Není pochyb o tom, že spousta obvodů bude ke své precizní činnosti vyžadovat vysoce stabilní taktování. Takovým a jim podobným situacím již byla věnována pozornost dříve, např. v článcích

• Přesnost, ctnost králů 
• Hodinový oscilátor s duálním výstupem a nízkým jitterem od Maximu 
• Generátor funkcí DDS 3.0 
• Pulzní generátor na cesty připojitelný přes USB – USBpulse100

Na druhé straně však může být v celé řadě aplikací takto vyhrocená přesnost na speciálně vybrané frekvenci zbytečným luxusem, který stejně nevyužijeme. Volba tak může padnout na způsob jednoduché výroby obdélníkového signálu (square-wave oscillator), který by zabezpečil všechno potřebné, od taktování až po samotnou výživu střídavě napájených obvodů či senzorů. Například pro elektrochemické snímače může být stejnosměrný proud zásadním problémem, protože s radostí znehodnotí materiál použitý k jejich výrobě.

Jedním z možných způsobů výroby „obdélníku“ je použít obvod MAX1697, tj. 60 mA invertující nábojovou pumpu se shutdownem v pouzdru SOT23 od Maximu, oprostit ji od všech externích „přítěží“ a začít generovat. Pro pořádek se však sluší poznamenat, že jednu součástku budeme venku přesto potřebovat – blokovací kapacitu 100 nF. Jedná se však o takovou samozřejmost, že je až zbytečné k tomu připojovat jakýkoli další komentář.

Základní, doporučené a pro nás i výchozí zapojení MAX1697
 

• Popis MAX1697 na stránkách výrobce 
  • Datasheet MAX1697 

Obrázek zachycuje typické zapojení nábojové pumpy MAX1697 pro jednoduchou výrobu opačné polarity vstupujícího kladného napětí od + 1.25 V až do + 5.5 V. Ve smyslu výše uvedeného nyní začněme nekompromisně škrtat v rozpisce součástek. Výsledek pak může vypadat třeba takto:

Úpravou doporučeného zapojení invertující nábojové pumpy MAX1697 vyrobíme užitečný generátor obdélníkového průběhu, který bude pracovat již od 1 V
 

Zapojení na svém „výkonovém“ výstupu vyrábí rail to rail signál obdélníkového průběhu s velmi malou zdrojovou impedancí pod 10 Ω, při zachování minimálních rozměrů použitého pouzdra SOT23. Jak dále ukazují naměřené závislosti, nebude výstup výrazněji ujíždět jak s napájecím napětím tak ani s teplotou. Odchylka tak zdaleka nemusí překročit ani 1 %, přičemž samotná chyba střídy bude ještě výrazně nižší!

Frekvence „výstupu“ MAX1697T ve vztahu k nápájecímu napětí při změnách teploty od -40 až do + 85 ºC vykazuje použitelné odchylky pod 1 %!
 

Zapojení vykazuje spolehlivou odezvu po zapnutí napájení a to i v případě napájecího napětí menšího než 1 V (v závislosti na použité variantě MAX1697)! Pro jednoduchost ale zapojení nedokáže pružně přizpůsobovat výstupní frekvenci konkrétním požadavkům uživatele nebo systému. Přesto lze vhodným výběrem obvodu MAX1697 definovat čtyři použitelné kmitočty:

• 12 kHz
• 35 kHz
• 125 kHz
• 250 kHz

Na osciloskopu pak výstup vypadá následovně:

Časový průběh generovaný obvodem MAX1697T při napájecím napětí Vin = + 5 V

Závěr:

Článek ukazuje jednoduchý způsob výroby poměrně stabilního obdélníkového signálu pomocí nábojové pumpy, oproštěné od všech vnějších součástek. Generovat pochopitelně můžeme i jinak, třeba pomocí mikrokontroléru, hradel nebo polovodičové klasiky 555, která si i po mnoha dlouhých desetiletích stále zaslouží pořádnou dávku obdivu za jednoduchý a přesto tak úžasný nápad. Pokud by technicky zaměřené lidstvo volilo něco jako „obvod mého srdce“, mohla by se 555ka s přehledem umístit v první desítce, možná i na medailových pozicích a to i navzdory tomu, že se při výrobě obdélníkového signálu neobejde bez RC drobotiny okolo sebe.

A který obvod by dostal hlas od Vás? Případně, které čipy jste naučili dělat i jiné kousky, než ke kterým je výrobce primárně vybavil?

Použitá literatura:

• [1] http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/4402

Download a odkazy:

• Domovská stránka Maxim: http://www.maxim-ic.com/
• Distributor pro ČR: http://www.mespraha.cz/