РадиоЛоцман 2021 №07-08

Ìèêðîêîíòðîëëåð ATtiny85 Ðàçúåì USB

RESET R1 +5V +5V USB2 +5V
10k
PROG1 +5V +5V USB-TYPE-C-6PIN
PROG2
U1 6 GND 0 USB1
ATtiny85 5 VBUS 0
C1 C2 4 CC2 USB PWR
100n 10u 3 CC1
1 PB5 VCC 8 CC2 2 VBUS 1 +5V
2 PB3 PB2 7 CC1 1 GND 2 GND
3 PB4 PB1
4 GND 6 SCL GND
PB0 5
SET
SDA GND

GND GND GND

Çàðÿäíîå óñòðîéñòâî OLED äèñïëåé

+5V +5V U3 +5V +5V +5V
LED1 TP4056
CHRG
R5 4 VCC BAT 5 CHRG R3 R4 OLED
LED2 1k 8 CE TEMP 1 PROG 10k 10k OLED 0.91
DONE 7 CHRG PROG 2
6 DONE GND 3

9 EP SDA 4 SDA
R6 C4 SCL 3 SCK
1k 100n OLED2VCC
1 GND

GND GND GND GND

Äàò÷èê íàïðÿæåíèÿ è òîêà Ñõåìà ïðîãðàììèðîâàíèÿ òîêà

+5V PROG

CHRG U2 R8 R9 R7
INA219 5k1 1k8 12k
R2
R008 1 IN+ A1 8 Q1 Q2
2 IN- A0 7 R10 AO3400A AO3400A
BAT 3 GND SDA 6 1k
4 VS SCL 5
SDA
SCL

C3 PROG1 R11
100n PROG2 1k

GND GND GND GND GND GND

Êíîïêè SW1 Ðåçèñòîðû USB-C PD Ðàçúåìû áàòàðåè
RESET
RESET 12 P1
SET 34 PH-2AW RHOS

SW2 R12 BAT 1 1
SET 5k1 2 2
12
34 CC2 R13 J1
CC1 5k1 HDR-M-2.54_1x2
GND
GND BAT 1
2

GND

Ðèñóíîê 2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà äëÿ îäíîýëåìåíòíîãî Li-Ion àêêóìóëÿòîðà.

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 101

Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà Ðèñóíîê 3. Âèä ïå÷àòíîé ïëàòû TinyCharger
ñî ñòîðîíû óñòàíîâêè îñíîâíûõ ýëåìåíòîâ.
Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà óñòðîéñòâà èçî-
áðàæåíà íà Ðèñóíêå 2. Âñå ïðîåêòíûå ôàéëû êîíòðîëèðóåò êàê ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà
äîñòóïíû äëÿ ñêà÷èâàíèÿ â ðàçäåëå çàãðóçîê, øóíòå, òàê è íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ øèíû è ïîä-
â ðåïîçèòîðèè íà ñàéòå Github [1], à òàêæå íà äåðæèâàåò êîíôèãóðèðîâàíèå âðåìåíè ïðå-
ñàéòå EasyEDA [2]. îáðàçîâàíèÿ è ôèëüòðàöèè äàííûõ. Ïðîã-
ðàììèðóåìîå êàëèáðîâî÷íîå çíà÷åíèå â
 ñõåìå çàðÿäêè Li-Ion àêêóìóëÿòîðà ñî÷åòàíèè ñ âíóòðåííèì ìíîæèòåëåì ïîçâî-
èñïîëüçóåòñÿ ìèêðîñõåìà TP4056 – ýòî àâòî- ëÿþò ïîëó÷àòü çíà÷åíèÿ òîêà â àìïåðàõ. Âûá-
íîìíîå ëèíåéíîå çàðÿäíîå óñòðîéñòâî äëÿ ðàííîå çíà÷åíèå øóíòà, ðàâíîå 8 ìÎì, îêà-
îäíîýëåìåíòíûõ Li-Ion àêêóìóëÿòîðîâ ñî çûâàåò íåçíà÷èòåëüíîå âëèÿíèå íà ñõåìó, íî
ñòàáèëèçàöèåé òîêà/íàïðÿæåíèå çàðÿäêè. îáåñïå÷èâàåò èçìåðåíèå òîêà ñ ðàçðåøåíè-
Ìèêðîñõåìà èìååò âñòðîåííûé äàò÷èê òåì- åì 1 ìÀ. Äëÿ ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ
ïåðàòóðû. Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå çàðÿ- ñëåäóåò âûáèðàòü ðåçèñòîð øóíòà ñ íèçêèì
äà çàôèêñèðîâàíî íà óðîâíå 4.2 Â, à çàðÿä- äîïóñòèìûì îòêëîíåíèåì ñîïðîòèâëåíèÿ
íûé òîê óñòàíàâëèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ âíåøíå- (1% èëè ëó÷øå).
ãî ðåçèñòîðà. Îáùåå ñîïðîòèâëåíèå ýòîãî
ðåçèñòîðà îáðàçîâàíî òðåìÿ ðåçèñòîðàìè Âèä ïå÷àòíîé ïëàòû ñî ñòîðîíû óñòàíîâêè
R7, R8 è R9, âêëþ÷åííûìè ïàðàëëåëüíî, äâà ÌÊ, êîíòðîëëåðà çàðÿäà TP4056 è äàò÷èêà
èç êîòîðûõ (R8, R9) ìîãóò ïîäêëþ÷àòüñÿ è òîêà INA219 èçîáðàæåí íà Ðèñóíêå 3.
îòêëþ÷àòüñÿ ÌÊ ñ ïîìîùüþ MOSFET êëþ÷åé
Q1, Q2. TP4056 àâòîìàòè÷åñêè çàâåðøàåò  ïîëüçîâàòåëüñêîì èíòåðôåéñå çàäåéñò-
öèêë çàðÿäêè Li-Ion àêêóìóëÿòîðà ïî äîñòèæå- âîâàíû äâå êíîïêè (SET, RESET), äâà ñâåòî-
íèè íàïðÿæåíèÿ íà íåì 4.2 Â è ñíèæåíèè òîêà äèîäà ñòàòóñà çàðÿäêè è OLED äèñïëåé ñ ðàç-
çàðÿäà äî 1/10 îò óñòàíîâëåííîé âåëè÷èíû. Ê ðåøåíèåì 128×64 òî÷êè. Ðàñïîëîæåíèå è
äðóãèì âîçìîæíîñòÿì ìèêðîñõåìû TP4056 íàçíà÷åíèå ðàçúåìîâ, êíîïîê è îáîçíà÷åíèé
îòíîñÿòñÿ êîíòðîëü òîêà, áëîêèðîâêà ïðè íà äèñïëåå ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 4. Ïîääåð-
ïîíèæåííîì íàïðÿæåíèè è ôóíêöèÿ àâòîìà-
òè÷åñêîé ïîäçàðÿäêè.

