в том же состоянии до тех пор, пока схема не сработает снова, это состояние выхода называется «стабильным». Состояние выхода, которое изменится без срабатывания входа, нестабильно (это не обязательно означает, что оно случайное — это может быть преднамеренное изменение после заданной задержки).

Если схема имеет только одно стабильное состояние выхода , тогда схема называется «моностабильной». Например, если состояние с питанием неизбежно вернется в состояние без питания, но состояние без питания не изменится, пока не сработает вход.

Когда кто-то говорит «моностабильная схема» в Minecraft , они обычно имеют в виду генератор импульсов или ограничитель импульсов. Однако любая схема красного камня, которая производит конечное количество импульсов, технически является моностабильной схемой (фактически, все схемы в этой статье, а также некоторые другие), поэтому вместо того, чтобы говорить моностабильная схема, может быть полезно уточнить :

Цепи синхронизации

также вырабатывают импульсы, но они не являются моностабильными, поскольку имеют нет стабильных выходных состояний (они «нестабильны»), если только они не принудительно переходят в одно из них из-за внешних помех (например, когда они выключены).Логические схемы и схемы памяти не являются моностабильными, потому что оба их выходных состояний стабильны (они «бистабильны») — они не изменятся, если не будут запущены их входом.

См. Также: Википедия: Моностабильный

Генератор импульсов []

Генератор импульсов (также известный как «pulsegen») создает выходной импульс при срабатывании триггера.

Большинство генераторов импульсов состоят из переключателя (кнопки, рычага и т. Д.) И ограничителя импульсов, но переключатель также может быть добавлен к расширителю импульсов для генерации более длинных импульсов.

Галерея схем: генератор импульсов

Вид на: Импульсная цепь / генератор импульсов [править]

Генератор импульсов автоматического выключателя

Генератор импульсов автоматического выключателя — Слева: Липкий поршень. Справа: Шток поршневой. [схема]

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), ширина 1

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Автоматический выключатель является наиболее часто используемым генератором импульсов из-за его небольшого размера и регулируемого выхода.

Варианты: Выходной ретранслятор может быть настроен на любую задержку, которая также удлиняет выходной импульс, чтобы равняться задержке. При ориентации с севера на юг выходной повторитель может быть заменен любым компонентом механизма, в результате чего компонент механизма получает импульс активации 0,5 тика.

Генератор импульсов для удаления пыли

Генератор импульсов для удаления пыли — [схема]

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков), ширина 1

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 1.5 тактов

Генератор отсеченных от пыли импульсов ограничивает выходной импульс, перемещая блок так, чтобы он срезал линию выходной пыли.

Генератор импульсов NOR-Gate

Генератор импульсов NOR-Gate — [схема]

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков), шириной 1, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Генератор импульсов NOR-gate сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад — если текущая мощность включена, а предыдущая мощность была отключена, выходной фонарь мигает кратко.

В этой схеме используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на импульс с 1 тактом. Чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов, снимите блок над выходным резаком. Чтобы затем увеличить его до 3 тактов, увеличьте задержку на ретрансляторе до 4 тактов.

Генератор импульсов с ретранслятором

Генератор импульсов с синхронным ретранслятором — [схема]

2 × 3 × 2 (объем 12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Когда рычаг выключен , заблокированный ретранслятор пропускает импульс.

Варианты: Для заблокированного репитера можно установить любую задержку. Это увеличивает длину выходного импульса, но также увеличивает задержку схемы.

Генератор импульсов выключения []

Генератор импульсов отключения имеет выход, который обычно включен, но при срабатывании генерирует импульс отключения.

Генератор выключенных импульсов OR-Gate

Генератор выключенных импульсов OR-Gate — [схема]

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), шириной 1, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

импульс на выходе: 1 такт (выкл.)

При срабатывании триггера нижний резак выключается, но верхний резак включается только через 1 такт, что позволяет выводить импульс в 1 такт.

Ограничитель импульсов []

Ограничитель импульсов (также известный как «сокращатель импульсов») уменьшает длину длинного импульса.

Идеальный ограничитель импульсов допускал бы более короткие импульсы без изменений, но на практике диапазон входного импульса часто можно определить (или угадать), и достаточно использовать схему, которая производит конкретный импульс короче, чем ожидаемые входные импульсы.

Любой детектор нарастающего фронта может также использоваться в качестве ограничителя импульсов.

Галерея схем: ограничитель импульсов

Вид на: Импульсная цепь / ограничитель импульсов [править]

Ограничитель импульсов с автоматическим выключателем

Ограничитель импульсов с автоматическим выключателем — [схема]

1 × 3 × 3 (объем блока 9), ширина 1

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Автоматический выключатель является наиболее часто используемым ограничителем импульсов из-за его небольшого размера и регулируемого выхода.

Варианты: Выходной ретранслятор может быть настроен на любую задержку, которая также удлиняет выходной импульс, чтобы равняться задержке. При ориентации с севера на юг выходной повторитель может быть заменен любым компонентом механизма, в результате чего компонент механизма получает импульс активации 0,5 тика.

Пылезащитный ограничитель импульсов

Пылезащитный ограничитель импульсов — [схема]

1 × 5 × 3 (объем 15 блоков), шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 1.5 тактов

Ограничитель импульсов с удалением пыли ограничивает выходной импульс, перемещая блок так, чтобы он обрезал линию выходной пыли.

Ограничитель импульсов для удаления пыли не «повторяет» входной сигнал (увеличивает его до полной мощности), поэтому может потребоваться повторитель до или после него (добавление задержки).

Пылезащитный ограничитель импульсов является «идеальным» ограничителем импульсов (см. Выше). Импульсы короче 1,5 тика (его максимальный выходной импульс) будут разрешены без изменений.

Ограничитель импульсов с подвижным блоком

Ограничитель импульсов с подвижным блоком — [схема]

3 × 3 × 2 (объем 18 блоков), плоский

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Использует тот же принцип, что и ограничитель импульсов автоматического выключателя — запитывает выход через блок, затем снимает блок, чтобы выходной импульс оставался коротким.

Варианты: Нижний повторитель может быть настроен на более длительную задержку для получения выходных импульсов в 2 или 3 тика.

Ограничитель импульсов NOR-Gate

Ограничитель импульсов NOR-Gate — (шириной 1) [схема]

Ограничитель импульсов NOR-Gate — Вверху: 1-такт. Внизу: Плоский. [схема]

функции различаются (см. схемы)

Ограничитель импульсов NOR-gate сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад — если текущая мощность включена и предыдущая мощность был выключен, выходной фонарь кратковременно мигает.

В конструкциях «шириной 1» и «1 такт» используется уловка для ограничения выходного импульса до одного такта. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на импульс с 1 тактом. Снимите блок над выходной горелкой, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов.

Ограничитель импульсов с ретранслятором

Ограничитель импульсов с ретранслятором — [схема]

2 × 4 × 2 (объем 16 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 1 такт

Использует блокировку репитера для отключения импульсов после 1 такта.

Варианты: Выходной ретранслятор можно установить на любую задержку. Это увеличивает выходной импульс, но также увеличивает задержку схемы.

Если вход не обязательно должен быть на той же высоте, что и выход, вы можете переместить факел так, чтобы он был прикреплен к верхней части блока, над которым он в настоящее время находится, и запустить вход в этот блок (сделав схема только 2 × 3 × 2).

Ограничитель импульсов бункера-капельницы

Ограничитель импульсов бункера-капельницы — [схема]

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков), 1-й ширины, плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 3.5 тактов

Когда включается вход, пипетка проталкивает предмет в бункер, активируя компаратор, пока бункер не вытолкнет предмет обратно.

Начальный блок необходим для активации капельницы без подачи питания на нее (что деактивирует соседнюю загрузочную воронку, не давая ему вернуть предмет для отключения выходного импульса).

Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого в качестве счетчика инвентаризации, уровень выходной мощности будет только 1 (для элемента, который можно штабелировать) или 3 (для элемента, не штабелируемого) — добавьте повторитель для более высокого уровня мощности выход.

Варианты: Если вход и выход не должны быть на одинаковой высоте, вы можете уменьшить размер цепи, поместив бункер поверх капельницы (сделав схему 1 × 3 × 2 ).

Ограничитель импульса выключения []

Ограничитель импульсов выключения (он же «ограничитель инвертированных импульсов») имеет выход, который обычно включен, но сокращает длину длинных импульсов выключения.

Любой детектор перевернутого спадающего фронта может также использоваться в качестве ограничителя импульсов отключения.

Ограничитель выключенного импульса OR-Gate

Ограничитель выключенного импульса OR-Gate — Вверху: 1-такт. Внизу: Плоский. [схема]

Ограничитель импульсов отключения OR-Gate — Мгновенный. [схема]

функции различаются (см. схемы)

Ограничитель импульса выключения или затвора объединяет вход с инвертированным входом с задержкой для ограничения импульсов отключения.

«Мгновенная» версия не повторяет входной сигнал (увеличивает его до полной мощности), поэтому может потребоваться повторитель до или после него (добавление задержки).

Варианты: Нижний ретранслятор плоской версии можно настроить на любую задержку, увеличивая длину импульса выключения, чтобы соответствовать задержке ретранслятора (это фактически не увеличивает задержку цепи).

Нижняя пыль из красного камня в «мгновенной» версии может быть заменена ретранслятором для увеличения длительности его импульса выключения.

Ограничитель выключенного импульса с подвижным блоком

Ограничитель выключенного импульса с подвижным блоком — [схема]

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков), ширина 1, мгновенно

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 2.5 тактов (выкл.)

Когда вход отключается, поршень начинает втягиваться. Спустя 1 тик включается фонарик, который повторно активирует липкий поршень за счет квазисвязанности, заставляя его снова выдвигаться.

Наземный ограничитель мгновенного отключения импульса

2 × 5 × 2 (объем 20 блоков), мгновенно

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 0-0,5 тика (выкл.)

Блок красного камня поддерживает питание схемы в выключенном состоянии.Питание схемы перемещает блок красного камня, но, по-видимому, игра интерпретирует питание как все еще включенное, поэтому в результате получается импульс выключения с нулевым тиком. При отключении питания от цепи блок красного камня возвращается на место, что приводит к отключению импульса с интервалом 0,5 тика. Эта цепь пульсирует слишком быстро для фонарей или повторителей.

Расширитель импульсов []

Расширитель импульсов (он же «стабилизатор импульса», «удлинитель импульса») увеличивает длительность импульса.

Самыми компактными вариантами являются:

Примечание: конструкции капельницы и бункера начнут обратный отсчет при первом получении импульса, тогда как конструкции повторителя и компаратора перезапускают обратный отсчет каждый раз при получении импульса.

Галерея схем: расширитель импульсов

Вид на: Импульсная цепь / расширитель импульсов [править]

Повторитель Redstone

1 × 1 × 2 (объем 2 блока)

1-широкий, плоский, бесшумный

задержка цепи: от 1 до 4 тиков

выходной импульс: 1–4 такта

Для любого входного импульса короче его задержки, повторитель красного камня увеличит длительность импульса, чтобы соответствовать его задержке. Например, повторитель с 3 тактами превратит импульс с 1 или 2 такта в импульс с 3 тактами.

Дополнительные повторители будут только задерживать импульс, но не увеличивать его (но см. Расширитель импульсов репитерной линии ниже).

Повторитель-удлинитель импульсов

Повторитель-удлинитель импульсов — Вверху: с задержкой (1 секунда). Внизу: Мгновенно (1 секунда). [схема]

2 × N × 2

плоский, бесшумный, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов (мгновенно) или 4 такта (с задержкой)

выходной импульс: до 4 тактов на повторитель

Для мгновенной версии вход должен быть импульсом, по крайней мере, такой же длительности, как репитер с самой длинной задержкой в ​​линии (обычно 4 такта) — если нет, используйте отложенная версия.

Удлинитель импульсов с защелкой-капельницей

Расширитель импульсов с защелкой-капельницей — [схема]

2 × 6 × 2 (объем 24 блока)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 5 тактов

выходной импульс: 5 тактов до 256 секунд

Каждый элемент в среднем бункере добавляет 8 тактов (0,8 секунды) к выходному импульсу. Выходной импульс можно точно настроить, увеличив задержку на репитере с 1 тактом до 3 тактов, уменьшив задержку на репитере с 4 тактами до 3 тактов или заменив повторитель с 4 тактами на блок. для уменьшения задержки на 4 такта (эти настройки влияют на общую длительность импульса , а не на элемент, позволяя длительность импульса любого количества тактов от 5 тактов до 256 секунд).

Варианты: Если входной импульс может быть длиннее половины выходного импульса, добавьте блок перед капельницей, чтобы он не дезактивировал загрузочную воронку. Вариант шириной 1 мм возможен при использовании двух капельниц (но регулируется только с шагом 8 делений):

Расширитель импульсов с 1 шириной капельницы и защелкой

1 × 7 × 3 (объем 21 блока)
1 шириной
задержка цепи: 4 такта
выходной импульс: 4 такта до 256 секунд

Левая пипетка содержит один элемент, а левая воронка — от одного до 320 элементов.

Расширитель импульсов тактового генератора

Расширитель тактового сигнала ходового механизма — Вверху: шириной 1. Внизу: Плоский. В обоих случаях левый поршень липкий, а правый — обычный. [схема]

функции различаются (см. схему)

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 4 тика до 256 секунд

Расширитель импульсов тактового генератора — это тактовый генератор, в котором один из липких поршней заменен на обычный поршень, чтобы он не вытягивал обратно блок красного камня , но вместо этого подождите, пока ввод не запустит новый тактовый цикл.

Расширитель тактовых импульсов бункера с одним элементом в бункерах выдает выходной импульс с 4 тиками. Каждый дополнительный элемент добавляет 8 тактов к выходному импульсу (в отличие от расширителя импульсов с защелкой-дроппером, выход расширителя импульсов с тактовыми импульсами можно регулировать только с шагом в 8 тактов).

В ожидании включения входа липкий поршень фактически находится в состоянии, когда он запитан, но не знает об этом (как цепь BUD застрявшего поршня) до тех пор, пока не «проснется» из-за того, что вход меняет свой уровень мощности.Это будет работать только до тех пор, пока уровень входной мощности отличается от выходного сигнала покоя включенного компаратора (не интуитивно понятно, что он будет работать даже, если уровень входной мощности на меньше , чем выходной сигнал компаратора). Кроме того, любое другое обновление блока или близлежащее обновление красного камня может вызвать срабатывание липкого поршня с приводом, поэтому следует позаботиться о том, чтобы другие действия схемы не влияли на липкий поршень.

Самая ранняя известная публикация: 4 мая 2013 г. ^[1] (на основе этонских бункерных часов)

Расширитель импульсов защелки RS

Расширитель импульсов защелки RS NOR (3 секунды) — Под поднятым блоком есть пыль из красного камня.[схема]

функции различаются (см. схемы)

импульс на выходе: до 8 тактов на повторитель

Расширитель импульсов защелки RS работает, устанавливая выход с помощью защелки, а затем сбрасывая защелку после некоторой задержки.

Обе схемы, представленные ниже, используют уловку для удвоения задержки, производимой повторителями, сначала запитывая выходной сигнал от защелки, а затем от повторителей.Это означает, что любая регулировка петли повторителя на 1 такт приведет к изменению выходного импульса на 2 такта.