Äëÿ èçìåðåíèÿ çàðÿäíîãî òîêà è íàïðÿæå-
íèÿ àêêóìóëÿòîðà ïðèìåíåíà ìèêðîñõåìà
INA219, ïðåäñòàâëÿþùàÿ ñîáîé öèôðîâîé
äàò÷èê òîêà, íàïðÿæåíèÿ è ìîùíîñòè ñ I2C
ñîâìåñòèìûì èíòåðôåéñîì. Ìèêðîñõåìà

Óñòàíîâêà îãðàíè÷åíèÿ òîêà Ñáðîñ âñåõ çíà÷åíèé Ðàçúåì ïèòàíèÿ USB-C
Ðàçúåì àêêóìóëÿòîðà JST-PH Óñòàíîâêà òîêà Âðåìÿ çàðÿäêè

Ñîñòîÿíèå çàðÿäêè

Íàïðÿæåíèå Òîê Åìêîñòü

Ðàçúåì àêêóìóëÿòîðà 2.54 ìì Ðàçúåì ïèòàíèÿ micro USB

Çàðÿäêà Çàðÿäêà çàâåðøåíà

Ðèñóíîê 4. Ðàñïîëîæåíèå è íàçíà÷åíèå ðàçúåìîâ, êíîïîê óïðàâëåíèÿ, îáîçíà÷åíèÿ íà äèñïëåå TinyCharger.

102 ÑÕÅÌÛ

æêó ïîëüçîâàòåëüñêîãî èíòåðôåéñà, èçìåðå- ! Îòêðîéòå Tools è âûáåðèòå ñëåäóþùèå
íèå íàïðÿæåíèÿ è òîêà, êîíòðîëü çàðÿäà àêêó- îïöèè ïëàòû:
ìóëÿòîðà âûïîëíÿåò îäèí ÌÊ ñåðèè
ATtiny25/45/85. # Chip: ATtiny25 èëè ATtiny45 èëè ATtiny85
(â çàâèñèìîñòè îò òîãî, êàêîé ÌÊ âû
Çíà÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ òîêîçàäàþùåãî èñïîëüçóåòå â ñõåìå)
ðåçèñòîðà âûáèðàåòñÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîì ñ
ïîìîùüþ äâóõ ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ ïî íàæà- # Clock: 8 MHz (internal)
òèþ êíîïêè SET. Ìèêðîñõåìà INA219 íåïðå- # Millis/Micros: disabled
ðûâíî èçìåðÿåò çàðÿäíûé òîê è íàïðÿæåíèå è # B.O.D.Level: B.O.D. enabled (2.7V)
ïåðåäàåò çíà÷åíèÿ â ìèêðîêîíòðîëëåð ïî # Îñòàëüíûå îïöèè îñòàâüòå áåç èçìåíåíèé
èíòåðôåéñó I2C. Ïî ïîëó÷åííûì äàííûì ÌÊ ! Ïîäêëþ÷èòå ïðîãðàììàòîð ê ÏÊ è ðàçúåìó
ðàññ÷èòûâàåò óðîâåíü çàðÿäà è åìêîñòü, à âíóòðèñõåìíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ íà
çàòåì îòîáðàæàåò èõ íà OLED äèñïëåå. ïëàòå.

Ïðîòîêîë I2C äëÿ óïðàâëåíèÿ OLED äèñ- ! Ïåðåéäèòå ê Tools -> Programmer è âûáå-
ïëååì ðåàëèçîâàí ìåòîäîì ïðîãðàììíîé ðèòå ñâîé âíóòðèñõåìíûé ïðîãðàììàòîð
ýìóëÿöèè. Àëãîðèòì ñïåöèàëüíî ðàçðàáàòû- (òî åñòü, USBAsp).
âàëñÿ ïîä îãðàíè÷åííûå ðåñóðñû ATtiny10 è
Attiny13, íî äîëæåí ðàáîòàòü è íà íåêîòîðûõ ! Ïåðåéäèòå ê Tools -> Burn Bootloader äëÿ
äðóãèõ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ AVR, âêëþ÷àÿ çàïèñè ôüþçîâ.
ATtiny84. Ôóíêöèè óïðàâëåíèÿ àäàïòèðîâàíû
äëÿ êîíòðîëëåðà OLED äèñïëåÿ SSD1306, íî ! Îòêðîéòå ñêåò÷ TinyCharger è êëèêíèòå
èõ ìîæíî ëåãêî èçìåíèòü äëÿ ðàáîòû ñ äðóãè- Upload.
ìè äèñïëåÿìè. Â öåëÿõ ýêîíîìèè ðåñóðñîâ
ðåàëèçîâàíû òîëüêî íåîáõîäèìûå äëÿ ýòîãî Ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðåäâàðèòåëüíî ñêîì-
ïðîåêòà ôóíêöèè. ïèëèðîâàííîãî hex-ôàéëà

Òî÷íîñòü ðàñ÷åòà âðåìåíè è åìêîñòè ! Óäîñòîâåðüòåñü, ÷òî êîíñîëüíàÿ ïðîãðàì-
àêêóìóëÿòîðà ìà AVRDude [5] óñòàíîâëåíà.

Äëÿ òàêòèðîâàíèÿ ÌÊ è, ñîîòâåòñòâåííî, ! Ïîäêëþ÷èòå ïðîãðàììàòîð ê ÏÊ è ATtiny.
äëÿ ðàñ÷åòà âðåìåíè è åìêîñòè çàðÿæàåìîãî
àêêóìóëÿòîðà èñïîëüçóåòñÿ âíóòðåííèé RC- ! Îòêðîéòå òåðìèíàëüíóþ ïðîãðàììó.
îñöèëëÿòîð, òî÷íîñòü êîòîðîãî ïîñëå çàâîä-
ñêîé êàëèáðîâêè ñîñòàâëÿåò ±10%. Åå ìîæíî ! Ïåðåéäèòå â ïàïêó ñ hex-ôàéëîì.
óëó÷øèòü äî ±2% ñ ïîìîùüþ äîïîëíèòåëü-
íîé ðó÷íîé êàëèáðîâêè èëè ñ ïîìîùüþ ñïå- ! Âûïîëíèòå ñëåäóþùóþ êîìàíäó (ïðè
öèàëüíîãî îòäåëüíîãî óñòðîéñòâà [3]. Îïðå- íåîáõîäèìîñòè çàìåíèòå «usbasp» íà èìÿ
äåëåííîå òàêèì îáðàçîì çíà÷åíèå êàëèáðîâ- òîãî ïðîãðàììàòîðà, êîòîðûé èñïîëüçóåòå
êè (OSCCAL) ìîæíî ïðîïèñàòü â èñõîäíîì âû):
êîäå. Êðîìå òîãî, íà òî÷íîñòü ðàñ÷åòíîãî çíà-
÷åíèå åìêîñòè îêàçûâàåò âëèÿíèå âíóòðåí- avrdude -c usbasp -p t85 -U lfuse:w:0xe2:m
íåå ñîïðîòèâëåíèå çàðÿæàåìîãî àêêóìóëÿòî- -U hfuse:w:0xd5:m -U efuse:w:0xff:m -U
ðà. Èç-çà ýòèõ ôàêòîðîâ îòîáðàæàåìàÿ flash:w:tinycharger.hex
åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà ÿâëÿåòñÿ ïðèáëèçè-
òåëüíûì çíà÷åíèåì. Ðàáîòà ñ óñòðîéñòâîì

Êîìïèëÿöèÿ è çàãðóçêà Ïîäêëþ÷èòå óñòðîéñòâî ïîñðåäñòâîì êàáå-
ëÿ microUSB èëè USB-C ê èñòî÷íèêó ïèòàíèÿ
Ïðè èñïîëüçîâàíèè Arduino IDE 5 Â, ñïîñîáíîìó îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íûé òîê.
Ñ ïîìîùüþ êíîïêè SET óñòàíîâèòå ìàêñè-
! Óäîñòîâåðüòåñü, ÷òî â Arduino IDE óñòàíîâ- ìàëüíûé òîê çàðÿäêè.
ëåíî ÿäðî ATtinyCore [4].
Ñ ñîáëþäåíèåì ïîëÿðíîñòè ïîäêëþ÷èòå
! Ïðîéäèòå Tools -> Board -> ATtinyCore è Li-Ion àêêóìóëÿòîð ê îäíîìó èç ðàçúåìîâ íà
âûáåðèòå ATtiny25/45/85 (No Bootloader). ïëàòå.