Расширитель импульсов фейдера

Расширитель импульсов фейдера (6 секунд) — [схема]

2 × N × 2

плоский, бесшумный

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: до 14 тиков на компаратор

Задержка зависит от силы входного сигнала — для силы входного сигнала S задержка будет (S-1) тиков на компаратор.Уровень выходного сигнала будет постепенно снижаться, поэтому обычно его следует увеличивать с помощью ретранслятора.

MHC Pulse Extender

MHC Pulse Extender — Все поршни липкие. [схема]

6 × 6 × 2 (объем блока 72)

квартира

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: до 22 часов

«MHC» означает «мультипликативные тактовые импульсы загрузчика» (счетчик загрузочного накопителя умножает тактовый период тактовых импульсов загрузочного лотка).

Когда включается вход, резак выключается, позволяя обоим часам перейти в состояние, при котором нижние часы будут продолжать удерживать резак в выключенном состоянии, пока не завершится один полный цикл. Количество элементов в верхних бункерах определяет период цикла верхних часов, и его блок красного камня будет перемещаться каждые полупериод, позволяя нижним часам перемещать один элемент.

Полупериод равен количеству предметов в верхних бункерах, умноженному на 4 такта (или 0.4 секунды на элемент) — до 128 секунд для 320 элементов. Нижние часы будут поддерживать выходной сигнал в течение количества полупериодов, равного удвоенному количеству элементов в нижних загрузочных лотках, минус 1. Таким образом, выходной импульс равен 0,4 секунды × <верхние элементы> × (2 × <нижние элементы > — 1).

Элементы, необходимые для полезных выходных импульсов
Выходной импульс	шт. В верхних бункерах	Товаров в нижних бункерах
5 минут	150	3
10 минут	300	3
15 минут	150	8
20 минут	200	8
30 минут	300	8
1 час	200	23
90 минут	300	23
2 часа	240	38
3 часа	200	68
4 часа	288	63
6 часов	240	113
12 часов	288	188

MHDC Pulse Extender

MHDC Pulse Extender — Все поршни липкие.[схема]

5 × 7 × 2 (объем блока 70)

квартира

задержка цепи: 5 тактов

выходной импульс: от до 81 часа

«MHDC» означает «мультипликативные тактовые импульсы загрузочного бункера» (счетчик капельницы умножает тактовый период тактовых импульсов загрузочного лотка).

Когда включается вход, резак выключается, позволяя обоим часам перейти в состояние, при котором нижние часы будут продолжать удерживать резак в выключенном состоянии, пока не завершится один полный цикл.Бункеры вмещают до 320 предметов (X), а капельницы — до 576 предметов (Y). Длительность выходного импульса будет X × (2Y-1) × 0,8 секунды.

Элементы, необходимые для полезных выходных импульсов
Выходной импульс	Товаров в бункерах	шт. В капельницах
5 минут	125	2
10 минут	250	2
15 минут	225	3
20 минут	300	3
30 минут	250	5
1 час	300	8
90 минут	270	13
2 часа	200	23
3 часа	300	23
4 часа	144	63
6 часов	216	63
12 часов	240	113
24 часа	288	188
48 часов	320	338
72 часа	288	563

Расширитель импульсов охлаждения

Примечание: В этой схеме используются командные блоки, которые нельзя получить законным образом в режиме выживания.Эта схема предназначена для серверных операций и построения карт приключений.

Cooldown Pulse Extender — Пипетка содержит один предмет.

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков)

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: до 27 минут

Этот расширитель импульсов использует командный блок для замедления скорости передачи бункера. Точная команда будет зависеть от направления расширителя импульсов, но для расширителя импульсов, обращенного в положительном направлении X, это будет выглядеть примерно так: blockdata ~ 2 ~ ~ {TransferCooldown: X} , где X — количество игровых тиков (до 32 767) для удержания предмета в бункере (20 игровых тиков = 1 секунда, если допускается задержка).

Когда командный блок получает питание напрямую, он активирует соседнюю капельницу, толкая предмет в бункер для питания вывода, и одновременно изменяет время восстановления бункера, чтобы задержать, когда он толкает предмет обратно в пипетку.

Умножитель импульсов []

Умножитель импульсов преобразует один входной импульс в несколько выходных импульсов.

Существует три основных стратегии разработки умножителей импульсов:

• Разделить входной импульс на несколько путей, которые приходят на выход в разное время
• Разрешить запуск часов при входном импульсе
• Запуск часов, которые будут работать в течение конечного числа циклов, независимо от длительности входного импульса

Галерея схем: умножитель импульсов

Посмотреть на: Импульсная цепь / умножитель импульсов [редактировать]

Умножитель импульсов с разделением каналов []

Умножитель импульсов с разделенным трактом вырабатывает несколько импульсов, разделяя входной сигнал на несколько трактов и заставляя их поступать на выход в разное время.Обычно для этого требуется сначала уменьшить длину входного импульса с помощью ограничителя импульсов, чтобы уменьшить задержку, требуемую между каждым выходным импульсом.

Двойной импульсный дозатор

Двойной импульсный дозатор — [схема]

1 × 6 × 3 (18 блоков), 1 ширина

задержка цепи: 1 такт

выходных импульсов: 1 тик и 2 тика

Эта схема полезна для двойного импульса дозатора, чтобы быстро дозировать, а затем втягивать воду или лаву.Сначала он приводит в действие блок с одной стороны диспенсера, затем с другой стороны.

Умножитель синхронизированных импульсов []

Умножитель импульсов с активированным тактовым сигналом запускает тактовую частоту до тех пор, пока вход остается включенным, таким образом создавая количество импульсов, зависящее от длительности входного импульса.

Умножитель 1-тактовых импульсов с вычитанием

Умножитель 1-тактовых импульсов с вычитанием — [схема]

2 × 3 × 2 (12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходных импульсов: 1 такт

Этот умножитель импульсов не повторяет свой входной сигнал, поэтому может потребоваться повторитель до или после (увеличение задержки цепи).

Эта схема будет производить 5 импульсов при включении каменной кнопкой или 7 импульсов при включении деревянной кнопкой. Для другого количества импульсов рассмотрите расширитель импульсов, чтобы удлинить входной импульс.

Вычитающий умножитель N-тактовых импульсов

Вычитающий N-тактовый умножитель — [схема]

2 × 3 × 2 (12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходных импульсов: 2+ такта

Выходные импульсы будут на 1 такт дольше, чем задержка, установленная на репитере (так, выходные импульсы от 2 до 5 тактов).Для еще более длинных импульсов замените пыль рядом с ретранслятором другим ретранслятором.

Этот умножитель импульсов не повторяет свой входной сигнал, поэтому может потребоваться повторитель до или после (увеличения задержки цепи).

В таблице ниже показано количество выходных импульсов, генерируемых с помощью различных комбинаций кнопок ввода и задержек повторителя (для большего количества импульсов рассмотрите расширитель импульсов для удлинения входного импульса):

Repeater Delay	Каменная пуговица	Деревянная пуговица
1 тик	3 импульса	4 импульса
2 тика	2 импульса	3 импульса
3 такта	2 импульса	2 импульса
4 такта	1 импульс	2 импульса

Умножитель N-тактовых импульсов повторителя резака

Умножитель N-тактовых импульсов повторителя резака — [схема]

2 × 4 × 2 (16 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходных импульсов: 3+ такта

Выходные импульсы будут на 1 такт дольше, чем задержка, установленная на репитере (так, выходные импульсы от 3 до 5 тактов).Повторитель нельзя настроить на задержку в 1 такт, иначе перегорит правый фонарь (что может быть полезно для ограничения количества импульсов до 8 максимумов).

Умножитель синхронизируемых тактовых импульсов []

Умножитель запускаемых тактовых импульсов состоит из тактовой схемы, которой разрешено работать в течение определенного количества циклов после запуска. Стратегии разработки умножителя импульсов с синхронизацией тактовых импульсов включают использование защелки для включения часов и сброса самих часов с защелкой обратно после одного или половины тактового цикла или использование расширителя импульсов для запуска часов.

Двухтактный умножитель импульсов с защелкой-капельницей

Умножитель 2-тактовых импульсов с защелкой-капельницей — Верхняя капельница содержит один элемент. Нижняя пипетка содержит количество элементов, равное желаемому количеству импульсов. [схема]

3 × 4 × 2 (24 блока), плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходных импульсов: от 1 до 320 2-тактовых импульсов

Этот умножитель импульсов производит один 2-тактный импульс для каждого элемента, помещенного в нижнюю пипетку (с 2-тактовым импульсом отключения между каждым включенным импульсом ).

После того, как он закончил свои импульсы, ему требуется время сброса, равное 0,4 секунды × количество импульсов. Если он будет повторно активирован в течение этого времени, он будет производить меньше импульсов.

Если входной импульс длиннее выходных импульсов, включенный дроппер предотвратит отключение часов, потому что отключенный бункер не может отодвинуть свой элемент назад. Если возможен длинный входной импульс, поместите сплошной блок между входом и капельницей, чтобы он активировался без питания.

Самая ранняя известная публикация: 4 сентября 2013 г. ^[2]

Умножитель 1-тактовых импульсов с защелкой-капельницей

Умножитель 1-тактовых импульсов с защелкой-капельницей — Капельница содержит один элемент. Средний бункер содержит один или несколько элементов в зависимости от желаемого количества импульсов (первый и последний элементы не должны складываться в стопку). [схема]

2 × 9 × 2 (36 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 5 тактов

выходных импульсов: от 2 до 777 импульсов с одним тиком

Этот умножитель импульсов позволяет использовать широкий диапазон импульсов без необходимости времени сброса.

Первый и последний предметы, помещенные в средний бункер, не должны складываться друг в друга (чтобы на выходе был сигнал, достаточный для работы часов вычитания). Между двумя не штабелируемыми элементами можно разместить до трех стопок штабелируемых элементов.

Схема будет генерировать четыре импульса с 1 тактом для каждого предмета, помещенного в средний бункер (с импульсом отключения с 1 тактом между каждым импульсом включения). Общее количество импульсов может быть уменьшено на 1, изменив репитер с 4 тактами на 2 такта, или уменьшено на 2, заменив повторитель с 4 тактами на блок, или увеличено на 1, изменив репитер с 1 тактом на 3 такта. .

Если входной импульс длиннее выходных импульсов, включенный дроппер предотвратит отключение часов, потому что отключенный бункер не может отодвинуть свой элемент назад. Если возможен длинный входной импульс, поместите сплошной блок между входом и капельницей, чтобы он активировался без питания.

Делитель импульсов []

Делитель импульсов (он же «счетчик импульсов») выдает выходной импульс после определенного количества входных импульсов — другими словами, он превращает несколько входных импульсов в один выходной импульс.

Поскольку делитель импульсов должен подсчитывать входные импульсы, чтобы знать, когда производить выходной импульс, он имеет некоторое сходство с кольцевым счетчиком (схема памяти n с включенным только одним состоянием). Разница в том, что выходное состояние кольцевого счетчика изменяется только тогда, когда его внутренний счетчик изменяется входным триггером, в то время как делитель импульсов генерирует выходной импульс и затем возвращается к тому же выходу без питания, который он имел до того, как его счетчик был достигнут (другими словами, делитель импульсов моностабильный, а кольцевой счетчик — бистабильный).Любой кольцевой счетчик можно превратить в делитель импульсов, просто добавив к его выходу ограничитель импульсов (сделав его моностабильным).

Галерея схем: делитель импульсов

Вид на: Импульсная цепь / делитель импульсов [править]

Делитель импульсов с хоппером — [схема]

Делитель импульсов с хоппером

2 × (3 + количество импульсов / 2) × 3

импульс на выходе: 3 такта

Это кольцевой счетчик с петлевым переходником со встроенным ограничителем импульсов на выходе.

Каждый входной импульс отключает пыль красного камня на 1 тик, позволяя предмету переместиться в следующий бункер. Когда предмет достигнет пипетки, он ненадолго включит выход, пока пыль из красного камня не включится снова, не активируя пипетку, чтобы подтолкнуть предмет к следующему бункеру.

Для подсчета четного числа импульсов замените другой бункер капельницей. Если поместить вторую капельницу прямо перед первой, выходной импульс изменится на 6 тактов.

Выходной сигнал будет только силой 1 или 3 (с возможностью штабелирования или не штабелирования элемента в бункерах), поэтому может потребоваться усиление с помощью ретранслятора.

Варианты: Удаление пыли с верхней части капельницы и замена капельницы на воронку увеличивает выходной импульс до 4 тактов, но делает всю цепь бесшумной.

Делитель импульсов капельница-воронка

Делитель импульсов капельница-воронка — Капельница содержит количество элементов, равное количеству импульсов. В нижнем левом бункере находится один элемент. [схема]

3 × 4 × 2 (объем 24 блока)

квартира

выходных импульсов: (4-кратное количество импульсов) тактов

Делитель импульсов с капельницей-воронкой может подсчитывать до 320 импульсов.

Каждый входной импульс толкает предмет из пипетки в бункер рядом с ним. Когда пипетка окончательно опорожнится, ее компаратор выключится, позволяя элементу в нижнем левом бункере перемещаться вправо, начиная процесс сброса. Когда верхний бункер завершит перемещение предметов обратно в пипетку, элемент в нижних бункерах переместится обратно влево, завершив процесс сброса.

После того, как он начал свой выходной импульс, делитель импульсов проходит период сброса (4 × количество импульсов) тактов (такой же длины, как и выходной импульс).Любые новые входные импульсы в течение периода сброса не будут учитываться, а только увеличат период сброса. Из-за этого периода сброса этот делитель импульсов лучше всего подходит, когда типичный интервал между входными импульсами больше периода сброса, или вы можете запустить линию обратно от выхода, чтобы подавить входы во время сброса.

Выходной сигнал будет только мощностью 1 или 3 (с возможностью штабелирования или не штабелирования элемента в нижних бункерах), поэтому может потребоваться усиление с помощью ретранслятора.Длина выходного импульса также пропорциональна количеству импульсов, поэтому может потребоваться сокращение с помощью ограничителя импульсов.

Делитель импульсов капельница-капельница

Делитель импульсов капельница — Левая капельница содержит количество элементов, равное количеству импульсов. В левом бункере находится один элемент, который нельзя штабелировать. [схема]

3 × 6 × 2 (объем блока 36)

квартира

выходной импульс: (2 × количество импульсов) тактов

Делитель импульсов капельница-капельница может подсчитывать до 576 импульсов.

Каждый входной импульс толкает элемент из левой пипетки в правую. Когда левая пипетка окончательно опорожнится, ее компаратор выключится, позволяя элементу в нижнем левом бункере переместиться вправо, запустив 1-такт вычитания, запускающий процесс сброса (хотя часы вычитания будут пульсировать капельницей, выходной сигнал будет меняться только по силе сигнала, оставаясь включенным все время — вычитание часов в этом случае может быть сложным!). Когда правая пипетка завершит перемещение предметов обратно в левую пипетку, предмет в нижних пипетках переместится обратно влево, завершив процесс сброса.

После того, как он начал свой выходной импульс, делитель импульсов проходит период сброса (2 × количество импульсов) тактов (такой же длины, как и выходной импульс). Любые новые входные импульсы в течение периода сброса не будут учитываться, а только увеличат период сброса. Из-за этого периода сброса этот делитель импульсов лучше всего подходит, когда типичный интервал между входными импульсами больше периода сброса, или вы можете запустить линию обратно от выхода, чтобы подавить входы во время сброса.

Уровень сигнала на выходе будет чередоваться от 1 до 3, поэтому может потребоваться усиление с помощью ретранслятора. Длина выходного импульса также пропорциональна количеству импульсов, поэтому может потребоваться сокращение с помощью ограничителя импульсов.

Инвертированный двоичный делитель / счетчик

Двоичный счетчик (высокий) — Три делителя, уложенные друг на друга, составляют 8-счетчик. [схема]

Двоичный счетчик со сбросом [схема]

3 × 5 × 2 (объем 30 блоков)

плоский, бесшумный, штабелируемый по 3 ширины (попеременно)

вход: 2 тика, при необходимости используйте ограничитель импульсов

выходной импульс: 2 такта

задержка: 3 тика (на единицу в стеке)

Инвертированный двоичный делитель / счетчик использует функцию фиксации повторителей красного камня для создания двухуровневого (двоичного) счетчика.Несколько счетчиков могут быть объединены в стек для создания счетчика n бит, что дает 2 ⁿ входных импульсов на один выходной импульс. Он называется «инвертированным», потому что он подсчитывает количество из импульсов, а не из включенных импульсов. Обратите внимание, что он срабатывает каждые два выключенных тика, поэтому удержание низкого уровня входа приведет к тому, что он будет считать несколько раз, а затем сожжет факел из красного камня. Вы можете использовать ограничитель импульсов на входном сигнале, чтобы предотвратить это.

Используемая исключительно как делитель / счетчик импульсов, эта схема несколько неэффективна, так как ее пришлось бы складывать девять раз, чтобы иметь возможность считать почти столько же импульсов (512), сколько делитель капельницы-капельницы.Однако двоичная структура стека означает, что значение счетчика импульсов можно легко считать, просто взяв выходную строку из каждого элемента стека. В сочетании с логическими элементами (N) ИЛИ это можно использовать для запуска выхода после произвольного числа импульсов или для создания делителя для любого числа в сочетании со схемой сброса ниже.

Высокий двоичный счетчик

2 × 5 × 3 (объем 30 блоков)

бесшумный, двухуровневый штабелируемый (чередующийся)

Функционально такой же, как плоский (3 × 5 × 2) двоичный счетчик, но занимает один дополнительный вертикальный блок и один меньше по горизонтали, что может быть преимуществом при штабелировании их вместе.Требуется дополнительный фонарик по сравнению с плоской схемой.

Схема сброса двоичного счетчика

Добавление этого в схему двоичного счетчика позволяет сбросить ее в любое время; это можно использовать для создания счетчика для любого желаемого числа или даже программируемого счетчика (с дополнительными схемами для выбора номера). Это может быть применено к любой версии, хотя на схеме показано, что она связана с «высокой» версией.

Как и сам счетчик, схема сброса имеет активный низкий уровень ; для выполнения сброса требуется не менее трех тактов отключения, хотя фактический сброс не произойдет до нарастающего фронта (конца) импульса отключения.(Стандартная кнопка, за которой следует инвертор, будет работать нормально, как показано на скриншоте.)

Детектор края []

Контур	Rising Edge	Falling Edge (Падающий край)
Детектор нарастающего фронта	Импульсный	н / д
Детектор падающей кромки	н / д	Импульсный
Детектор двойного фронта	Импульсный	Импульсный
Детектор перевернутого нарастающего фронта	без импульса	н / д
Детектор перевернутого спадающего края	н / д	без импульса
Двусторонний перевернутый детектор	без импульса	без импульса

Детектор края выдает импульс, когда он обнаруживает конкретное изменение на своем входе.

Детектор перевернутого фронта обычно включен, но выдает импульс выключения (выключается, а затем снова включается), когда обнаруживает определенное изменение на своем входе.

Детектор нарастающего фронта []

Детектор нарастающего фронта (КРАСНЫЙ) выдает импульс при включении его входа (нарастающий фронт входа).

Любой детектор нарастающего фронта может также использоваться в качестве генератора импульсов или ограничителя импульсов.

Галерея схем: детектор нарастающего фронта

Вид на: Pulse_circuit / red [редактировать]

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — [схема]

1 × 3 × 3 (объем блока 9)

1 ширина

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Автоматический выключатель является наиболее часто используемым детектором нарастающего фронта из-за его небольших размеров и регулируемого выхода.

Варианты: Выходной ретранслятор может быть настроен на любую задержку, которая также удлиняет выходной импульс, чтобы равняться задержке. При ориентации с севера на юг выходной повторитель может быть заменен любым компонентом механизма, в результате чего компонент механизма получает импульс активации 0,5 тика.

Детектор выступающей кромки пыли

КРАСНЫЙ пылеуловитель (без повторов) — [схема]

КРАСНАЯ резка от пыли (многократно) — [схема]

1 × 5 × 3 ( 15 блочного объема)

шириной 1, мгновенно

задержка цепи: 0 тактов («Без повторов») или 1 тактов («Повторяется»)

выходной импульс: 1.5 тактов

Детектор нарастающего фронта с удалением пыли работает, перемещая блок так, что он срезает выходную линию пыли только после одного такта.

Из-за дробной длины выходного сигнала может потребоваться повторитель с 1 тактом, чтобы заставить липкий поршень уронить свой блок.

Детектор нарастающего фронта вычитания

КРАСНЫЙ вычитание (без повторения) — [схема]

КРАСНЫЙ вычитание (с повторением) — [схема]

2 × 4 × 2 (объем 16 блоков) 900

плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт («Без повтора») или 2 такта («Повторяется»)

выходной импульс: 1 такт

Детектор нарастающего фронта вычитания работает с использованием режима вычитания компаратора красного камня для отключения выходного импульса.

В этой схеме используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика. Компаратор не может генерировать импульс в 1 такт путем вычитания из внешнего источника (например, если бы ретранслятор был настроен на задержку в 1 такт), но если внешний источник обычно генерирует импульс 2 или более тактов, компаратор может замкнуть себя на 1-тактовый импульс, включив его в 1-такт вычитания (блок и параллельная пыль после компаратора), но позволяя тактовым импульсам работать только в течение одного цикла.

Варианты: Удалите последний блок и пыль, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов. Затем увеличьте задержку на повторителе вычитания, чтобы еще больше увеличить длину выходного импульса.

Самая ранняя известная публикация: 7 января 2013 г. (базовая концепция) ^[3] и 3 мая 2013 г. (уточнение выходных данных с одним делением) ^[4]

Детектор переднего фронта запертого повторителя

Запертый повторитель КРАСНЫЙ (угол) — [схема]

Запертый повторитель КРАСНЫЙ (линейный) — [схема]

2 × 4 × 2 (объем 16 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 1 такт

Использует блокировку репитера для отключения импульсов после 1 такта.

Варианты: Если вход не должен быть на той же высоте, что и выход, вы можете переместить факел так, чтобы он был прикреплен к верхней части блока, над которым он в данный момент находится, и запустить вход в него. блокировать.

Детектор подъема кромки капельницы-бункера

КРАСНЫЙ — [схема]

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 3.5 тактов

Когда включается вход, пипетка проталкивает предмет в бункер, активируя компаратор, пока бункер не вытолкнет предмет обратно.

Начальный блок необходим для активации капельницы без подачи питания на нее (что деактивирует соседнюю загрузочную воронку, не давая ему вернуть предмет для отключения выходного импульса).

Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого в качестве счетчика инвентаризации, уровень выходной мощности будет только 1 (для элемента, который можно штабелировать) или 3 (для элемента, не штабелируемого) — добавьте повторитель для более высокого уровня мощности выход.

Варианты: Вы можете уменьшить размер контура, поместив бункер поверх капельницы.

Детектор нарастающего фронта подвижного блока

КРАСНЫЙ подвижный блок — [схема]

3 × 3 × 2 (объем 18 блоков)

квартира

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Использует тот же принцип, что и автоматический выключатель — запитывает выход через блок, затем снимает блок, чтобы выходной импульс оставался коротким.

Варианты: Чтобы увеличить длину выходного импульса, увеличьте задержку повторителя, питающего поршень.

Другие варианты начинаются с поршневого привода. Выход вариации «смещения» имеет слабую мощность и потребует от повторителя или компаратора что-либо, кроме активации компонента механизма.

• КРАСНЫЙ подвижный блок (рядный)

Самая ранняя известная публикация: , 14 марта 2013 г. ^[5] и 29 марта 2013 г. ^[6]

Детектор нарастающего фронта NOR-Gate

NOR-Gate RED — [схема]

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Детектор нарастающего фронта NOR-затвора сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад — если текущая мощность включена, а предыдущая мощность была отключена, выходной фонарь мигает кратко.

Во всех этих схемах используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на импульс с 1 тактом. Снимите блок над выходной горелкой, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов.

Детектор спадающей кромки []

Детектор спадающего фронта (FED) выдает импульс, когда его вход выключен (задний фронт входа).

Галерея схем: детектор спадающего фронта

Вид на: Pulse_circuit / fed [редактировать]

Детектор падающей кромки для удаления пыли

Dust-Cut FED — [схема]

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков)

шириной 1, мгновенно

задержка цепи: 0 тактов

выходной импульс: 2 такта

Когда вход отключается, поршень немедленно втягивает блок, позволяя повторителю с еще включенным питанием выдавать сигнал на 2 такта.Когда вход снова включается, поршень разрывает соединение до того, как сигнал пройдет через повторитель.

Детектор спадающей кромки с подвижным блоком

FED с подвижным блоком — [схема]

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)

1 ширина

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Для некоторых направлений и методов ввода может потребоваться установка повторителя на 3 такта для работы компонентов механизма.

Самая ранняя известная публикация: 27 мая 2013 г. ^[7]

Детектор падающей кромки закрытого бункера

Блокированный бункер FED — [схема]

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 4 такта

Когда вход отключается, требуется 1 такт, чтобы резак снова включился, давая бункеру A возможность подтолкнуть свой элемент вправо и активировать выход.

Этой схеме требуется время для сброса (чтобы вернуть предмет в бункер A), поэтому самые быстрые входные часы, с которыми она может работать, — это 4-тактовые импульсы.

Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого в качестве счетчика запасов, уровень выходной мощности будет только 1 (для штабелируемого элемента) или 3 (для не штабелируемого элемента). Добавьте повторитель для более высокого уровня выходной мощности.

Варианты: Эту схему можно обходить разными способами, если поступающая пыль может дезактивировать первый бункер.

Самая ранняя известная публикация: 22 мая 2013 г. ^[8]

Детектор спадающего ретранслятора с блокировкой

Блокированный ретранслятор FED — [схема]

2 × 3 × 2 (объем 12 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика

выходной импульс: 1 такт

Когда вход включается, выходной повторитель блокируется, прежде чем он сможет получить питание от блока позади него.Когда вход отключается, выходной повторитель разблокируется и на короткое время получает питание от блока за ним, создавая выходной импульс с 1 тактом.

Варианты: Увеличьте задержку выходного повторителя, чтобы увеличить длину выходного импульса (до 4 тактов), а также задержку цепи.

Детектор спадающего края вычитания

FED вычитания — [схема]

2 × 5 × 2 (объем 20 блоков)

плоский, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

В этой схеме используется трюк для ограничения выходного импульса до одного такта.Компаратор не может генерировать импульс в 1 такт путем вычитания из внешнего источника (например, если бы ретранслятор был настроен на задержку в 1 такт), но если внешний источник обычно генерирует импульс 2 или более тактов, компаратор может замкнуть себя на 1-тактовый импульс, включив его в 1-такт вычитания (блок и параллельная пыль после компаратора), но позволяя тактовым импульсам работать только в течение одного цикла.

Варианты: Удалите последний блок и пыль рядом с ним для 2-тактового импульса, затем увеличьте задержку на ретрансляторе для 3-х или 4-х тактового импульса.

Детектор спадающего фронта NOR-Gate

NOR-Gate FED — [схема]

2 × 4 × 3 (объем 24 блока)

бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: 1 такт

Эта схема сравнивает текущую мощность с мощностью, полученной 2 такта назад — если текущее питание отключено, а предыдущее питание было включено, выходной фонарь кратковременно мигает.

В этой конструкции используется трюк для ограничения выходного импульса до одного тика.Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на импульс с 1 тактом.

Варианты: Удалите блокировку над выходным резаком, чтобы увеличить выходной импульс до 2 тактов, затем увеличьте задержку на ретрансляторе, чтобы еще больше увеличить выходной импульс.

Двойной кромочный датчик []

Двойной датчик фронта (DED) выдает импульс при изменении его входа (либо на переднем фронте , либо на заднем фронте входа).

Галерея схем: детектор двойного фронта

Вид: Pulse_circuit / ded [редактировать]

Детектор двойного фронта с подвижным блоком

Блок красного камня движется при включении и выключении сигнала. Пока он движется, он не может питать пыль из красного камня, поэтому выходной фонарь включается до тех пор, пока блок из красного камня не перестанет двигаться.

В версии с 1 шириной блок над выходным резаком закорачивает его в импульс с 1 тактом — снимите блок и возьмите выход непосредственно из резака, чтобы увеличить выходной импульс до 1.5 тиков. Чтобы получить выход на той же стороне, что и вход, резак можно разместить с другой стороны нижних блоков (но без блока над ним, который будет синхронизировать поршень). Поршень и блок из красного камня можно переместить в сторону от пыли, а не поверх пыли, создавая более короткую, но более широкую цепь.

Самая ранняя известная публикация: 28 января 2013 г. ^[9]

Двусторонний пылеуловитель

функции различаются (см. Схемы)

Простая версия разделяет разницу между детектором нарастающего фронта и детектором спадающего фронта для получения выходного сигнала 1 тик на каждом фронте.В мгновенной версии добавлен детектор неповторяющегося нарастающего фронта, чтобы уменьшить задержку цепи нарастающего фронта до 0 тиков.

Детектор двойного фронта с запорным ретранслятором

функции различаются (см. Схемы)

Детектор двойного фронта с синхронизированным повторителем использует синхронизацию блокировки повторителя для обнаружения фронтов сигнала.

В конструкции с нормальным вентилем используется трюк, позволяющий ограничить выходной импульс до одного тика. Факел из красного камня не может быть активирован импульсным импульсом с 1 тактом от внешних источников, но факел, активированный внешним импульсом с 2 тактами, может замкнуть себя на импульс с 1 тактом.Снимите блок над выходным резаком (и пыль с блока, к которому он прикреплен), чтобы увеличить выходной импульс до 3 тактов.

Самая ранняя известная публикация: , 16 апреля 2013 г. (FED-повторитель с блокировкой NOR-шлюз), ^[10] и 1 мая 2013 г. (FED-повторитель с блокировкой OR-gate) ^[11]

Поршневой детектор двойного фронта OR-Gate

3 × 4 × 2 (объем 24 блока)

квартира

задержка цепи: 1,5 тика

выходной импульс: 1.5 тактов

Поршневой детектор с двумя краями OR-gate перемещает блок между повторителями, которые меняют состояние вскоре после перемещения поршня. Это вызывает посылку импульса на провод за подвижным блоком.

Детектор двойного края вычитания

функции различаются (см. Схемы)

Детектор вычитающего двойного фронта питает компаратор со схемой ABBA, сокращая импульс вычитанием.

Самая ранняя известная публикация: 3 августа 2013 г. ^[12]

Двойной детектор двойного фронта с вентилем ИЛИ-ИЛИ

Самым тривиальным способом создания двойного детектора фронта является объединение выходов детектора нарастающего фронта с затвором ИЛИ и детектора спада с затвором ИЛИ. Полезной особенностью этого подхода является то, что вы получаете бесплатно только нарастающие и падающие импульсы, если они вам нужны. Если использование ресурсов или пространства более важно, чем время, части компонентов двух детекторов одиночного фронта могут использоваться совместно (средняя строка примера в галерее схем: детектор двойного фронта).Опять же, блоки над горелками ограничивают выходной импульс до 1 тика.