Ïðîöåññ çàðÿäêè íà÷íåòñÿ ñðàçó. Âî âðåìÿ
çàðÿäêè êíîïêà SET àâòîìàòè÷åñêè áëîêèðó-
åòñÿ, ÷òîáû ïðåäîòâðàòèòü ñëó÷àéíîå èçìå-
íåíèå çàðÿäíîãî òîêà. Ïðîöåññ çàðÿäêè àâòî-
ìàòè÷åñêè îñòàíàâëèâàåòñÿ ïðè ïîëíîé
çàðÿäêå àêêóìóëÿòîðà. Îáùåå âðåìÿ çàðÿäêè

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 103

è åìêîñòü àêêóìóëÿòîðà îòîáðàæàþòñÿ íà 4. ßäðî ATtinyCore äëÿ Arduino IDE
äèñïëåå äî òåõ ïîð, ïîêà íà óñòðîéñòâî ïîäà- 5. Ïðîãðàììàòîð AVRDude
åòñÿ ïèòàíèå. Çíà÷åíèÿ ìîæíî ñáðîñèòü êíîï-
êîé RESET. ÐË Ìàòåðèàëû ïî òåìå

Ññûëêè 1. Datasheet Microchip ATtiny10
2. Datasheet Microchip Attiny13
1. Ñòðàíèöà ïðîåêòà íà ñàéòå Github 3. Datasheet Microchip ATtiny24/44/84
2. Ïðîåêò â îíëàéí ñðåäå EasyEDA 4. Datasheet Microchip Attiny25/45/85
3. TinyCalibrator – óñòðîéñòâî äëÿ êàëèáðîâêè 5. Datasheet Texas Instruments INA219
6. Datasheet Top Power ASIC TP4056
âñòðîåííûõ îñöèëëÿòîðîâ 8-âûâîäíûõ ìèêðî- 7. Datasheet AOS AO3400
êîíòðîëëåðîâ ATtiny è ñáðîñà Fuse-áèòîâ

Çàãðóçêè

Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà, ïðîåêò ïå÷àòíîé ïëàòû, ñêåò÷, èñõîäíûå êîäû è ôàéë ïðîøèâêè

104 ÑÕÅÌÛ

Àóäèî óñèëèòåëü
êëàññà D

óïðàâëÿåò ýëåêòðîäâèãàòåëåì

John Guy

EDN

ÀÀóäèî óñèëèòåëè êëàññà D îáåñïå÷èâàþò âõîäíûì äèàïàçîíîì IC1. Ïîëíûé ïîâîðîò
ïîòåíöèîìåòðà ïðîòèâ ÷àñîâîé ñòðåëêè óñòà-
äâîéíîå ïðåèìóùåñòâî äëÿ ïîðòàòèâíûõ íàâëèâàåò ìàêñèìàëüíóþ ñêîðîñòü âðàùå-
óñòðîéñòâ ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì (Ðèñó- íèÿ äâèãàòåëÿ â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè.
íîê 1). Îíè óâåëè÷èâàþò âðåìÿ àâòîíîìíîé  ñðåäíåì ïîëîæåíèè ïîòåíöèîìåòðà äâèãà-
ðàáîòû è ðàññåèâàþò ãîðàçäî ìåíüøóþ ìîù- òåëü âûêëþ÷åí, à ïðè ïîâîðîòå äî óïîðà ïî
íîñòü, ÷åì èõ ëèíåéíûå ñîáðàòüÿ. Ýòè îñî- ÷àñîâîé ñòðåëêå äâèãàòåëü âðàùàåòñÿ ñ ìàê-
áåííîñòè äåëàþò óñèëèòåëè êëàññà D èäå- ñèìàëüíîé ñêîðîñòüþ. Õàðàêòåðèñòèêè êîí-
àëüíûìè êàíäèäàòàìè äëÿ óïðàâëåíèÿ ñêî- êðåòíîãî äâèãàòåëÿ ìîãóò ïîçâîëèòü èñêëþ-
ðîñòüþ è íàïðàâëåíèåì íåáîëüøèõ ýëåêòðî- ÷èòü âûõîäíîé ôèëüòð óñèëèòåëÿ, ñîñòîÿùèé
äâèãàòåëåé. èç L1, L2, C1 è C2. Íî, åñëè ñõåìà óïðàâëåíèÿ
íàõîäèòñÿ ðÿäîì ñ äâèãàòåëåì, íåîáõîäèìî
Ñòàíäàðòíàÿ ñõåìà äëÿ àóäèî óñèëèòåëÿ ïîäêëþ÷èòü ôèëüòð, ÷òîáû óìåíüøèòü ýëåê-
êëàññà D (IC1) òðåáóåò ëèøü íåçíà÷èòåëüíûõ òðîìàãíèòíûå ïîìåõè. ÐË
èçìåíåíèé. Âìåñòî îáû÷íîãî àóäèî ñèãíàëà
íà âõîä ïîäàåòñÿ ðåãóëèðóåìîå ïîñòîÿííîå Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íàïðÿæåíèå ñ äâèæêà ïîòåíöèîìåòðà R2.
Ðåçèñòîð R1 ñìåùàåò íàïðÿæåíèå íà ïîòåí- 1. Datasheet Maxim MAX4295
öèîìåòðå â ñîîòâåòñòâèè ñ íåîáõîäèìûì

VCC L1
15 µH
R1 IC1 C1
16.5k MAX4295 L2 1 µF
15 µH
GND C3 1 GND SS 16 C2
1 µF 2 PVCC PVCC 15 1 µF
3 OUT+ OUT– 14
1 R2 4 PGND PGND 13
25k 5 VCC 12
6 VCM GND 11
R3 7 IN FS2 10
100k 8 AOUT FS1 9
SHDN
3
C4
R4 1 µF
100k

C5
100 pF

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà óïðàâëåíèÿ ñêîðîñòüþ âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ ðåàëèçîâàíà ñ
ïîìîùüþ àóäèî óñèëèòåëÿ êëàññà D.