Детектор перевернутого нарастающего фронта []

Детектор перевернутого нарастающего фронта (IRED) — это схема, выход которой обычно равен на , но которая выдает импульс выключения на переднем фронте входа.

Галерея схем: детектор перевернутого нарастающего фронта

Вид: Pulse_circuit / ired [править]

Детектор перевернутого переднего фронта OR-Gate

OR-Gate IRED — [схема]

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 1 такт

выходной импульс: от 1 до 3 тиков (импульс выключения)

Детектор нарастающего фронта с инвертированным логическим элементом ИЛИ сравнивает текущий и предыдущий вход — если текущий вход включен, а предыдущий вход был выключен, выход отключается на короткое время.

Варианты: «Регулируемая» версия занимает то же место, но ее выходной импульс можно регулировать от 1 до 3 тактов. В «плоском» варианте также можно настроить от 1 до 3 делений.

• OR-Gate IRED (регулируемый)

Самая ранняя известная публикация: , 1 июня 2013 г. ^[13]

Детектор с перевернутым передним фронтом с подвижным блоком

IRED с подвижным блоком — [схема]

1 × 4 × 3 (объем 12 блоков)

шириной 1, мгновенно

задержка цепи: 0.5 тиков

выходной импульс: 1 такт (импульс выключения)

Это перевернутый двухканальный детектор фронта с подвижным блоком с добавленным повторителем для подавления выходного сигнала на заднем фронте.

Детектор перевернутого подъема капельницы-бункера

Капельница-бункер IRED — Капельница содержит один элемент.

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков)

1-широкий, бесшумный

задержка цепи: 3 тика

выходной импульс: 4 такта (импульс выключения)

Когда вход включается, капельница толкает предмет вверх в бункер, деактивируя компаратор, пока бункер не вытолкнет предмет обратно вниз.

Начальный блок необходим для активации капельницы без подачи питания на нее (что деактивирует соседнюю загрузочную воронку, не давая ему вернуть предмет, чтобы снова включить выходной импульс).

Поскольку выходной сигнал поступает от компаратора, используемого для измерения инвентаря, уровень выходной мощности будет только 1 (для элемента, складываемого в стек) или 2 (для элемента, не штабелируемого) — добавьте повторитель для выхода более высокого уровня мощности .

Варианты: Входной блок можно переместить сбоку от капельницы или под нее, а бункер можно переместить сбоку от капельницы.

Детектор перевернутого заднего фронта []

Детектор перевернутого спадающего фронта (IFED) представляет собой схему, выход которой обычно равен на , но которая выдает импульс выключения на заднем фронте входа.

Галерея схем: детектор перевернутого спадающего фронта

Вид: Pulse_circuit / ifed [редактировать]

Детектор перевернутой спадающей кромки OR-Gate

функции различаются (см. Схемы ниже)

Вход имеет два пути к выходу, синхронизированные таким образом, что выход кратковременно мигает при отключении входа.

Детектор перевернутого спадающего края с подвижным блоком

IFED с подвижным блоком — [схема]

1 × 4 × 2 (объем 8 блоков), ширина 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тактов, выходной импульс: 2,5 такта (без импульса)

Самая ранняя известная публикация: 4 июня 2013 г. ^[14]

Детектор перевернутой падающей кромки с ретранслятором с закрытым ретранслятором

2 × 3 × 2 (объем 12 блоков), плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика, выходной импульс: 1 тик (импульс выключения)

Когда вход включается, выходной повторитель блокируется, прежде чем он сможет выключиться.Когда вход отключается, выходной повторитель разблокируется и на короткое время отключается от питания блока за ним, создавая выходной импульс с 1 тактом.

Обращенный двухканальный детектор []

Инвертированный двухканальный детектор (IDED) — это схема, выход которой обычно равен на , но которая выдает импульс отключения при изменении входа.

Галерея схем: детектор перевернутого двойного фронта

Вид: Pulse_circuit / ided [редактировать]

Детектор перевернутого края с подвижным блоком

1 × 3 × 3 (объем 9 блоков), шириной 1, мгновенный

задержка цепи: 0 тиков, выходной импульс: 1.5 тактов (без импульса)

Варианты: Поршень и блок из красного камня можно перемещать в сторону от пыли, а не поверх пыли, создавая плоскую 2-полосную схему.

Липкий поршень можно ориентировать вертикально, если пыль из красного камня перемещается по бокам в конфигурации 2 × 2 × 4.

Детектор перевернутого двойного фронта OR-Gate

3 × 4 × 2 (объем блока 24), плоский, бесшумный

задержка цепи: 2 тика, выходной импульс: 3 тика (импульс выключения)

Использует синхронизацию блокировки ретранслятора для обнаружения фронтов импульса.

Детектор перевернутого двойного края слизи BUD

1 × 3 × 4 (объем 12 блоков)

задержка цепи: мгновенная, выходной импульс: 1 тик (импульс выключения)

Slime BUD, ставший возможным благодаря Minecraft 1.8, отлично работает как мгновенный инвертированный двухканальный детектор. Просто поместите блок обсидиана, бункер, печь и т. Д. Прямо рядом с блоком слизи, прогоните красный камень сверху к выходу и поместите кусок пыли красного камня на ту же плоскость, что и поршень, с одним пространством для блока. между.Это ваш вклад.

Варианты: переместите обсидиан (или то, что вы использовали) — и красный камень поверх него — на один блок вверх, чтобы получить нормальный (не инвертированный) двухканальный детектор, но с задержкой в ​​1,5 тика.

Детектор длины импульса []

Иногда бывает полезно определить длину импульса, генерируемого другой схемой, и, в частности, длиннее или короче заданного значения. У этого есть много применений, таких как специальные кодовые замки (где вы должны удерживать кнопку) или обнаружение кода Морзе.

Детектор длинных импульсов

2 × 6 × 3 (объем блока 36)

бесшумный

Для проверки длинного импульса мы используем логический элемент И между началом и концом линии повторителей из красного камня. Это позволит сигналу пройти, только если его длина превышает задержку ретранслятора. Импульс, который действительно проходит, будет иметь вид , сокращенный на на величину задержки, возможно, до 1 тика.

Детектор длинных импульсов

2 × 5 × 2 (объем 20 блоков)

квартира

Аналогичен схеме выше, но использует поршневой логический элемент И, который отключает выход, как только отключается вход.

Дифференциатор длины импульса

Вход на серой шерсти, короткий выход на оранжевой шерсти, длинный выход на фиолетовой шерсти.

Дифференциатор длины импульса имеет два выхода и один вход. Длинные импульсы проходят через один выход, а короткие — через другой. Он также сохраняет длину тиков сигналов, поэтому все ретрансляторы настроены на один тик (т. Е. Сигнал с 1 тиком останется сигналом с 1 тиком). Это полезно в телеграфном аппарате, чтобы разделять тире и точки.

Список литературы []

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Схема генерации импульсов для изучения влияния формы волны на нейростимуляцию

1. Введение

Электрическая стимуляция продемонстрировала способность изменять составные потенциалы действия и долгосрочное поведение потенцирования сложных нейронных сетей, даже при низкой интенсивности стимуляции [1], через эффект называется нейромодуляцией. Нейромодуляция наблюдалась на всех уровнях, от отдельных нервных клеток до областей мозга, включая синапсы [2].Нейромодуляция показала себя многообещающей в области нейропротезов, где ее можно использовать для повышения скорости обучения использованию нейропротезных устройств [3,4], а также для улучшения когнитивных функций, когда человек может достичь более высоких показателей обучения [5,6]. Считается, что этот эффект возникает из-за потенциалов действия (ПД), которые модулируются по мере их распространения через отдельные нервные клетки, в зависимости от свойств нервных клеток на уровне сомы [7], аксона [8] и трансмембранных белков [9]. . Эта модуляция может быть усилена или подавлена ​​нейростимуляцией [6].Волновые формы стимуляции были изучены на предмет их влияния на нейростимуляцию. К ним относятся квадратные или прямоугольные [10,11], экспоненциальные, пилообразные [12], синусоидальные [13,14,15], треугольные и гауссовские [16,17] сигналы. Насколько нам известно, было проведено несколько исследований in vivo или in vitro, посвященных влиянию формы сигнала на нейростимуляцию. Кроме того, отсутствуют достаточные научные данные о роли, которую формы и модели волн стимуляции играют в нейромодуляции и пластичности [18,19,20], так что существует потребность в новых формах волн стимуляции, чтобы лучше понять эффекты и возможности электрического стимуляция.Исследования, демонстрирующие различные эффекты формы волны стимуляции, показывают, что форма волны влияет на результат электростимуляции. Таким образом, мы представляем в этой работе новую схему генератора импульсов с уникальным временным шаблоном, так что эту схему можно использовать для исследования влияния формы сигнала на нейростимуляцию. Разработка форм сигналов стимуляции затруднена из-за разнообразных вариантов и требований для каждая анатомическая цель стимуляции [21], неопределенные долгосрочные эффекты нейростимуляции, разнообразие реакций на уровне тканей, органов и пациентов, задействованные неизвестные нейронные механизмы [22], а также неизвестные побочные эффекты методологии стимуляции, включая электрод типа [23].Было показано, что параметры формы волны электростимуляции, такие как амплитуда, ширина и частота стимуляции, влияют на сенсорную информацию протеза в вестибулярном нерве [24], скорость возбуждения отдельных нервов [25] и нервных пучков [26]. , и пространственная селективность внутри пучков [11]. Кроме того, было показано, что различия в формах волн стимуляции [18], полярности тока и направления [19], форме и направлении электрического поля [14], а также во временном режиме стимуляции [20] влияют на результат стимуляции.Представленная здесь работа решает эту конструктивную проблему, позволяя точно изменять параметры сигнала стимуляции, необходимые для схемы генератора импульсов. Новые подходы к нейростимуляторам все еще требуются и находятся в стадии разработки. Seo et al. исследовали использование мощности ультразвука и коммуникаций в нейрорекордерах, а нейростимуляторы и полные нейронные интерфейсы стали логическим следующим шагом [27]. Qian et al. исследовали возможность использования новых типов сигналов путем реализации несущих волн с сигналами стимуляции [28].Ван Донген и Сердиджин описали конструкцию нейростимулятора, в которой для доставки заряда к нагрузке используется индуктор, в отличие от типичного конденсатора [29]. Халифа и др. недавно представил работу по распределенным нейростимуляторам как необходимый подход к дизайну нейростимулятора [30].

Генератор импульсов, представленный в этой работе, имеет уникальный временной шаблон и небольшое количество компонентов. Выбор компонентов позволяет использовать выходной импульсный дизайн. Наша цель — разработать генератор импульсов, чтобы в будущем его можно было интегрировать в более крупную систему.

Влияние формы импульса стимуляции на нейромодуляцию еще не изучено. В этой работе мы представляем новый генератор импульсов и характеризуем его работу. Ширина и амплитуда импульса могут быть спроектированы путем выбора конструктивных элементов генератора, а частота импульсов определяется входным источником. Цель этой работы — помочь в исследовании нейромодуляции путем создания схемы генератора импульсов с выходом с новым временным шаблоном.

5.Процедуры определения характеристик генератора импульсов

Схема была сконструирована для проверки правильности работы, а результаты анализа сравнивались с измеренными выходными сигналами. Выходные импульсы (vRL) и напряжения в цепи регистрировались с помощью осциллографа Keysight EDUX1002A (Keysight Technologies, Санта-Роза, Калифорния, США). Импульс был получен путем измерения напряжения каждого конденсатора отдельно, а затем вычитания одного сигнала из другого. Отклонение рассчитывали как процент разницы между измеренным экспериментальным значением и результатом аналитического выражения, деленный на измеренное экспериментальное значение.

Во-первых, работа схемы была проверена путем регистрации входного импульса, регулируемого напряжения и напряжения конденсатора, а выходной импульс был найден путем вычисления разницы между сигналами конденсатора (рис. 6). Впоследствии была проведена характеризация для проверки точности аналитических выражений и функций параметров путем характеризации с помощью различных компонентов. Значения протестированных компонентов приведены в таблице 1. Значения внутреннего сопротивления человека были измерены при 0.43–0,56 кОм, а значения сопротивления электродов варьируются от 0,5 кОм до 1,5 кОм [40,41]. Эффект R _L и C _L был охарактеризован, чтобы понять влияние импеданса нагрузки на выход. Проверенные значения сопротивления нагрузки находятся в диапазоне от 500 Ом до 2,7 кОм [29], а проверенные значения емкости нагрузки — от 27 до 150 нФ [38]. Резистор R был охарактеризован, чтобы понять влияние изменения R на δ _Stim и v _max . Определение характеристик R _p было выполнено для проверки того, что модификация R _p изменяет только v _max .Нет необходимости увеличивать C ₁ по сравнению с C _2, , поскольку RC-цепи генератора импульсов симметричны, и это приведет к генерации импульсов той же формы, но противоположной полярности. Частота выходных импульсов характеризовалась возбуждением выходных импульсов с увеличивающейся частотой до тех пор, пока пик импульса v _max не вышел из строя. Выходную мощность контура измеряли в 1X физиологическом растворе с фосфатным буфером (PBS). Две стальные иглы толщиной 220 мкм погружали на 5 мм в раствор, разделяли на расстояние 5 мм и использовали в качестве выходных электродов схемы, и повторяли процедуры определения характеристик C ₂ и R.Выводы были соединены со стальной спиральной секцией игл. Наибольший выходной сигнал схемы был использован для оценки значений C _L и R _L раствора PBS с использованием программного обеспечения Matlab (Mathworks, Natick, MA). Схема разработана таким образом, чтобы не ограничиваться выбором электрода, а иглы выбраны для простоты использования.

Входная синхронизация была сгенерирована с помощью генератора произвольных функций (GW Instek AFG 2225, Good Will Instrument Co., Ltd., New Taipei City 236, Тайвань).Вход был получен путем программирования настройки импульса функционального генератора с частотой 50 Гц и амплитудой 6 В. Частота варьировалась от 20 Гц до 2,5 кГц только для характеристики предельной частоты. Стабилитрон имел пробивное напряжение стабилитрона 5,1 В. Результаты характеризации были использованы для проверки точности t _пик , v _max и V _cap путем сравнения с результатами анализа схемы.

5.1. Аналитическое выражение и проверка

Схема была проверена для работы в соответствии с проектом.Можно наблюдать четыре фазы работы, и состояние каждой секции цепи (I – IV на Рисунке 2 и Рисунке 6) было измерено для сравнения с ожидаемым результатом. Показаны результаты определения характеристик при увеличении C ₂ . на рисунке 7а. Значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, R = 1 кОм, R _p = 0,5 кОм, емкость нагрузки 100 нФ и сопротивление нагрузки 1 кОм. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для пика t составляет от 3,2% до 18,6%, для v _max меньше 1.04%, для δ _стим составляет от 6,67 до 27%, а для V _cap составляет от 0,17 до 0,35%. На рисунке 7b показаны результаты, когда R. Значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R _p = 0,5 кОм, емкость нагрузки 100 нФ и сопротивление нагрузки 1 кОм. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для t _пика составляет от 0,5% до 48%, для v _max составляет от 0,27% до 3,78%, для δ _Stim составляет от 3,89% до 20,5%, а для V _cap составляет 1.С 89% до 6,86%. Также был зарегистрирован выход при увеличении R _p . Значения компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R = 1 кОм, емкость нагрузки 100 нФ и сопротивление нагрузки 1 кОм. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для t _пика составляет от 1,72% до 33,7%, для v _max составляет от 5,28% до 11%, для δ _Stim составляет от 2,74% до 20,47%, а для V _cap составляет От 3,97% до 10,95%. Существенная составляющая ошибки может быть связана с нестабильностью измерения осциллографа, содержащей высокочастотный шум, который можно наблюдать на измеряемом выходе.Показано, что измеренный выходной сигнал соответствует выходному аналитическому выражению на рисунках 6 и 7. Отклонение максимального выходного напряжения v _max , по расчетам, находится в диапазоне от 0,27% до 11% по всем тестам определения характеристик. Измеренные и аналитические значения выражения для t _пика имели отклонения от 1,72% до 48%, а для δ _стим от 2,74% до 20,5%. Пик t и v _max , и δ _стим трудно получить точно, так как образец может быть собран с небольшим увеличением или уменьшением амплитуды от фактических значений для пика t , δ _стим , и v _max .Практический эффект большого измеренного отклонения t _пика минимален, поскольку на рисунке 7 видно, что форма волны математической модели точно соответствует измеренной экспериментальной форме волны. Расчет V _cap также совпал с результатами измерений с отклонением от 0,17% до 10,95%. Аналитическое выражение является точным и надежным при проектировании для удовлетворения заданных требований к выходному импульсу. Значение κ связывает различные постоянные времени каждой ветви RC. В частном случае, когда κ равно 1, можно также концептуально показать, что обе RC-цепи имеют одинаковую постоянную времени, и, таким образом, импульс становится равным 0 на нагрузке.Константа κ полезна для связи постоянной времени обеих ветвей RC. Выражение (2) также выполняется, когда C ₁ заменяется на C ₂ , и с помощью оценки можно показать, что постоянные части выражения идентичны, но противоположны по знаку, когда выполняется это изменение. Таким образом, при замене конденсаторов генерируется такой же выходной сигнал, за исключением того, что он имеет противоположную полярность. Аналогичная тенденция, как и ранее упомянутая для κ, может быть замечена при увеличении R (рисунок 7b).Эта тенденция также следует математической зависимости, ранее установленной в (2), тогда как при увеличении R знаменатель уменьшается намного быстрее, чем числитель, что дает больший сигнал. Это похоже на то, как C ₂ влияет на выходной сигнал.

R _p изменяет максимальную амплитуду выходного сигнала без изменения формы сигнала. Таким образом, компоненты конструкции R, R _p , C ₁ и C ₂ позволяют настраивать амплитуду выходного сигнала, длительность и положение пика.

5.2. Характеристика выходной частоты

Схема также может работать на различных уровнях выходной частоты стимуляции. Выходной импульс отображается с частотой до 1 кГц (Рисунок 8). Выходная частота стимуляции (f _стим ) была аппроксимирована экспериментальными данными. Конденсаторы должны быть полностью заряжены во время фазы зарядки, прежде чем во время фазы разрядки может быть сгенерирован сигнал. Продолжительность заряженной и обесточенной фаз можно уменьшить, управляя входным сигналом, чтобы они не появлялись в выходном сигнале.Из измерения низкочастотного импульса было получено выражение для аппроксимации предельной частоты выходной стимуляции. Во-первых, время зарядки конденсаторов t _charge приблизительно определяется путем измерения длительности фазы зарядки, которая в данном случае составляла приблизительно 500 мкс. Экспериментально полученное f _optim становится:

Это выражение позволяет нам аппроксимировать f _tim , с которым схема может работать с заданными конструктивными компонентами. Компоненты конструкции: R _p = 0.5 кОм, R = 1 кОм, C ₁ = 27 нФ и C ₂ = 250 нФ. Показано, что схема имеет надежную изменчивость f _Stim , которая зависит от длительности фазы зарядки. Точное выражение для f _стим не было получено в этой работе. Схема была протестирована на частотах до 2,5 кГц, и схема работала нормально до 1,6 кГц, где наблюдается снижение на 1% в v _max . Считалось, что сигнал пропадает, когда амплитуда выходного сигнала v _max снижалась более чем на 1% при заданном значении f _стим .

5.3. Характеристики нагрузки

Эффекты модельной нагрузки характеризовались изменением сопротивления нагрузки и емкости (рис. 7). Из (2) видно, что выходной импульс уменьшается с увеличением емкости нагрузки и увеличивается с увеличением сопротивления нагрузки. Характеристики при изменении C _L показаны на рисунке 9a. Значения проектных компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R = 1 кОм, R _p = 0,5 кОм, а сопротивление нагрузки составляет 1 кОм.Отклонение между измеренными и расчетными значениями для t _пика составляет от 5,56% до 10,91%, для v _max составляет от 0,94% до 3,86%, для δ _Stim составляет от 3,92% до 13,98%, а для V _cap составляет От 4,48% до 4,95%. Результаты определения характеристик при изменении R _L показаны на рисунке 9b. Значения проектных компонентов: C ₁ = 27 нФ, C ₂ = 250 нФ, R = 1 кОм, R _p = 0,5 кОм, а емкость нагрузки составляет 100 нФ. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для t _{, пика} составляет от 6% до 32.94%, для v _max составляет от 0,20% до 5,01%, для δ _Stim составляет от 8,86% до 20,2%, а для V _cap составляет от 4,95% до 5,81%. Условия нагрузки влияют как на пик t , так и на v _max , однако на ширину сигнала δ _стим повлияли по-разному. Поскольку δ _стим зависит от v _max в нашем определении, ширина вывода зависит в соответствии с нашим аналитическим выражением.

Наблюдение за результатами измерений позволяет предположить, что изменения в R _L не оказывают значительного влияния на сигнал после момента времени t _{, пик} , и влияние резистивной нагрузки на хвостовой части сигнала минимально.

Заряд, передаваемый нагрузке, может быть приблизительно равен:

Qstim = ∫trisetdecayIload (t) dt

(9)

где ток на нагрузке определяется напряжением на нагрузке и параметрами электрода.

Анализ энергопотребления схемы не является предметом данной работы, однако при проектировании схемы следует учитывать целевое применение. Лабораторные исследования, которые сосредоточены на анализе реакции тканей in vitro на различные формы волны, будут иметь другие требования к мощности, чем исследования in vivo с использованием носимых устройств, таких как транскраниальная электрическая стимуляция (TES) и функциональная электрическая стимуляция (FES).Исследования, связанные с воздействием форм волны in vitro, имеют менее строгие требования к питанию по сравнению с портативными устройствами in vivo.

5.4. PBS Solution Measurements

При проектировании схемы необходимо учитывать условия нагрузки целевого приложения. Выход схемы был измерен, когда электроды и раствор PBS использовались в качестве нагрузки вместо нагрузки модели схемы. При использовании (2) электроды считаются частью нагрузки. Самый большой сигнал каждого набора данных (1120 нФ для характеристики C ₂ и 2.7 кОм для характеристики R) была построена аппроксимация кривой с использованием (2) для оценки значений компонентов нагрузки модели цепи, и эти значения затем использовались для расчета выходных данных аналитического выражения цепи для других значений компонентов, используемых для характеристики. Значения компонентов нагрузки были оценены как C _L = 410 нФ и R = 600 Ом для характеристики C ₂ (рисунок 10a) и C _L = 310 нФ и R = 580 Ом для характеристики R ( Рисунок 10б). Характеристики, выполненные в загрузке раствора PBS, показали те же тенденции, что и характеристика нагрузки электрической модели.

Характеристика для C ₂ в загрузке раствора PBS имела проектные значения компонентов C ₁ = 27 нФ, R = 1 кОм и R _p = 0,5 кОм. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для пика t _{составляет от 8,9% до 75%, для v max составляет от 3,5% до 11,8%, а для δ Stim составляет от 25,7% до 61%. Характеристика R в загрузке раствора PBS имела расчетные значения компонентов: C 1 = 27 нФ, C 2 = 250 нФ и R p = 0.5 кОм. Отклонение между измеренными и расчетными значениями для пика} t _{составляет от 9,67% до 69%, для v max составляет от 1% до 15,3%, а для δ Stim составляет от 15,5% до 48,7%. Выходной сигнал в решении PBS можно оценить с помощью выходных выражений схемы и одного измерения. Было обнаружено, что измеренный выходной сигнал аналогичен выходному аналитическому выражению, однако имелись расхождения во временной области, которые привели к значительному отклонению значений t пикового значения . Это указывает на то, что модель нагрузки, основанная на упрощенной эквивалентной схеме Рэндлса, является неполной и может быть улучшена с помощью более совершенной модели границы раздела электрод-электролит.Электрические свойства тканевой нагрузки следует должным образом охарактеризовать при разработке устройств электростимуляции. Это позволило бы лучше определять эффекты стимуляции на цель и выходной ответ на различные типы тканевой нагрузки. Результаты измерений и выходные аналитические выражения показывают хорошее согласие в целом, и выходной импульс стимуляции в будущих приложениях можно будет оценить, если будут найдены ожидаемые C L и R L .}

6.Выводы и дальнейшие работы

Была представлена ​​и охарактеризована новая схема пассивного импульсного генератора. Работа генератора сигналов и аналитические выражения схемы были проверены путем характеристики собранной схемы. Результаты аналитических выражений и результаты экспериментальных измерений показали хорошее согласие как при настольных измерениях, так и при измерениях раствора PBS, что подтверждает точность схемных выражений. С точки зрения дизайна сигнала, v _max , t _пик и δ _стим увеличивались при уменьшении κ; и t _пик и δ _стим увеличивались, а v _max уменьшались по мере увеличения R.Генератор импульсов выдает уникальную форму для каждой комбинации компонентов конструкции, что позволяет моделировать импульс при заданной необходимой амплитуде и длительности.

Выражение для предела выходной частоты стимуляции было получено из результатов измерения формы волны генератора сигналов. Генератор импульсов не зависит от тканевого интерфейса и был разработан для подключения к различным источникам питания и механизмам нейронного интерфейса для конкретных приложений. Потребляемую мощность схемы следует учитывать при проектировании схемы для конкретных приложений.Зная тип электрода и целевую ткань (мышцы, нервы, срезы мозга), можно разработать схему для конкретного приложения с использованием выражений аналитической схемы. Также возможны улучшения модели для определения плотности заряда, обеспечиваемой генератором сигналов с заданным нейронным интерфейсом. Предполагается, что эту систему можно будет использовать в качестве исследовательского инструмента для изучения форм волн стимуляции и их влияния на нейромодуляцию.

Текущая работа сосредоточена на методах генерации двухфазных сигналов.Дополнительные улучшения включают в себя реализацию схемы обратной связи с обратной связью для регулирования выходного импульса в соответствии с изменяющимися условиями нагрузки, и это дополнение может быть необходимо для долгосрочных приложений. Можно провести исследования стимуляции in vitro и in vivo, чтобы продемонстрировать применимость этой схемы в нейростимуляции. Эффективность нашего метода балансировки пассивного заряда посредством постоянного заземления должна быть подтверждена дальнейшими исследованиями повреждения тканей. Имплантируемое устройство должно учитывать размер пассивных устройств в цепи, так как они могут быть большими в зависимости от местоположения имплантата.

Генератор лавинных импульсов — Введение

Эта предварительная статья посвящена генераторам лавинных импульсов, обычно используемым для генерации импульсов с быстрым нарастанием. Часто быстрые импульсы требуются при измерении скорости нарастания или задержки распространения, а также для выборки. К счастью, лавинный пробой биполярного переходного транзистора (BJT) можно использовать для генерации таких специальных импульсов со сверхбыстрым нарастанием и спадом.

Биполярный переходной транзистор и обратный лавинный путь

Позвольте мне начать с «перевернутой» идеи! Схема, использованная для демонстрации, представляет собой необычный светодиодный мигатель на основе обратно подключенного BJT.При обратном подключении (когда коллектор и эмиттер меняют местами) величина лавины BJT обычно ниже, чем его нормальное лавинное напряжение. Обратите внимание, что когда BJT работают в зоне обратного схода лавины, как было здесь, их также можно назвать негисторами (чем выше ток, тем ниже сопротивление). Следующая принципиальная схема показывает вам одну простейшую форму генератора обратных лавинных импульсов.

Принцип работы схемы предельно прост. Конденсатор емкостью 1000 мкФ (C1) заряжается через токоограничивающий резистор 1K (R1).Первоначально транзистор BC547B (T1) находится в непроводящем состоянии, но когда напряжение на накопительном конденсаторе достигает определенного уровня, транзистор переходит в режим лавинного пробоя и показывает отрицательное сопротивление. Следовательно, конденсатор быстро разряжается через светодиод (LED1). Напряжение на транзисторе падает до тех пор, пока лавинный режим больше не может поддерживаться, а затем он возвращается в свое нормальное состояние и снова становится непроводящим. Этот цикл продолжается, и в результате быстрый разряд светодиода проявляется в виде коротких вспышек.Частота мигания светодиода во многом зависит от постоянной RC и характеристик пробоя транзистора. Для типичного синего светодиода диаметром 5 мм резистор-ограничитель тока не требуется, поскольку продолжительность протекания тока чрезвычайно мала. Но если вы используете другой светодиод, вам может потребоваться включить один токоограничивающий резистор для защиты светодиода.

Я провел тест с использованием той же схемы, показанной выше, и обнаружил, что минимальное напряжение, необходимое для работы схемы, составляет примерно 12.5В. Поскольку я также заметил, что один и тот же транзистор от разных производителей / продавцов может работать по-разному, ваши результаты могут отличаться от моих. Точно так же при изменении входного напряжения питания интервал между импульсами также изменяется.

Ниже показано, как выглядит моя законченная тестовая схема, полностью сделанная из частей мусорного ящика.

Приведенный ниже снимок обычного осциллографа показывает форму волны, измеренную на аноде относительно земли (0 В), когда напряжение питания равно 12.Диапазон 5 В — 14,5 В. Вы также можете посмотреть небольшой тестовый фильм, включенный в этот пост.

Следующая осциллограмма на эмиттере транзистора (T1) обозначает заряд и разряд конденсатора (C1), исследуемого, когда схема была запитана напряжением питания 14,5 В. Имейте в виду, что при работе BJT в режиме обратной лавины время нарастания не очень четкое и быстрое, как в стандартном лавинном режиме (одно из полезных преимуществ стандартного лавинного генератора — его чрезвычайно быстрое время нарастания в субнаносекунды). ).Мои быстрые эксперименты показали, что время нарастания используемой мной схемы более жалкое, чем у стандартного лавинного генератора!

Биполярный транзистор

и генератор стандартных лавинных импульсов

Стандартная схема генератора лавинных импульсов в основном полагается на отрицательное дифференциальное сопротивление в области лавинного пробоя биполярного переходного транзистора, чтобы сформировать релаксационный осциллятор. Ниже представлена ​​простая (и довольно популярная) схема типового генератора лавинных импульсов на транзисторе 2N3904.Обратите внимание, что вы можете попробовать заменить лавинный транзистор 2N3904 другими доступными транзисторами общего назначения, такими как 2N2222, 2N4441, MPSA42, MPSA44, BC107, BC337, S9014, S8050 и т. Д., Не каждый транзистор NPN общего назначения может точно хотя лавина!

В этой схеме компоненты R1 и C1 определяют рабочую частоту, и она составляет примерно 30 кГц. Для обеспечения высокого напряжения, требуемого генератором лавинных импульсов, вам, очевидно, понадобится повышающий преобразователь постоянного тока.Поскольку ток здесь очень низкий, регулируемый выход постоянного высокого напряжения не очень важен. Вы можете найти множество схем повышающего преобразователя постоянного тока (высоковольтная версия) повсюду в Интернете. Возьмите любую из этих проверенных схем — это просто (http://www.aholme.co.uk/Avalanche/Avalanche.htm).