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 105

Ïåðåêëþ÷àòåëü

íà òðèããåðå Øìèòòà

Vladimir Oleynik

EDN

DD-òðèããåð, èíâåðòèðóþùèé âûõîä êîòîðî- áóäåò ëîãè÷åñêèé íîëü. Ïðè âêëþ÷åíèè ïèòà-
íèÿ íàïðÿæåíèå â òî÷êå A íàðàñòàåò îò 0  äî
ãî ñîåäèíåí ñ âõîäîì D, ìîæåò èñïîëüçîâàòü- VCC/2, ïîñêîëüêó R1 = R2, è íàïðÿæåíèå íà
ñÿ êàê ïåðåêëþ÷àòåëü. Íî åñëè â ñõåìå åñòü âûõîäå èíâåðòîðà áóäåò áëèçêèì ê VCC. Êîí-
ëèøíèé èíâåðòîð ñ òðèããåðîì Øìèòòà, òó æå äåíñàòîð C çàðÿæàåòñÿ äî VCC/2. Êíîïêà áåç
çàäà÷ó ìîæíî âûïîëíèòü íà íåì. Ïðè êàæäîì ôèêñàöèè äîëæíà èìåòü íîðìàëüíî ðàç-
íàæàòèè è îòïóñêàíèè êíîïêè, ïîêàçàííîé íà îìêíóòûå (ÍÐ) è íîðìàëüíî çàìêíóòûå (ÍÇ)
Ðèñóíêå 1, ñîñòîÿíèå âûõîäà ñõåìû ìåíÿåò- êîíòàêòû.
ñÿ íà ïðîòèâîïîëîæíîå òîìó, ÷òî áûëî äî åå
íàæàòèÿ. Ïðè ïåðâîì íàæàòèè êíîïêè êîíäåíñàòîð
C áûñòðî çàðÿæàåòñÿ äî VCC, òàê êàê óðîâåíü
VCC ñèãíàëà íà âûõîäå èíâåðòîðà âûñîêèé.
Ïîñëå îòïóñêàíèÿ êíîïêè âûñîêèé óðîâåíü
ÊÍÎÏÊÀ R1 íàïðÿæåíèÿ íà êîíäåíñàòîðå îêàçûâàåòñÿ
ÍÐ ÍÇ 100k ïðèëîæåííûì ê âõîäó èíâåðòîðà. Âûõîäíîé
1/6 CD40106 óðîâåíü, ñîîòâåòñòâåííî, ñòàíåò íèçêèì. Êîí-

14 2 ÂÛÕÎÄ
B
A1

7 ÊÍÎÏÊÀ ÊÍÎÏÊÀ
ÍÀÆÀÒÀ ÍÀÆÀÒÀ
C R2
1000 pF 100k ÂÊËÞ×ÅÍÈÅ ÊÍÎÏÊÀ ÊÍÎÏÊÀ
ÎÒÏÓÙÅÍÀ
A ÏÈÒÀÍÈß ÎÒÏÓÙÅÍÀ

VCC

Ðèñóíîê 1. Ïðîñòîé òðèããåð Øìèòòà VTHIGH t
ìîæåò âûïîëíÿòü ôóíêöèþ ïåðåêëþ÷àòåëÿ. VCC/2
VTLOW
Èñïîëüçîâàòü òðèããåð Øìèòòà ìîæíî ïîòî-
ìó, ÷òî îí èìååò ãèñòåðåçèñ, ãðàíèöû êîòîðî- ÂÛÕÎÄ
ãî VTHIGH è VTLOW ðàñïîëîæåíû ïðèìåðíî ñèì- VCC
ìåòðè÷íî îòíîñèòåëüíî ïîëîâèíû íàïðÿæå-
íèÿ ïèòàíèÿ (VCC/2). Åñëè ñèãíàë óâåëè÷èâà- VTHIGH
åòñÿ îò 0  äî VCC/2, íà âõîäå áóäåò ëîãè÷åñ- VCC/2
êèé íîëü, ïîýòîìó íà âûõîäå èíâåðòîðà áóäåò VTLOW
ëîãè÷åñêàÿ åäèíèöà. Åñëè ñèãíàë óìåíüøà-
åòñÿ îò VCC äî VCC/2, íà âõîäå áóäåò ëîãè÷åñ- t
êàÿ åäèíèöà, ïîýòîìó íà âûõîäå èíâåðòîðà
Ðèñóíîê 2. Ôîðìû ñèãíàëîâ â ðàçëè÷íûõ òî÷-
êàõ ñõåìû.

106 ÑÕÅÌÛ

äåíñàòîð ðàçðÿæàåòñÿ ÷åðåç ðåçèñòîð R2 äî èíâåðòîðîâ ñ òðèããåðàìè Øìèòòà, îäíà ìèê-
íàïðÿæåíèÿ VCC/2. Åñëè íàæàòü êíîïêó âî ðîñõåìà ìîæåò ïîääåðæèâàòü äî øåñòè êíî-
âòîðîé ðàç, êîíäåíñàòîð áûñòðî ðàçðÿäèòñÿ ñ ïîê. CD40106 ìîæíî çàìåíèòü ìèêðîñõåìîé
VCC/2 äî 0 Â, ïîñêîëüêó óðîâåíü ñèãíàëà íà CD4093, â êîòîðîé îáúåäèíåíû ÷åòûðå äâóõ-
âûõîäå èíâåðòîðà íèçêèé. Åñëè îïÿòü îòïóñ- âõîäîâûõ ëîãè÷åñêèõ ýëåìåíòà «È-ÍÅ» ñ òðèã-
òèòü êíîïêó, ðàçðÿæåííûé êîíäåíñàòîð áóäåò ãåðàìè Øìèòòà. Åñëè íåîáõîäèìî, ÷òîáû
øóíòèðîâàòü âõîä èíâåðòîðà, ïîýòîìó íà åãî ñîñòîÿíèå âûõîäà ìåíÿëîñü ïðè íàæàòèè
âûõîäå óñòàíîâèòñÿ âûñîêèé óðîâåíü. Çàòåì êíîïêè, äîñòàòî÷íî ïðîñòî ïîìåíÿòü ìåñòàìè
êîíäåíñàòîð çàðÿæàåòñÿ ÷åðåç ðåçèñòîð R1 åå êîíòàêòû ÍÐ è ÍÇ. ÐË
äî íàïðÿæåíèÿ VCC/2. Ôîðìû ñèãíàëîâ â
ñõåìå ïîêàçàíû íà Ðèñóíêå 2. Ìàòåðèàëû ïî òåìå

Ñõåìà íå÷óâñòâèòåëüíà ê äðåáåçãó êîíòàê- 1. Datasheet Texas Instruments CD4093B
òîâ. Ïîñêîëüêó CD40106 ñîäåðæèò øåñòü 2. Datasheet Texas Instruments CD40106B

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 107

Èñïîëüçîâàíèå

ïðîâîäíèêîâ ïå÷àòíîé ïëàòû
â êà÷åñòâå áàëàíñèðîâî÷íûõ
áàëëàñòíûõ ðåçèñòîðîâ

Tom Bruhns

Electronic Design

 òåõíè÷åñêîì îïèñàíèè ëèíåéíîãî ñòàáè- âûñîêîãî òåìïåðàòóðíîãî êîýôôèöèåíòà
ïå÷àòíûõ ïðîâîäíèêîâ.
ëèçàòîðà íàïðÿæåíèÿ LT3080 â êà÷åñòâå áàë-
ëàñòíûõ ðåçèñòîðîâ ïðåäëàãàåòñÿ èñïîëüçî- 3.8 Â (ìèí.)
âàòü ïðîâîäíèêè ïå÷àòíîé ïëàòû. Õîòÿ ýòîò
ìåòîä õîðîøî ïîäõîäèò äëÿ íèçêîãî íàïðÿ- IN
æåíèÿ ñìåùåíèÿ ìèêðîñõåìû LT3080, åãî
ìîæíî èñïîëüçîâàòü è â äðóãèõ áàëëàñòíûõ U1 R1
ïðèëîæåíèÿõ, íàïðèìåð, äëÿ âêëþ÷àåìûõ LT3080 10m
ïàðàëëåëüíî áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ.
C3 VCNTRL OUT
Ê ïðèìåðó, R1 è R2 íà Ðèñóíêå 1 ìîãóò 1 µF
áûòü êîðîòêèìè îòðåçêàìè ïå÷àòíûõ ïðîâîä- SET
íèêîâ. Íà ïðàêòèêå òàêèå R1 è R2 ìîãóò èìåòü 4.8 Â (ìèí.)
äëèíó ïîðÿäêà 5 ìì è øèðèíó âñåãî íåñêîëü- C1 IN Âûõîä
êî äåñÿòûõ ìèëëèìåòðà. Î÷åâèäíî, ÷òî ýòî 1 µF 3.3 Â
âûãîäíî. U2 R2
LT3080 10m R4
Íèçêîîìíûå òîêîèçìåðèòåëüíûå ðåçèñòî- RÍÀÃÐ
ðû ìîãóò áûòü äîðîãèìè, à èñïîëüçîâàíèå VCNTRL OUT
ìåäè ïå÷àòíîé ïëàòû â êà÷åñòâå ðåçèñòîðîâ C2
òàêæå ýêîíîìèò çàòðàòû íà èõ ìîíòàæ è ïîâû- SET 10 µF
øàåò íàäåæíîñòü ïî ñðàâíåíèþ ñ ïàÿíûìè
ñîåäèíåíèÿìè. Òå æå ïðåèìóùåñòâà ìîæíî R3
ïîëó÷èòü â äðóãèõ êîíñòðóêöèÿõ, òðåáóþùèõ 162k
áàëëàñòíûõ ðåçèñòîðîâ íèçêîãî íîìèíàëà, è
îíè ìîãóò áûòü ïðàêòè÷åñêîé àëüòåðíàòèâîé Ðèñóíîê 1. Õîòÿ ýòà ñõåìà èëëþñòðèðóåò
äèñêðåòíûì êîìïîíåíòàì, äàæå êîãäà äîðîæ- èñïîëüçîâàíèå ìåäíûõ äîðîæåê ïå÷àòíîé
êè ïå÷àòíîé ïëàòû çàíèìàþò çíà÷èòåëüíî ïëàòû â êà÷åñòâå áàëëàñòíûõ ðåçèñòîðîâ
áîëüøóþ ïëîùàäü. äëÿ ëèíåéíîãî ðåãóëÿòîðà íàïðÿæåíèÿ LT3080,
òàêîé ìåòîä ýôôåêòèâåí è â äðóãèõ ïðèëîæå-
Ìåæäó òåì, åñòü åùå îäíî ïðåèìóùåñòâî íèÿõ, òðåáóþùèõ áàëëàñòíûõ ñîïðîòèâëåíèé.
èñïîëüçîâàíèÿ äîðîæåê ïå÷àòíîé ïëàòû, î
êîòîðîì íå óïîìèíàåòñÿ â òåõíè÷åñêîì îïè-
ñàíèè ìèêðîñõåìû LT3080. Ýòî êàñàåòñÿ

108 ÑÕÅÌÛ

Èñïîëüçîâàíèå ìåäíûõ ïðîâîäíèêîâ äëÿ âèëüíîãî ïåðåðàñïðåäåëåíèÿ òîêîâ ìåæäó
èçìåðåíèÿ òîêà ìîæåò áûòü íå î÷åíü õîðîøåé äâóìÿ ðåãóëÿòîðàìè íåîáÿçàòåëüíî ðàçìå-
èäååé, ïîñêîëüêó òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöè- ùàòü èõ áëèçêî äðóã ê äðóãó. Ýòî î÷åâèäíîå
åíò ñîïðîòèâëåíèÿ ìåäè ñîñòàâëÿåò ïî÷òè ïðåèìóùåñòâî ñ òî÷êè çðåíèÿ ðàñïðåäåëåíèÿ
0.4% íà °C, ÷òî âûçûâàåò èçìåíåíèå ïðèìåðíî òåïëà ïî ïëàòå. Îäíàêî çäåñü åñòü òàêæå
íà 10% ïðè óâåëè÷åíèè òåìïåðàòóðû íà 25 °C. äîïîëíèòåëüíîå ïðåèìóùåñòâî, êîòîðîå
ìîæíî ïîëó÷èòü çà ñ÷åò òåìïåðàòóðíîãî êîýô-
Íî, åñëè äëÿ òî÷íûõ èçìåðåíèé ýòî ÿâëÿ- ôèöèåíòà ñîïðîòèâëåíèÿ ìåäíûõ áàëëàñò-
åòñÿ ïðîáëåìîé, äëÿ áàëëàñòíûõ ðåçèñòîðîâ íûõ ðåçèñòîðîâ.
ýòî íà ñàìîì äåëå ïðåèìóùåñòâî, ïîñêîëüêó
ðåçèñòîð, ÷åðåç êîòîðûé ïðîõîäèò íàèáîëü- Âåðîÿòíî, âàñ áîëüøå èíòåðåñóåò òåìïåðà-
øèé òîê, áóäåò íàãðåâàòüñÿ áîëüøå (ïðè óñëî- òóðà ðåãóëÿòîðà, ÷åì ôàêòè÷åñêîå ðàñïðåäå-
âèè îäèíàêîâûõ óñëîâèé îêðóæàþùåé ñðåäû ëåíèå òîêîâ. Ñëåäîâàòåëüíî, ìîæíî ðàçâåñòè
äëÿ âñåõ áàëëàñòíûõ ðåçèñòîðîâ). Ýòîò ñàìî- ïëàòó òàê, ÷òîáû R1 âîñïðèíèìàë ïîâûøåíèå
ðàçîãðåâ óâåëè÷èò ñîïðîòèâëåíèå, òåì òåìïåðàòóðû U1. Êðîìå òîãî, òàêæå ìîæíî
ñàìûì, ñíèæàÿ òîê â ýòîé âåòâè ïî ñðàâíåíèþ çàñòàâèòü R2 èçìåðÿòü òåìïåðàòóðó U2.
ñ âåòâüþ, êîòîðàÿ íå íàãðåâàåòñÿ òàê ñèëüíî.
 ÷àñòíîñòè, íà ìíîãîñëîéíîé ïëàòå
Íàïðèìåð, ïðåäïîëîæèì, ÷òî äâà ðåãóëÿ- ìîæíî ðàçìåñòèòü áàëëàñòíûå ðåçèñòîðû â
òîðà íà Ðèñóíêå 1 èìåþò âûõîäíûå íàïðÿæå- ñëîå íåïîñðåäñòâåííî ïîä ðåãóëÿòîðîì, è
íèÿ, ðàçëè÷àþùèåñÿ íà 2 ìÂ, à òîê íàãðóçêè ïîâûñèòü ÷óâñòâèòåëüíîñòü ìåäíîãî ïðî-
ðàâåí 2 À. Åñëè êàæäîå èç ñîïðîòèâëåíèé R1 âîäíèêà ê ïîâûøåíèþ òåìïåðàòóðû ðåãóëÿ-
è R2 ðàâíî 10.00 ìÎì, ðåãóëÿòîð ñ áîëåå òîðà. Êðîìå òîãî, äîðîæêè áàëëàñòíîãî
âûñîêèì íàïðÿæåíèåì áóäåò âûäàâàòü íà ñîïðîòèâëåíèÿ ìîæíî ñäåëàòü îòíîñèòåëü-
200 ìÀ áîëüøå òîêà, ÷åì ðåãóëÿòîð ñ áîëåå íî áîëüøèìè, ÷òîáû èõ ñàìîðàçîãðåâ áûë
íèçêèì íàïðÿæåíèåì. Íî åñëè ðåçèñòîðû R1 íåáîëüøèì, à ïîâûøåíèå èõ òåìïåðàòóðû
è R2 ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé óçêèå ïîëîñêè ìåäè ïðîèñõîäèëî â îñíîâíîì èç-çà íàãðåâà áëè-
ñ êîýôôèöèåíòîì ñàìîðàçîãðåâà 2.5 °C/ìÂò, æàéøåãî ðåãóëÿòîðà.
èìåþùèå ñîïðîòèâëåíèÿ 10 ìÎì ïðè íîìè-
íàëüíîé ðàáî÷åé òåìïåðàòóðå ïëàòû, ðàç- Òàêèì îáðàçîì, êàê ìîæíî âèäåòü, êîãäà
íîñòü òîêîâ ìåæäó äâóìÿ ðåãóëÿòîðàìè äåëî äîõîäèò äî áàëëàñòèðîâêè, âûñîêèé
ñîñòàâèò ïðèìåðíî 150 ìÀ, ÷òî íà 25% ìåíü- òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëå-
øå, ÷åì ïðè èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå R1 è íèÿ ìåäíûõ ïðîâîäíèêîâ ÿâëÿåòñÿ íå íåäîñ-
R2 òåðìîñòàáèëüíûõ ðåçèñòîðîâ. òàòêîì, à ïðåèìóùåñòâîì. ÐË