Если все в порядке, возможно, вы получите импульсный выходной сигнал на нагрузочных резисторах (R3-R4), аналогичный показанному ниже, снятому осциллографом с полосой пропускания 100 МГц. Чтобы отдать должное, требуется очень быстрый осциллограф (к сожалению, не мой).Видите, это время нарастания 2,5 нс, что соответствует полосе пропускания около 140 МГц (несоответствие импеданса, безусловно, замедлило его, но неплохо).

Время нарастания и пропускная способность?

Время нарастания является важным параметром как в аналоговых, так и в цифровых системах, поскольку это время, необходимое сигналу для пересечения указанного нижнего порога напряжения, за которым следует указанный верхний порог напряжения (однако в цифровых системах оно описывает, как долго сигнал находится в промежуточное состояние между двумя допустимыми логическими уровнями).

Надеюсь, вы все знаете, что время нарастания можно использовать для измерения пропускной способности по Гауссу, используя простую формулу: BW = 0,35 / T, где BW = полоса пропускания, а T = время нарастания. Это обычно используемая зависимость между временем нарастания сигнала и его полосой пропускания. Если нам нужно грубое измерение (грубое приближение) самых высокочастотных компонентов в сигнале, это примерно 0,35, деленное на его время нарастания 10-90. Основное предположение здесь состоит в том, что сигнал является откликом однополюсного фильтра, а полоса пропускания равна точке -3 дБ фильтра.Поскольку существуют, конечно, другие способы оценки связи между полосой пропускания и временем нарастания сигнала, я попытаюсь объяснить остальное в другой статье позже.

Итого

Я разработал способ использования биполярных транзисторов, работающих в режиме лавинного пробоя, для создания мощных генераторов лавинных импульсов. Такие генераторы импульсов напряжения (или тока) наносекундного масштаба могут использоваться для управления электронно-оптическими устройствами, такими как лазерные диоды. Разъясненная статья о самостоятельном проекте лазерного диодного генератора импульсов появится позже.Много веселья!

Дополнительная литература

Некоторые очень полезные советы и пример генератора лавинных импульсов от знаменитого гуру аналоговых технологий Джима Вильямса можно найти в заметке по применению Linear Technologies AN47.

https://electronicprojectsforfun.files.wordpress.com/2017/10/jimwilliamsan47applicationnode.pdf

Несколько источников

pulseio — Поддержка индивидуальных протоколов на основе импульсов — Adafruit CircuitPython 7.1.0-beta.0 документация

Модуль pulseio содержит классы для обеспечения доступа к базовому импульсному вводу-выводу. Индивидуальные импульсы обычно используются в инфракрасных пультах дистанционного управления и в DHT. датчики температуры.

Все классы изменяют состояние оборудования и должны быть деинициализированы, когда они больше не нужны, если программа продолжается после использования. Для этого либо вызовите deinit () или воспользуйтесь диспетчером контекста. Видеть Lifetime и ContextManager для получения дополнительной информации.

Доступно на этих платах

• AITHinker ESP32-C3S_Kit
• Значок ARAMCON 2019
• Значок ARAMCON2
• ATMegaZero ESP32-S2
• Adafruit CLUE nRF52840 Экспресс
• Adafruit Circuit Детская площадка Bluefruit
• Adafruit Circuit Playground Express 4-H
• Adafruit CircuitPlayground Express
• Adafruit CircuitPlayground Express с библиотеками Crickit
• Adafruit CircuitPlayground Express с дисплеем
• Adafruit EdgeBadge
• Adafruit Feather Bluefruit Sense
• Adafruit Feather ESP32-S2 TFT
• Adafruit Перо ESP32S2
• Adafruit Feather M0 Экспресс
• Adafruit Feather M0 Express с библиотеками Crickit
• Adafruit Feather M4 CAN
• Adafruit Feather M4 Экспресс
• Перо Adafruit RP2040
• Adafruit Feather STM32F405 Экспресс
• Adafruit Feather nRF52840 Экспресс
• Adafruit FunHouse
• Adafruit Grand Central M4 Express
• Adafruit Hallowing M4 Express
• Adafruit ItsyBitsy M4 Экспресс
• Adafruit ItsyBitsy RP2040
• Adafruit ItsyBitsy nRF52840 Экспресс
• Adafruit KB2040
• Драйвер для светодиодных очков Adafruit nRF52840
• Адафрут Макропад RP2040
• Adafruit MagTag
• Матричный портал Adafruit M4
• Adafruit Metro ESP32S2
• Адафрут Метро M0 Экспресс
• Adafruit Metro M4 Airlift Lite
• Адафрут Метро М4 Экспресс
• Адафрут Метро nRF52840 Экспресс
• Адафрут Монстр M4SK
• Adafruit PyGamer
• Adafruit PyPortal
• Adafruit PyPortal Pynt
• Adafruit PyPortal Titano
• Adafruit Pybadge
• Adafruit QT Py M0 Haxpress
• Adafruit QT Py RP2040
• Adafruit QT2040 Trinkey
• Adafruit Trellis M4 Express
• AloriumTech Evo M51
• Arduino Nano 33 BLE
• Arduino Nano RP2040 Подключение
• Artisense Reference Design RD00
• AtelierDuMaker nRF52840 Прорыв
• BDMICRO VINA-D21
• BDMICRO VINA-D51
• Плата разработки BLE-SS с несколькими датчиками
• BastBLE
• BastWiFi
• BlueMicro840
• CP Sapling M0 с SPI Flash
• CP32-M4
• Умный программируемый роботом USB-концентратор
• Cedar Grove StringCar M0 Express
• Challenger NB RP2040 Wi-Fi
• Challenger RP2040 LTE
• Challenger RP2040 Wi-Fi
• Circuit Playground Express Digi-Key PyCon 2019
• CircuitBrains Basic
• CircuitBrains Deluxe
• CrumpS2
• Cytron чайник Pi RP2040
• DynOSSAT-EDU-EPS
• DynOSSAT-EDU-OBC
• ESP 12k NodeMCU
• Электронные кошки Hunter Cat NFC
• Электронная лаборатория Blip
• Электронут Лабс Папир
• EncoderPad RP2040
• Эспруино Пико
• Espruino Wi-Fi
• Перо ESP32S2 без PSRAM
• Перо S2
• Перо S2 Neo
• Пререлиз FeatherS2
• Franzininho WIFI с комнатой
• Franzininho WIFI с Wrover
• Gravitech Огурец M
• Gravitech Cucumber MS
• Gravitech Огурец R
• Gravitech Огурец RS
• HMI-DevKit-1.1
• Взломанный Feather M0 Express с 8-мегабайтной флэш-памятью SPI
• HalloWing M0 Express
• HiiBot BlueFi
• IkigaiSense Vita nRF52840
• Калуга 1
• LILYGO TTGO T8 ESP32-S2 с дисплеем
• MDBT50Q-DB-40
• MDBT50Q-RX Донгл
• MEOWBIT
• MORPHEANS MorphESP-240
• MakerDiary nRF52840 MDK
• MakerDiary nRF52840 USB-ключ MDK
• Makerdiary M60 Клавиатура
• Makerdiary Pitaya Go
• Makerdiary nRF52840 M.2 Комплект разработчика
• Мелоперо Шейк RP2040
• MicroDev microC3
• MicroDev microS2
• Мини ЗРК М4
• NUCLEO STM32F746
• NUCLEO STM32F767
• Дуб Дев Тек ХЛЕБ 2040
• Дуб Дев Тек PixelWing ESP32S2
• Значок Open Hardware Summit 2020
• PCA10056 nRF52840-DK
• PCA10059 nRF52840 Донгл
• PCA10100 nRF52833 DK
• PYB LR Nano V2
• Частицы аргона
• Частицы бора
• Частичный ксенон
• Pimoroni Interstate 75
• Pimoroni Keybow 2040
• Пиморони PGA2040
• Pimoroni Pico LiPo (16 МБ)
• Pimoroni Pico LiPo (4 МБ)
• Pimoroni PicoSystem
• Пиморони Плазма 2040
• Пиморони Крошечный 2040
• PyCubedv04
• PyCubedv04-MRAM
• PyCubedv05
• PyCubedv05-MRAM
• PyKey60
• PyboardV1_1
• RP2040 Штамп
• Raspberry Pi Пико
• Робо-шляпа MM1 M4
• S2 Мини
• S2Pico
• SAM E54 Xplained Pro
• SAM32v26
• SPRESENSE
• ST STM32F746G Открытие
• STM32F411E_DISCO
• STM32F412G_DISCO
• STM32F4_DISCO
• Saola 1 с туалетом
• Saola 1 с Wrover
• Терминал Seeeduino Wio
• Змея
• ООО «Силикогнитшн» M4-Shim
• SparkFun LUMIDrive
• Процессор SparkFun MicroMod RP2040
• Процессор SparkFun MicroMod SAMD51
• Процессор SparkFun MicroMod nRF52840
• SparkFun Pro Micro RP2040
• SparkFun Pro nRF52840 Мини Модель
• SparkFun RedBoard Turbo
• Процессор SparkFun STM32 MicroMod
• SparkFun Thing Plus — RP2040
• SparkFun Thing Plus — SAMD51
• Sprite_v2b
• StackRduino M0 PRO
• Лебедь R5
• TG-Boards ‘Datalore IP M4
• TG-Часы
• THUNDERPACK_v11
• THUNDERPACK_v12
• Зажим для модуля Targett с Wroom
• Зажим для модуля Targett с Wrover
• Текникио Блюберд
• Открытое книжное перо
• TinkeringTech ScoutMakes Azul
• TinyS2
• Брелок M0 Haxpress
• UARTLogger II
• WarmBit BluePixel nRF52840
• Кнопка большого гудка Винтерблума
• Солнце Зимнего Цветения
• keithp.com snekboard
• микро: бит v2
• nanoESP32-S2 с Wrover
• nanoESP32-S2 с ванной
• красиво! Нано
• stm32f411ce-blackpill
• stm32f411ce-blackpill-со вспышкой

класс pulseio. PulseIn ( контакт: микроконтроллер. Контакт , maxlen: int = 2 , * , idle_state: bool = False )

Измерение серии активных и холостых импульсов.Обычно это используется в инфракрасных приемниках. и недорогие датчики температуры (DHT). Импульсный сигнал состоит из синхронизированных активных и периоды простоя. В отличие от ШИМ, для активной и неактивной пары нет установленной продолжительности.

Создайте объект PulseIn, связанный с данным контактом. Объект действует как доступная только для чтения последовательность длин импульсов с заданной максимальной длиной. Когда он является активен, новые значения длительности импульса добавляются в конец списка. Когда есть больше нет места (len () == maxlen ) самая старая длина импульса удаляется, чтобы сделать комнату.

Параметры

• pin ( Pin ) — вывод для считывания импульсов.

• maxlen ( int ) — Максимальное количество длительностей импульсов для одновременного сохранения

• idle_state ( bool ) — состояние холостого хода пина. В начале и после возобновить первый зарегистрированный импульс будет иметь состояние, противоположное холостому.

Прочитать короткую серию импульсов:

 импортный импульсный
импортная доска

импульсы = пульс.PulseIn (плата D7)

# Дождитесь активного импульса
а линза (импульсы) == 0:
    проходить
# Пауза, пока мы что-то делаем с импульсами
Pulses.pause ()

# Распечатать импульсы. Pulses [0] является активным импульсом, если длина
# достигнута максимальная длина, и записываются импульсы холостого хода.
печать (импульсы)

# Очистить остальное
Pulses.clear ()

# Возобновление с активным импульсом 80 мкс
Pulses.resume (80)
 

макслен : внутренний

Максимальная длина PulseIn. Когда len () равно maxlen, неясно, какие импульсы активны, а какие нет.

приостановлено : bool

Истинно, если захват импульсов приостановлен в результате паузы () или ошибки во время захвата например, слишком быстрый сигнал.

deinit ( self ) → Нет

Деинициализирует PulseIn и освобождает все аппаратные ресурсы для повторного использования.

__enter__ ( сам ) → PulseIn

Не используется менеджерами контекста.

__exit__ ( сам ) → Нет

Автоматически деинициализирует оборудование при выходе из контекста. Видеть Lifetime и ContextManager для получения дополнительной информации.

пауза ( сам ) → нет

Захват импульса паузы

резюме ( self , trigger_duration: int = 0 ) → Нет

Возобновляет захват импульса после дополнительного триггерного импульса.

Предупреждение

Использование триггерного импульса с устройством, которое управляет как высоким, так и низкий сигнал рискует коротким замыканием. Убедитесь, что у вашего устройства открытый сток (только низкий уровень) при использовании триггерного импульса. Скорее всего, вы добавили «Подтягивающий» резистор к вашей цепи, чтобы сделать это.

Параметры

trigger_duration ( int ) — длительность триггерного импульса в микросекундах

прозрачный ( сам ) → нет

Удаляет все захваченные импульсы

поплефт ( сам ) → внутр

Удаляет и возвращает самый старый импульс чтения.

__bool__ ( сам ) → bool

__len__ ( self ) → int

Возвращает количество сохраненных длительностей импульсов.

Это позволяет:

 импульсов = pulseio.PulseIn (контакт)
печать (линза (импульсы))
 

__getitem__ ( self , index: int ) → Необязательно [int]

Возвращает значение по данному индексу или значения в срезе.

Это позволяет:

 импульсов = pulseio.PulseIn (контакт)
печать (импульсы [0])
 

класс pulseio. PulseOut ( контакт: микроконтроллер. Контакт , * , частота: int = 38000 , duty_cycle: int = 1 << 15 )

Импульсный выход «несущей» ШИМ вкл. И выкл. Обычно это используется в инфракрасных пультах дистанционного управления. В Импульсный сигнал состоит из синхронизированных периодов включения и выключения.В отличие от ШИМ, здесь нет установленной продолжительности. для двух пар.

Создайте объект PulseOut, связанный с данным контактом.

Параметры

• контакт ( контакт ) — контакт выходного сигнала

• частота ( int ) — Несущая частота сигнала в герцах

• duty_cycle ( int ) — 16-битный рабочий цикл несущей частоты (0-65536)

Для обратной совместимости контакт может быть объектом PWMOut, используемым в качестве несущей.Этот совместимость будет удалена в CircuitPython 8.0.0.

Отправить короткую серию импульсов:

 импортный массив
импорт Pulseio
импортировать pwmio
импортная доска

# 50% рабочий цикл при 38 кГц.
pwm = pulseio.PulseOut (board.LED, частота = 38000, duty_cycle = 32768)
# вкл выкл вкл выкл вкл
импульсы = array.array ('H', [65000, 1000, 65000, 65000, 1000])
pulse.send (импульсы)

# Изменить массив импульсов.
импульсы [0] = 200
pulse.send (импульсы)
 

deinit ( self ) → Нет

Деинициализирует PulseOut и освобождает все аппаратные ресурсы для повторного использования.

__enter__ ( сам ) → PulseOut

Не используется менеджерами контекста.

__exit__ ( сам ) → Нет

Автоматически деинициализирует оборудование при выходе из контекста. Видеть Lifetime и ContextManager для получения дополнительной информации.

отправить ( себе , импульсов: _typing.ReadableBuffer ) → Нет

Продолжительность включения и выключения импульса в микросекундах, начиная с включения. импульс. должен быть массивом . массив с типом данных «H» для беззнакового полуслова (два байта).