 òåõíè÷åñêîì îïèñàíèè íà LT3080 óêàçà- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íî, ÷òî ýòè ðåãóëÿòîðû ìîãóò áûòü ïðîèçâîëü-
íî ðàçáðîñàíû ïî ïå÷àòíîé ïëàòå. Äëÿ ïðà- 1. Datasheet Linear Technology LT3080

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 109

Ïðîñòàÿ ñõåìà

èíäèêàòîðà óðîâíÿ/

îãðàíè÷åíèÿ ñòåðåîñèãíàëà

Steven Hageman

EDN

ÏÏîêàçàííûé íà Ðèñóíêå 1 ïðîñòîé ïèêî- ïðàâûé ñòåðåî âõîä. Âûõîäíîé ñèãíàë ñõåìû
ïîäõîäèò äëÿ óïðàâëåíèÿ øêàëüíûì èíäèêà-
âûé äåòåêòîð áûë ñîçäàí â ðåçóëüòàòå íåîá- òîðîì èëè äëÿ àíàëîãî-öèôðîâîãî ïðåîáðà-
õîäèìîñòè äîïîëíèòü çâóêîâóþ ñèñòåìó ìóëü- çîâàíèÿ è îòîáðàæåíèÿ ñ ïîìîùüþ ìèêðîïðî-
òèìåäèéíîãî ÏÊ èíäèêàòîðîì óðîâíÿ/îãðàíè- öåññîðà. Ñõåìà ðàáîòàåò êàê ñäâîåííûé ïèêî-
÷åíèÿ, ïèòàþùèìñÿ îò îäíîãî èñòî÷íèêà 5 Â. âûé äåòåêòîð ïîëîæèòåëüíûõ ñèãíàëîâ. Ñäâî-
Êîíñòðóêöèÿ óíèêàëüíà òåì, ÷òî ñ ïîìîùüþ åííûé äèîä D1 ñëóæèò äëÿ ïðîïóñêàíèÿ ïîëî-
îäíîãî êîíäåíñàòîðà âûáîðêè ïèêîâûõ çíà÷å- æèòåëüíûõ ïèêîâ è èçîëÿöèè îïåðàöèîííîãî
íèé îíà ïîçâîëÿåò êîíòðîëèðîâàòü îáà ñòåðå- óñèëèòåëÿ îò çàïîìèíàþùåãî êîíäåíñàòîðà
îêàíàëà. Âñå ðåãóëèðîâêè ñõåìû îäíîâðå- C1 äëÿ îòðèöàòåëüíûõ ïèêîâ. Êðîìå òîãî,
ìåííî âîçäåéñòâóþò êàê íà ëåâûé, òàê è íà

5Â
0.1 µF

0.1 µF 3+ 8
IC1A
ÀÓÄÈÎ R4 1
ËÅÂÛÉ 100k LMC662CM

2_ D1
BAV70
4

R3 R2 R1 ÂÛÕÎÄ
49.9k 200k 1k ÏÈÊÎÂÎÃÎ
ÓÐÎÂÍß
+
C1
ÀÓÄÈÎ 5 + IC1B 1 µF
ÏÐÀÂÛÉ LMC662CM
0.1 µF R5 7
100k 6_

Ðèñóíîê 1. Ýòà ïðîñòàÿ ñõåìà îáåñïå÷èâàåò ïèêîâîå äåòåêòèðîâàíèå è èíäè-
êàöèþ îãðàíè÷åíèÿ ñèãíàëà äëÿ ñòåðåîêàíàëîâ ÏÊ.

110 ÑÕÅÌÛ

ïîñêîëüêó äèîäû âêëþ÷åíû ïî ñõåìå «ÈËÈ», ñ.ê.ç. çàæèãàþòñÿ äâà çåëåíûõ ñâåòîäèîäà.
ñõåìà îïðåäåëÿåò òîëüêî íàèáîëüøèå èç Âðåìÿ íàðàñòàíèÿ – ýòî âðåìÿ, çà êîòîðîå
ïèêîâûõ óðîâíåé ñèãíàëà, ïðèõîäÿùèõ ñ ëåâî- ïèêîâûé äåòåêòîð îòðàáàòûâàåò 69% ïèêîâî-
ãî èëè ïðàâîãî âõîäà. Ïîêàçàííûå íà Ðèñóí- ãî çíà÷åíèÿ âõîäíîãî ñèãíàëà, ÷òî ñîîòâå-
êå 1 íîìèíàëû êîìïîíåíòîâ ðàññ÷èòàíû íà òñòâóåò îäíîé ïîñòîÿííîé âðåìåíè. Âðåìÿ
ñòàíäàðòíûå 200-ìèëëèâîëüòîâûå óðîâíè íàðàñòàíèÿ óñòàíàâëèâàåòñÿ ïîñòîÿííîé
âõîäíûõ ñèãíàëîâ, èñïîëüçóåìûå, â ÷àñòíîñ- âðåìåíè R1C1.  ýòîé ñõåìå âðåìÿ íàðàñòà-
òè, íà ëèíåéíîì âõîäå çâóêîâîé êàðòû ÏÊ. Â íèÿ ðàâíî 1 ìñ. Âðåìÿ ñïàäà – ýòî âðåìÿ, çà
çàâèñèìîñòè îò ëè÷íûõ ïðåäïî÷òåíèé èëè êîòîðîå âûõîäíîé ñèãíàë óìåíüøàåòñÿ äî
òî÷íûõ òðåáîâàíèé, âîçìîæíî, ïîíàäîáÿòñÿ 31% îò ñâîåãî ïåðâîíà÷àëüíîãî çíà÷åíèÿ,
äðóãèå ïàðàìåòðû ñõåìû, çíà÷åíèÿ êîòîðûõ ÷òî ñîîòâåòñòâóåò äðóãîé ïîñòîÿííîé âðåìå-
ìîæíî ëåãêî íàñòðîèòü. íè. Ýòî âðåìÿ ðàâíî (R2 + R3)C1 (â ïðåäïîëî-
æåíèè, ÷òî R1 íàìíîãî ìåíüøå R2 + R3). Â äàí-
Êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ äëÿ îáîèõ ñòåðåî- íîì ñëó÷àå âðåìÿ ñïàäà óñòàíîâëåíî ðàâ-
êàíàëîâ ðàâåí 1+R2/R3. Ïðè íîìèíàëàõ êîì- íûì 250 ìñ, ïîñêîëüêó òàêîå çíà÷åíèå îáåñ-
ïîíåíòîâ, ïîêàçàííûõ íà ñõåìå, óñèëåíèå ïå÷èâàåò ïðèÿòíîå âîñïðèÿòèå ñòîëáèêîâîé
ðàâíî 5. Ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè ïîëíîé äèàãðàììû. Íåêîòîðûì ïðèëîæåíèÿì ìîæåò
øêàëû 200 ì ñ.ê.ç. òàêîå óñèëåíèå îáåñïå- ïîòðåáîâàòüñÿ äðóãàÿ ñêîðîñòü îòêëèêà; åå
÷èâàåò âûõîäíîé ñèãíàë ñ óðîâíåì ïðèìåðíî ìîæåòå ëåãêî óñòàíîâèòü, ñëåäóÿ ïðèâåäåí-
1.4 Â. Ýòî çíà÷åíèå óäîáíî äëÿ äàííîãî ïðè- íûì âûøå ðàñ÷åòíûì ôîðìóëàì.ÐË
ëîæåíèÿ, â êîòîðîì äëÿ îòîáðàæåíèÿ îòíîñè-
òåëüíûõ ïèêîâûõ óðîâíåé ñòåðåîêàíàëîâ Ìàòåðèàëû ïî òåìå
èñïîëüçóþòñÿ òðè çåëåíûõ, äâà æåëòûõ è
îäèí êðàñíûé ñâåòîäèîä. Ïðè íîìèíàëüíîì 1. Datasheet Texas Instruments LMC662CM
âõîäíîì íàïðÿæåíèè ïîëíîé øêàëû 200 ìÂ
2. Datasheet Diodes BAV70