Этот метод ожидает, пока весь массив импульсов не будет отправлен, и обеспечивает отключение сигнала после этого.

Параметры

импульсов ( array.array ) — длительности импульсов в микросекундах

Синтезирующая генетическая последовательная логическая схема с генератором тактовых импульсов | BMC Systems Biology

Динамическая модель синтетических генетических логических схем

Применяя математические модели для описания биохимических реакций генетических систем, синтетическая генетическая схема с определенной функцией может быть синтезирована с точки зрения системы.

Рассмотрим динамическую модель синтетической генетической логической схемы с L генами, описываемую классом нелинейных дифференциальных уравнений Хилла [7]

m˙i = αifiu-λimi + αi, 0, p˙i = βimi-γipi , i = 1,…, L

(1)

где м _и и п. _и обозначают, соответственно, концентрации мРНК и белка для гена i , λ _и и γ _и — это, соответственно, скорости деградации мРНК и белка, α _и — скорость транскрипции мРНК, β _и — скорость синтеза белка, α _{i , 0} — базальный дебит, f _и (⋅) — это функция активности промотора, которая описывает нелинейное поведение транскрипции и отражает силу взаимодействия между регулируемым белком и РНК-полимеразой (РНКп), а u — это концентрация фактора транскрипции (ТФ), который продуцируется другими ген (ы) или индуктор (ы) для контроля скорости транскрипции генов-мишеней.

Для гена с участком оператора, который может связывать репрессор или активатор TF, функции активности промотора описаны как

и

где f _НЕ и f _Buffer — это функции активности промотора для логического НЕ и буфера [26, 30], соответственно, n — коэффициент Хилла, который обозначает кооперативность связывания между TF и ​​соответствующим оператором, а K — константа Хилла, которые пропорциональны длины или сродства сайтов связывания TF, вставленных в промоторную область генов-мишеней.Для логического элемента НЕ входом является репрессор, а ген продуцирует белок только в отсутствие репрессора; в противном случае присутствие репрессора препятствует связыванию РНКп и промотора. Для генетического буфера вводом является активатор, который увеличивает связывание РНКп и промотора с образованием белка. Структуры двух логических вентилей показаны на рисунках 1 (a) и (b) соответственно.

Рисунок 1

Выражения класса генетических логических вентилей. (а) ворота НЕ; (б) буфер; (c) И ворота; (d) OR ворота; (e) вентиль XOR; (f) вентиль NAND; и (g) NOR gate.

Для генов с двумя операторскими сайтами, которые могут связывать два репрессорных ТФ или активаторных ТФ, функции активности промотора описаны в соответствии с их логическими функциями как

fANDu1, u2 = u1K1n1u2K2n21 + u1K1n1 + u2K2n2 + u1K1n10005K2K2 9000n2

(4)

для ORu1, u2 = u1K1n1 + u2K2n2 + u1K1n1u2K2n21 + u1K1n1 + u2K2n2 + u1K1n1u2K2n2

(5)

fXORu1, u2 = u1K1n1 + u2K2n21 + u1K1n1 + u2K2n2 + u1K1n1u2K2n2

(6)

fNANDu1, u2 = 1 + u1K1n1 + u2K2n21 + u1K1n1 + u2K2n2 + u1K1n1u2K2n2

(7)

и

fNORu1, u2 = 11 + u1K1n1 + u2K2n2 + u1K1n1u2K2n2

(8)

где f _И , f _ИЛИ , ф _XOR , f _NAND и f _NOR представляют собой, соответственно, функции промоторной активности логических элементов AND, OR, XOR, NAND и NOR, и ₁ и u ₂ — концентрации ТФ репрессора или активатора, К ₁ и K ₂ — константы Хилла для и ₁ и u ₂ соответственно и n ₁ и n ₂ — соответствующие коэффициенты Хилла.Для логических вентилей AND, OR и XOR транскрипционное поведение регулируется двумя активаторными TF с разными сайтами связывания. Два репрессорных TF контролируют генетические выражения логических вентилей NAND и NOR. Их строительные конструкции показаны на рис. 1 (c) — (g).

В [38, 39] промотор и RBS рассматриваются как часть промотора-RBS для регулирования генетической экспрессии, поскольку период полужизни мРНК короче, чем у соответствующего белка. (1) можно переписать как

p˙i = ρifiu-γipi + ρ0, i, i = 1,…, L

(9)

, где

ρi = αiβiλi, ρ0, i = α0, iβiλi

Здесь ρ _и и ρ _{0, и} — это новые скорости синтеза и базальной продукции белка.Динамическая модель дифференциального уравнения 2 L (1) сводится к динамической системе с дифференциальным уравнением L (9). Для реальной реализации, извлекая соответствующие части промотор-RBS из библиотеки промотор-RBS, синтетическая генетическая цепь может быть реализована в генетических системах.

Синтетические генетические последовательные логические схемы

В цифровых логических схемах выход последовательных логических схем зависит не только от текущих входов, но и от прошлых входов.Для синхронных последовательных схем тактовый сигнал используется в качестве метронома для координации действий схем, которые колеблются между состояниями высокого и низкого уровня. Цепи с запущенными тактовыми сигналами становятся активными либо по переднему фронту, либо по спаду, либо по обоим фронтам нарастания и спада. Для последовательной логической схемы, запускаемой по нарастающему фронту тактового сигнала, она становится активной, когда ее тактовый импульс переходит от низкого уровня к высокому (от 0 до 1), и игнорирует переход от высокого уровня к низкому (от 1 до 0).

В генетических логических схемах колебательный сигнал, создаваемый репрессилятором, не идеален в качестве тактового генератора для использования в схемах, полагающихся на изменение нарастающего или спадающего фронта тактового сигнала для перехода между состояниями. Предлагаемый нами подход состоит в том, чтобы представить идею схемы формирования формы волны в электронике в генетических логических схемах и преобразовать синтезированный сигнал генетических колебаний в четкий тактовый сигнал или сигнал ШИМ с различными рабочими циклами. Регулируя продолжительность рабочего цикла, тактовый импульс может генерироваться с передним или задним фронтом, частота которого согласована с частотой колебаний.Чтобы использовать тактовый импульс, сконструированный генетический счетчик, основанный на топологии электронной последовательной логической схемы, запускается для генерации тактового сигнала, частота которого обратно целочисленно кратна генетическому колебанию.

Синтетический генетический осциллятор

Явление колебаний в биологических системах было обнаружено на различных уровнях биологической организации. Его практическая функция заключается в контроле дозировки лекарств или в качестве синхронного механизма межклеточной коммуникации.Способность к колебаниям зависит не только от топологии сети, но и от параметров системы. В настоящее время простейший синтетический генетический осциллятор может быть синтезирован из одного гена, репрессирующего себя с помощью отложенной петли отрицательной обратной связи. Расширение простейшего осциллятора, называемого репрессилятором, состоит из трех генов ( lacI , tetR , cI ), которые репрессируют друг друга в цепочке цикла. Продукт первого гена-репрессора, lacI из E.coli , ингибирует транскрипцию второго гена-репрессора, tetR , из транспозона устойчивости к тетрациклину Tn10, белковый продукт которого, в свою очередь, ингибирует экспрессию третьего гена-репрессора, cI из фага λ . Наконец, cI ингибирует экспрессию lacI , завершая цикл отрицательной обратной связи [10]. Динамическая модель репрессилятора может быть описана как

p˙i = ρifNOT, ipj-γipi

(10)

где p _и и п. _j — это концентрации белков для ( i , j ) ≡ ( lacI , cI ), ( tetR , lacI ) или ( cI , tetR ).Для другой конструкции колебательное поведение может быть вызвано рядом репрессорных и активаторных генов, в которых количество репрессорных генов должно быть нечетным.

Чтобы спроектировать генетический осциллятор с желаемыми колебаниями, можно реализовать регулирующую сеть генов для отслеживания опорного синусоидального сигнала, подаваемого

где y _д — сигнал колебаний с заданной амплитудой A , базисной частотой ω ₀ , фаза φ и y _{d , 0} — базовый уровень, обеспечивающий неотрицательную концентрацию белка.Более подробно о создании синтетических генетических осцилляторов с помощью алгоритмов оптимизации можно найти в [35].

Схема формирования сигнала

В электронике схема формирования сигнала предназначена для придания входному сигналу желаемой формы в соответствии с характеристической кривой ввода и вывода (I / O). Для колебательного входа и тактового выхода характеристическая кривая ввода-вывода желаемой схемы формирования сигнала показана на рисунке 2. Ступенчатая функция (пунктирная линия) с пороговым уровнем y _т используется в электронике.Для входного сигнала, значение которого превышает пороговый уровень, он рассматривается как «высокий логический уровень». В противном случае это называется «низкий логический уровень». Однако в биологических системах не существует идеальной ступенчатой ​​функции. Вместо этого можно использовать сигмовидную функцию (сплошная линия на рисунке 2). На характеристической кривой ввода-вывода сигмовидной функции можно выделить две рабочие области: насыщение и переход. Входной сигнал в области насыщения может быть отключен и удерживаться на высоком уровне или на низком уровне для приближения.В переходной области выигрыш в рабочей точке у _т должен быть больше, чем (нормализованный) 1, потому что он гарантирует, что входной сигнал, который больше или меньше порогового уровня, будет усилен или уменьшен. Посредством каскадирования следующей сигмоидной функции входной сигнал колебания будет постепенно достигать области насыщения и оставаться на высоком или низком уровне.

Рисунок 2

Идея схемы формирования генетической формы волны.

В соответствии с этой идеей, схема формирования сигнала может использоваться для регулирования периода логических высоких / низких уровней колебательного сигнала в синусоидальном цикле и генерирования сигнала ШИМ с другим рабочим циклом, определенным параметром

.

, где D — рабочий цикл, T ₀ — базисный период колебательного сигнала (11) с 2 π / ω ₀ и T _на — период «логического максимума» в базисном периоде.Для сигналов ШИМ с разными рабочими циклами порог получается путем рассмотрения

yT = ​​Asinω0t + φ + yd, 0, t = th ± Ton2

(13)

с

th = 1ω0sin-11-φω0, th∈0T0

(14)

Выбрать пороговый уровень приближающийся к y _{d , 0} + A , тактовый импульс, служащий нарастающим запускаемым фронтом, генерируется и показан на рисунке 3 (a).Для тактового импульса, рассматриваемого как спадающий запускаемый фронт, показанный на рисунке 3 (b), можно выбрать пороговый уровень, близкий к y . _{д , 0} — А . Точно так же сигнал ШИМ с коэффициентом заполнения 50%, то есть тактовый сигнал с его частотой, согласованной с генетическим генератором, синтезируется и показан на рисунке 3 (c) при выборе базового уровня сигнала y _{д , 0} . Другими словами, сигналы ШИМ с разными рабочими циклами могут быть синтезированы из колебательного сигнала через схему формирования формы волны на разных пороговых уровнях.

Рисунок 3

Идеальные сигналы ШИМ. (a) — нарастающий срабатывающий фронт; (b) — спадающий срабатывающий фронт; и (c) 50% рабочий цикл.

Реализация схемы формирования генетической формы волны

В инженерных схемах генетической логики предлагается использовать генетический буфер [30] в качестве буфера между двумя каскадными генетическими схемами для улучшения передачи логических сигналов. Он используется здесь, чтобы помочь при разработке схемы формирования формы сигнала:

p˙k = ρkfBuffer, kuk, Kk, nk-γkpk + ρ0, k, k = 1,…, M

(15)

Его стационарное решение легко получить как

pk, ss = ρkγkfBuffer, kuk, Kk, nk + ρ0, kγk, k = 1,…, M

(16)

где p _к — выходная концентрация буфера k , p _{к , сс} обозначает его стационарную концентрацию, и _к , К _к и n _к — это, соответственно, входная концентрация, постоянная Хилла и коэффициент Хилла k -го буфера и ρ . _к , γ _к и ρ _{0, к} — это, соответственно, скорость синтеза, распада и базальная скорость.Второй член правой части (16) — минимальный уровень и ρ _к / γ _к — это разница между минимальным и максимальным уровнями. Выходная концентрация генетического буфера — это половина максимальной выходной концентрации, когда входная концентрация равна K _к и, следовательно, K _к относится к пороговому уровню y _т .

На каждом этапе соответствующие входы и пороговые уровни задаются как

uk = yd, k = 1pk-1,1

(17)

и

Kk = yT, k = 1ρk-1 + ρ0, k-12γk-1,1

(18)

На первом этапе входным сигналом является сигнал колебаний в (11), а пороговый уровень выбирается в соответствии с желаемым рабочим циклом в (13). Для следующего этапа входной сигнал — это выходная концентрация предыдущего буфера, а пороговый уровень — это половина максимального выходного уровня в предыдущем.Топология предлагаемой нами генетической схемы формирования формы волны показана на рисунке 4. Сигнал осцилляции от производства белка любым геном репрессилятора активирует первый ген в генетической схеме формирования формы волны, выработка которого активирует следующий ген. Постепенно колебания можно преобразовать в четкий тактовый сигнал или сигнал ШИМ. Однако проблема медленной сходимости к максимальному уровню возникает для большего порогового уровня K _к .Чтобы решить эту проблему, можно снова каскадировать буфер с проектными параметрами (16) на последнем этапе генетической схемы формирования формы волны для компенсации выходного уровня.

Рисунок 4

Топология разработанной схемы генетического формирования сигнала.

Прирост в рабочей точке К _к получается из

Ak = ∂pk, ss∂ukuk = Kk = ρknk4γkKk

(19)

где A _к — это усиление k -го буфера.Прирост пропорционален коэффициенту Хилла n . _к и скорость синтеза ρ _к и обратно пропорциональна постоянной Хилла K _к и скорость распада γ _к в рабочей точке у _к = К _к .Для обеспечения необходимого условия усиления в рабочей точке К _к должен быть больше 1. Сначала выбирается подходящая константа Хилла для желаемого синтезированного ШИМ-сигнала, а затем выбирается подходящий коэффициент Хилла n _к , скорость синтеза ρ _к и скорость распада γ _к , удовлетворяющий (19).Из параметров системы на предыдущем этапе переходят к выбору соответствующих параметров системы на следующем этапе, удовлетворяющих (18) и (19). Из [38, 39], чтобы реализовать предложенную генетическую логическую схему в реальности, можно найти применимые компоненты промотор-RBS из сконструированной библиотеки промотор-RBS, характеристические кривые ввода-вывода которых способны удовлетворять (18) и (19) .

Конструкция схемы генетического делителя частоты

Делитель частоты в электронике — это устройство, которое генерирует выходной сигнал, частота которого обратно кратна частоте входного сигнала.Для достижения этой функции используется последовательная логическая схема счетчика, которая состоит из серии триггеров и запускается тактовым импульсом для генерации тактовых сигналов с кратным базальным периодом. На рисунке 5 показан идеальный синхросигнал при запуске по нарастающему фронту синхросигнала с желаемым базальным периодом.

Рисунок 5

Идеальные тактовые сигналы с (а) базальным периодом; (б) двойной базальный период; и (c) четырехкратный базальный период.

Genetic JK триггеры

Genetic JK триггеры, основанные на топологии цифровых логических схем в электронике, делятся на триггеры, запускаемые по переднему фронту, и триггеры, запускаемые по заднему фронту, как показано на рисунке 6. Для запуска по переднему фронту генетический триггер JK, его модель описана номером

Рисунок 6

Класс синхронизируемых генетических триггеров JK. а) — запускаемый по переднему фронту; и (b) — срабатывание по заднему фронту.

p˙W = ρWfANDpK, pCLK, KW, nW-γWpW, p˙V = ρVfANDpJ, pCLK, KV, nV-γVpV, p˙R = ρRfANDpW, pQ, KR, nR-γRpR, p˙S = ρSfANDpV, pQ ¯, KS, nS-γSpS, p˙Q = ρQfNORpR, pQ¯, KQ, nQ-γQpQ, p˙Q¯ = ρQ¯fNORpS, pQ, KQ¯, nQ¯-γQ¯pQ¯

(20)

где p _CLK — концентрация тактового импульса от низкого к высокому, p _Вт , п. _В , п. _R , п. _S , п. _{квартал} и pQ ¯ обозначают, соответственно, концентрации белков генов W , V , R , S , Q и Q¯.Генетический триггер JK, запускаемый по нарастающему фронту, становится активным только тогда, когда тактовый импульс переходит от низкого уровня к высокому. Есть четыре генетических логических элемента И и два логических элемента ИЛИ, топология показана на рисунке 7. Белки p _К и п. _CLK активирует транскрипцию гена W . Белки ч _Дж и п. _CLK активирует транскрипцию гена V .Продукция генов W и Q активирует транскрипцию гена R , а продукция генов V и Q¯ активирует транскрипцию гена S . Белки ч _R и pQ ¯ ингибируют транскрипцию гена Q и белков p _S и п. _{квартал} подавляют транскрипцию гена Q¯.

Рисунок 7

Топология генетического JK-триггера, запускаемого нарастающим фронтом.

Для генетического триггера JK, запускаемого по заднему фронту, модель описывается формулой

p˙W = ρWfNANDpK, pCLK, KW, nW-γWpW, p˙V = ρVfNANDpJ, pCLK, KV, nV-γVpV, p˙ R = ρRfNANDpW, pQ, KR, nR-γRpR, p˙S = ρSfNANDpV, pQ¯, KS, nS-γSpS, p˙Q = ρQfNANDpS, pQ¯, KQ, nQ-γQpQ, p˙Q¯ = ρQ¯fNANDpR , pQ, KQ¯, nQ¯-γQ¯pQ¯

(21)

где p _CLK — это концентрация тактового импульса от высокого к низкому.Эта схема состоит из шести генетических логических элементов NAND с топологической структурой, показанной на рисунке 8.

Рисунок 8

Топология генетического JK-триггера, запускаемого падающим фронтом.

Генетический счетчик

Для синтеза тактового сигнала с частотой, обратно кратной частоте генетического генератора, можно использовать схему синхронного генетического счетчика. Схема счетчика в электронике работает по нарастающему или спадающему фронту тактового сигнала и подсчитывает количество тактовых импульсов.Основываясь на этой функции, сначала генерируется серия тактовых импульсов, используя предложенную нами схему формирования генетической формы волны, а затем используется сигнал тактовых импульсов для запуска генетического счетчика. Согласно карте Карно в теории цифровой логики, можно определить входные сигналы каждого генетического триггера JK и топологию схемы генетического счетчика. Для синтеза тактовых сигналов с 2 ^δ -кратным базальным периодом, в котором δ является положительным целым числом, схема синхронного генетического счетчика с δ числом генетических триггеров JK, запускаемых по фронту, построена на

p˙W1 = ρW1fANDpK1, pCLK1, KW1, nW1-γW1pW1, p˙V1 = ρV1fANDpJ1, pCLK1, KV1, nV1-γV1pV1, p˙R1 = ρR1fANDpW1, pQ1, ρR1, npR1, pQ1, KR1, npR1, pQ1, KR1, npR1, pQ1, KR1, npR1 ¯1, KS1, nS1-γS1pS1, p˙Q1 = ρQ1fNORpR1, pQ¯1, KQ1, nQ1-γQ1pQ1, p˙Q¯1 = ρQ¯1fNORpS1, pQ1, KQ¯1, nQ¯1-γQ¯1pQ¯1 , P˙Wδ = ρWδfANDpKδ, pCLK1, KWδ, nWδ-γWδpWδ, p˙Vδ = ρVδfANDpJδ, pCLK1, KVδ, nVδ-γVδpVδ, p˙Rδ = ρRδfANDpWδ, pQδ, KRδSδ, nRδfANDpWδ, pQδ, KRδδ, nRδpδSpδ, nRδpδ-Vδ, nRδSpδ = γδSpδ, nRδSpδ pQ¯δ, KSδ, nSδ-γSδpSδ, p˙Qδ = ρQδfNORpRδ, pQ¯δ, KQδ, nQδ-γQδpQδ, p˙Q¯δ = ρQ¯δfNORpSδ, pQδ, KQ¯δ, nQ¯δ-γQ¯δpQ¯ δ, p˙G1 = ρG1fANDpK2, pQ2, KG1, nG1-γG1pG1, ⋮ p˙Gδ-2 = ρGδ-2fANDpKδ-1, pQδ-1, KGδ-2, nGδ-2-γGδ-2pGδ-2,

(22)

с входом каждого генетического триггера JK, заданным как

pJ1 = pK1 = 1, pJ2 = pK2 = pQ1, pJ3 = pK3 = pG1, ⋮ pJδ = pKδ = pGδ-2

(23)

, где pCLK1 — сигнал тактового импульса от низкого к высокому, pQ1, pQ2, pQδ — соответственно тактовые сигналы с двойным, учетверенным и 2 ^δ -кратными базальными периодами.На рисунке 9 показана топология синхронного генетического счетчика для тактовых сигналов с 2 ^δ -кратным базальным периодом.

Рисунок 9

Топология синхронного генетического счетчика тактовых сигналов с 2 ^δ -кратный базальный период.

Чтобы синтезировать тактовый сигнал с тройным базальным периодом, синхронный генетический счетчик с двумя генетическими триггерами JK, запускаемыми по переднему фронту, и генетическим триггером JK, запускаемым по заднему фронту, конструируется с помощью

p˙W1 = ρW1fANDpK1, pCLK1, KW1, nW1-γW1pW1, p˙V1 = ρV1fANDpJ1, pCLK1, KV1, nV1-γV1pV1, p˙R1 = ρR1fANDpW1, pQ1, KR1, nR1-γR1pR1, p˙S1 = ρS1fANDpV1, p˙S1 = ρS1fANDpV1, KV1 p˙Q1 = ρQ1fNORpR1, pQ¯1, KQ1, nQ1-γQ1pQ1, p˙Q¯1 = ρQ¯1fNORpS1, pQ1, KQ¯1, nQ¯1-γQ¯1pQ¯1, p˙W2 = ρW2fANDpK2, pCLK1, KW2, nW2-γW2pW2, p˙V2 = ρV2fANDpJ2, pCLK1, KV2, nV2-γV2pV2, p˙R2 = ρR2fANDpW2, pQ2, KR2, nR2-γR2pR2, p˙S2 = ρS2fAND2pV2, p˙S2 = ρS2fANDpV2, KV2 p˙Q2 = ρQ2fNORpR2, pQ¯2, KQ2, nQ2-γQ2pQ2, p˙Q¯2 = ρQ¯2fNORpS2, pQ2, KQ¯2, nQ¯2-γQ¯2pQ¯2p˙W3 = ρW3fNANDpK3, pCLK2, KW3 nW3-γW3pW3, p˙V3 = ρV3fNANDpJ3, pCLK2, KV3, nV3-γV3pV3, p˙R3 = ρR3fNANDpW3, pQ3, KR3, nR3-γR3pR3, p˙S3 = ρS3fNANDpV3, pS3 = ρS3fNANDpV3, pS3fNANDpV3, pS3fNANDpV3, pS3fNANDpV3, pS3 Q3 = ρQ3fNANDpS3, pQ¯3, KQ3, nQ3-γQ3pQ3, p˙Q¯3 = ρQ¯3fNANDpR3, pQ3, KQ¯3, nQ¯3-γQ¯3pQ¯3p˙G1 = ρG1fORpQ2, pQ3, KG1, nG1 γG1pG1,

(24)

с входом каждого генетического триггера JK, заданным как

pK1 = pK2 = 1, pJ1 = pQ¯2, pJ2 = pQ1, pJ3 = pQ2, pK3 = pQ¯2

(25)

, где pCLK1 — это сигнал тактового импульса от низкого до высокого, pCLK2 — это тактовый импульсный сигнал от высокого до низкого, а pG1 — тактовый сигнал с тройным базальным периодом.Топология синхронного генетического счетчика для тактового сигнала с тройным базальным периодом показана на рисунке 10, а соответствующие идеальные сигналы показаны на рисунке 11.

Рисунок 10

Топология синхронного генетического счетчика тактового сигнала с тройным базальным периодом. (a) Сигнал тактового импульса от низкого к высокому уровню; (b) Сигнал тактового импульса от высокого к низкому; (c) Выходной сигнал pQ1 первого генетического триггера JK; (d) Выходной сигнал pQ2 второго генетического триггера JK; (e) Выходной сигнал pQ3 третьего генетического триггера JK; и (f) Выходной сигнал логического ИЛИ (d) и (e) .

Рисунок 11

Идеальные сигналы для синтеза тактового сигнала с тройным базальным периодом. (a) Сигнал тактового импульса от низкого к высокому уровню; (b) Сигнал тактового импульса от высокого к низкому; (c) Выходной сигнал pQ1 первого генетического триггера JK; (d) Выходной сигнал pQ2 второго генетического триггера JK; (e) Выходной сигнал pQ3 третьего генетического триггера JK; и (f) Выходной сигнал логического ИЛИ (d) и (e) .

Вышеупомянутый подход является общим, аналогичным образом можно определить соответствующие входы каждого генетического триггера JK на основе инженерной теории цифровой логики [40] и каскадировать эти базовые триггеры, чтобы напоминать другие типы генетических триггеров. счетчики с желаемой рабочей частотой.

Генератор импульсов | Доступна подробная принципиальная схема

Эта схема генератора импульсов очень полезна при проверке / управлении счетчиками, шаговыми реле и т. Д. Она позволяет избежать процедуры установки переключателя на необходимое количество импульсов.Нажав соответствующие переключатели с S1 по S9, можно получить от 1 до 9 отрицательных тактовых импульсов соответственно.

Схема генератора импульсов

Триггер Шмитта, логический элемент И-НЕ N1 микросхемы IC2, резистор R1 и конденсатор C1 соединены проводом для генерации тактовых импульсов. Эти импульсы выводятся через логический элемент И-НЕ N3, который управляется декадным счетчиком CD4017 (IC1). Первоначально переключатель с S1 на S9 не нажат, и светодиод светится. Когда контакты 5 и 6 логического элемента И-НЕ N2 подтягиваются резистором R3, его выходной контакт 4 становится низким.Это не позволяет вентилю И-НЕ N3 перевести свой выходной вывод 10 в высокое состояние, и импульс недоступен.

Схема генератора импульсов

IC1 представляет собой декадный счетчик, выходы Q которого обычно остаются низкими. Когда подаются тактовые импульсы, его выходы Q последовательно переходят в высокий уровень, то есть Q0 смещается на Q1, Q1 смещается на Q2, Q3 смещается на Q4 и так далее. Если какой-либо из переключателей с S1 по S9, скажем, S5 (для пяти импульсов), на мгновение нажат, контакты 5 и 6 логического элемента И-НЕ N2 переходят в низкий уровень, делая его выходной контакт 4 высоким, что полностью заряжает конденсатор C2 через диод D.В то же время этот высокий выход N2 включает логический элемент И-НЕ N3, и тактовые импульсы выходят через контакт 10. Это необходимое количество импульсов, используемых для проверки нашего устройства.

Схема работы

Тактовые импульсы подаются на вывод 13 разрешения тактового сигнала IC1, который начинает отсчет. Как только выходной контакт 1 (Q5) IC1 станет высоким, входные контакты 5 и 6 логического элемента И-НЕ N2 также станут высоким через переключатель S5, потому что высокочастотный тактовый генератор допускает пять импульсов во время мгновенного нажатия. Этот высокий вход N2 обеспечивает низкий выход на выводе 4, чтобы отключить логический элемент И-НЕ N3, и, наконец, не будет импульса для продвижения счетчика IC1.

Перед следующим использованием счетчик IC1 должен находиться в состоянии ожидания, т.е. выход Q0 должен быть в высоком состоянии. Для этого используется генератор импульсов с временной задержкой, подключенный к логическому элементу И-НЕ N4, резистору R4, диоду D, конденсатору C2 и схеме дифференциатора, содержащей C3 и R5.

Когда на выходе 4 логического элемента И-НЕ N2 низкий уровень, конденсатор C2 медленно разряжается через резистор R4. Когда напряжение на конденсаторе C2 опускается ниже нижней точки срабатывания, выходной вывод 11 логического элемента И-НЕ N4 становится высоким, и на стыке конденсатора C3 и резистора R5 создается резкий импульс высокого уровня.Этот резкий импульс сбрасывает счетчик IC1, и его выход Q0 (вывод 3) становится высоким. Это представлено свечением светодиода.

Убедитесь, что красный светодиод горит, прежде чем переходить к получению следующего импульса. Кратковременно нажмите любой из переключателей, и светодиод загорится. Если переключатель удерживается нажатым, счетчик ведет непрерывный счет, и вы не можете получить точное количество импульсов.

---

Статья была впервые опубликована в июне 2006 г. и недавно была обновлена.

широтно-импульсной модуляции (ШИМ) | Видео о круговых соревнованиях Collin Cunningham

ШИМ-контроллер: устройства управления с помощью цифрового сигнала

Автор Коллин Каннингем.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) — очень умный способ использования электричества для управления аналоговыми устройствами с помощью цифрового сигнала.Это очень простой метод, который очень эффективен для управления двигателями, лампами, светодиодами и многим другим!

Прекрасный пример использования ШИМ — это если вы когда-либо приглушали светодиод с помощью Arduino:

Затухание — Демонстрирует использование функции analogWrite () для затемнения светодиода при его включении и выключении. AnalogWrite использует широтно-импульсную модуляцию (PWM), очень быстро включающую и выключающую цифровой вывод для создания эффекта затухания.

Однако вам не нужен микроконтроллер для генерации сигнала ШИМ.Микросхему таймера 555 можно настроить так, чтобы ее выходной рабочий цикл зависел от потенциометра — с помощью некоторых простых схем.

Создайте свой собственный комплект широтно-импульсного модулятора Навыки схемы: видео с широтно-импульсной модуляцией

Для более надежного решения вы можете рассмотреть комплект постоянного тока в широтно-импульсный модулятор, подходящий для передачи тока до 6,5 А и построенный на базе Motorola SG3525 — микросхемы посвященный искусству ШИМ.

Конечно, Коллин отрицал бы свою природу, если бы не упомянул хотя бы одно приложение, связанное со звуком. ШИМ пригодится для генерации простых звуков и мелодий с микроконтроллера.

Arduino Simple Sounds
Wavetable Melody Generator

Щелкните здесь для просмотра технических данных Velleman K8004.

Видео «Сделай сам» по другим схемам от Collin:

Травление печатной платы
Функциональный генератор и корпуса
Инфракрасный световой барьер
Цветной светодиодный орган
Прототипирование перфорированной платы
Источник питания
Устройства для поверхностного монтажа
Волоконная оптика
Комплект светодиодной матрицы

---

Если вы решите создать модульный комплект от постоянного тока к ширине импульса, мы хотели бы услышать о ваших результатах! Отправьте свою историю на [адрес электронной почты] .

No related posts.