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 111

Áûñòðàÿ îöåíêà

äèýëåêòðè÷åñêîé àáñîðáöèè
êîíäåíñàòîðà

Peter Demchenko

EDN

ÄÄèýëåêòðè÷åñêàÿ àáñîðáöèÿ (dielectric Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî ìåòîäîâ îöåíêè
èëè èçìåðåíèÿ çíà÷åíèÿ DA. Äëÿ êëàññè÷åñ-
absorption, DA) èëè îñòàòî÷íàÿ ïîëÿðèçàöèÿ êîãî ïðÿìîãî èçìåðåíèÿ èñïûòûâàåìûé êîí-
äèýëåêòðèêà ÿâëÿåòñÿ êëþ÷åâûì ïàðàìåòðîì äåíñàòîð (capacitor under test, CUT) çàðÿæà-
êîíäåíñàòîðîâ. Åñëè íóæíî îöåíèòü êà÷åñòâî åòñÿ («ïðîïèòûâàåòñÿ»), à çàòåì áûñòðî ðàç-
êîíäåíñàòîðà èëè îïðåäåëèòü òèï äèýëåêòðè- ðÿæàåòñÿ. Íàïðÿæåíèå, êîòîðîå âîññòàíî-
êà, äîñòàòî÷íî ïðîñòî èçìåðèòü åãî DA. Ýòà âèòñÿ íà êîíäåíñàòîðå ïîñëå ïåðèîäà îæèäà-
íåñëîæíàÿ ñõåìà ìîæåò ïîìî÷ü èçáåæàòü íèÿ, – ýòî íàïðÿæåíèå äèýëåêòðè÷åñêîé
òðóäîåìêîé ñòàíäàðòíîé ïðîöåäóðû âûáîðà àáñîðáöèè (dielectric absorption voltage,
êîíäåíñàòîðà ñ ïîäõîäÿùåé DA. Îíà äàæå DAV).). Ñòàíäàðòû òî÷íî ðåãëàìåíòèðóþò
ìîæåò ïîçâîëèòü ëåãêî îòëè÷èòü ïîëèïðîïè- ïðîäîëæèòåëüíîñòü âñåõ ýòàïîâ ýòîãî ïðî-
ëåíîâûå êîíäåíñàòîðû îò ïîëèñòèðîëüíûõ, öåññà, è ïðîöåäóðà çàíèìàåò ìíîãî âðåìåíè.
÷üè çíà÷åíèÿ DA î÷åíü áëèçêè, è äëÿ ýòîãî íå Äðóãîé âàðèàíò – îöåíèòü èñêàæåíèÿ, êîòî-
ïðèäåòñÿ âñêðûâàòü èõ êîðïóñà, ÷òîáû ðûå DA âíîñèò â ðàáîòó RC-èíòåãðàòîðà.
ïîñìîòðåòü, êàêîé äèýëåêòðèê âíóòðè. Ìîæíî òàêæå îöåíèòü èñêàæåíèÿ, êîòîðûå
âûçûâàåò DA â ÷èñòîì ñèíóñîèäàëüíîì ñèã-
E S3 V íàëå íà RC-öåïè. Ñòðîãî ãîâîðÿ, ïîñëåäíèå
R2 C1 äâà ìåòîäà ðàçëè÷àþòñÿ, ãëàâíûì îáðàçîì,
560 èñïîëüçóåìûìè ïðîöåäóðàìè èçìåðåíèÿ.
S2
Ïðèâåäåííûå íèæå ñõåìû ñîîòâåòñòâóþò
S1 òðåáîâàíèÿì êëàññè÷åñêîé ìåòîäèêè èçìå-
ðåíèé. Îíè ìîãóò ïîääåðæèâàòü âðåìÿ èçìå-
R1 R3 ðåíèÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ êëàññè÷åñêîãî ìåòî-
300 20M äà, êîòîðîå äîâîëüíî âåëèêî (ïîðÿäêà ÷àñà),
îäíàêî ýòî âðåìÿ ìîæåò áûòü ñîêðàùåíî äî
CUT íåñêîëüêèõ ñåêóíä èëè ìåíüøå.

Ðèñóíîê 1. Óïðàâëÿÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòüþ Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 ñîäåðæèò äâà ãåðêîíî-
ïåðåêëþ÷åíèÿ ãåðêîíîâûõ ðåëå, ýòà ñõåìà âûõ ðåëå (S1, S2), óïðàâëÿþùèõ çàðÿäîì è
ìîæåò èçìåðÿòü äèýëåêòðè÷åñêóþ àáñîð- ðàçðÿäîì CUT.  íåé òàêæå åñòü ñõåìà
áöèþ òåñòèðóåìîãî êîíäåíñàòîðà. âûáîðêè è õðàíåíèÿ (ãåðêîíîâîå ðåëå S3 è
êîíäåíñàòîð C1), êîòîðàÿ âûïîëíÿåò âûáîðêó
DAV íà êîíäåíñàòîðå C1. Âñå êîíòàêòû ðåëå
ïîêàçàíû ïðè îáåñòî÷åííûõ îáìîòêàõ.

112 ÑÕÅÌÛ

+V

+ D1 D3 D2 S2
C2 S1 D4 S3 Q4

16 CD4060B Q2 Q3

R5 11 Q4 7 CD4023B Q1
100k Q5 5 Q2, Q3: BS170
C3 Q6 4
R4 Q7 6
39k 9 Q8 14
Q9 13
6n8 Q10 15
Q12 1
10 Q13 2
Q14 3
12 R

8

Ðèñóíîê 2. Ñèíõðîíèçàöèé ïåðåêëþ÷åíèÿ ðåëå íà Ðèñóíêå 1 óïðàâëÿåò òàéìåð.

Ðåçèñòîðû R1 è R2 îãðàíè÷èâàþò òîêè çàðÿ- CD4023 çàäàþò ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ñèãíà-
äà è ðàçðÿäà CUT è C1. Îíè äîëæíû áûòü ðàñ- ëîâ, óïðàâëÿþùèõ ïåðåêëþ÷àòåëÿìè (Ðèñó-
ñ÷èòàíû íà ðàáîòó ñ çàðÿäíûì íàïðÿæåíèåì íîê 3).Òðåòèé ýëåìåíò ìèêðîñõåìû CD4023B
E. Ðåçèñòîð R3 íåîáÿçàòåëåí. Åãî ìîæíî äîáà- íå èñïîëüçóåòñÿ, è íà åãî âõîäû äîëæåí áûòü
âèòü â òîì ñëó÷àå, åñëè óòå÷êà ÷åðåç êîðïóñ ïîäàí êàêîé-ëèáî ëîãè÷åñêèé óðîâåíü.
ðåëå S2 äîñòàòî÷íî âûñîêà, ÷òîáû äàâàòü
íåíóëåâûå ïîêàçàíèÿ ïðè îòêëþ÷åííîì CUT, Ïàðû Q1/Q2 è Q1/Q3 îáðàçóþò ñõåìû, ðåà-
òî åñòü, ïðè CUT = 0. ëèçóþùèå ëîãè÷åñêèå ôóíêöèè «A èëè íå B»
è «A è íå B», ñîîòâåòñòâåííî. Ýòî ïîìîãàåò
Ñõåìà âûáîðêè è õðàíåíèÿ óâåëè÷èâàåò óìåíüøèòü îáùåå êîëè÷åñòâî êîìïîíåíòîâ è
äëèòåëüíîñòü âûõîäíîãî èìïóëüñà CUT, ÷òî íå èñïîëüçîâàòü â ýòîé ÷àñòè ñõåìû ðåçèñòî-
óïðîùàåò åãî èññëåäîâàíèå. Îäíàêî, ðû.  ÷àñòíîñòè, Q3 èñïîëüçóåòñÿ ïîòîìó, ÷òî
ïîñêîëüêó âûáîðêà âíîñèò ñèñòåìàòè÷åñêóþ îòïóñêàíèå ðåëå (êàê è âñåõ äðóãèõ ïåðåêëþ-
îøèáêó, ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé íåîáõîäèìî ÷àòåëåé) ïðîèñõîäèò ìåäëåííåå, ÷åì ñðàáà-
êîððåêòèðîâàòü, óìíîæàÿ èõ íà òûâàíèå. Òðàíçèñòîðû Q1 è Q4 äîëæíû èìåòü
êîýôôèöèåíòû ïåðåäà÷è òîêà, äîñòàòî÷íûå
1+ C1 . äëÿ óïðàâëåíèÿ ãåðêîíîâûìè ðåëå; â áîëü-
CUT øèíñòâå ñëó÷àåâ ïîäîéäóò òðàíçèñòîðû
2N3906, BC560 èëè BC327.
Êîíäåíñàòîð C1 äîëæåí èìåòü íèçêóþ óòå÷-
êó è íèçêóþ àáñîðáöèþ. Ýòèì òðåáîâàíèåì Ðàçðÿä Âûáîðêà Ðàçðÿä
ñîîòâåòñòâóåò áîëüøèíñòâî ïîëèïðîïèëåíî- Çàðÿä
âûõ, ïîëèñòèðîëüíûõ èëè êåðàìè÷åñêèõ êîí- Çàðÿä Îæèäàíèå
äåíñàòîðîâ ñ äèýëåêòðèêîì NP0.
Q7
Ñ÷åò÷èê íà Ðèñóíêå 2 óïðàâëÿåò ñèíõðîíè-
çàöèåé ïåðåêëþ÷àòåëåé. Äëÿ ýòîé öåëè Q8
ìîæíî áûëî áû èñïîëüçîâàòü ìèêðîêîíòðîë-
ëåð, íî ñõåìà áûëà âûáðàíà òàêîé, ÷òîáû Q9
èçáåæàòü íåîáõîäèìîñòè â êàêîì-ëèáî ïðî-
ãðàììèðîâàíèè. Q10

Ñõåìà ñèíõðîíèçàöèè ñîñòîèò èç ãåíåðàòî- Ðèñóíîê 3. Âðåìåííàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü,
ðà è äâîè÷íîãî ñ÷åò÷èêà ñî ñêâîçíûì ïåðåíî- ôîðìèðóåìàÿ ñõåìîé íà Ðèñóíêå 2.
ñîì (CD4060B), êîòîðûå âìåñòå ñ äâóìÿ ëîãè-
÷åñêèìè ýëåìåíòàìè «È-ÍÅ» ìèêðîñõåìû

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 113

Âåëè÷èíà íàïðÿæåíèÿ V äîëæíà áûòü äîñ- èëè ïðèáëèçèòåëüíî
òàòî÷íîé äëÿ ðàáîòû ðåëå, íî íå äîëæíà ïðå-
âûøàòü çíà÷åíèé, äîïóñòèìûõ äëÿ ÊÌÎÏ t > 10 ×R1 × CUT,
ëîãèêè (20 Â äëÿ ïðèáîðîâ ñ ñóôôèêñîì «B»)
è ìàêñèìàëüíûõ íàïðÿæåíèé çàòâîð-èñòîê ãäå – R1 ñîïðîòèâëåíèå òîêîîãðàíè÷èâàþùå-
MOSFET. Ðàáî÷èå íàïðÿæåíèÿ îáìîòîê ãåð- ãî ðåçèñòîðà, CUT – åìêîñòü ïðîâåðÿåìîãî
êîíîâûõ ðåëå S1 (îäíîïîëþñíîå íà äâà êîíäåíñàòîðà.
íàïðàâëåíèÿ) è S2/S3 (îáà îäíîïîëþñíûå íà
îäíî íàïðàâëåíèå, íîðìàëüíî ðàçîìêíóòûå) Ñëåäîâàòåëüíî, åñëè t(Q7) ñîñòàâëÿåò
äîëæíû áûòü íà 1 – 2 âîëüòà íèæå íàïðÿæå- 70 ìñ ïðè âðåìåíè ðàçðÿäà t = 35 ìñ è R1 =
íèÿ +V. Ðåëå òàêæå äîëæíû èìåòü íèçêèå = 300 Îì, òî âåðõíèé ïðåäåë äëÿ CUT ðàâåí
óòå÷êè ìåæäó âûâîäàìè. ß îáíàðóæèë ïðî-
áëåìó, êîãäà ñîïðîòèâëåíèå ìåæäó îáìîòêîé CUT < 35 ´10-3 ,
è êîíòàêòàìè áûëî â ïðåäåëàõ íå áîëåå 10 ´ 300
äåñÿòêîâ ÌÎì.
÷òî ñîñòàâëÿåò ïðèáëèçèòåëüíî 12 ìêÔ.
Âðåìÿ öèêëà èçìåðåíèÿ çàâèñèò îò ÷àñòîòû
ãåíåðàòîðà è îò òîãî, êàêèå ÷åòûðå âûõîäà ìèê- DAV, êîòîðîå áóäåò èçìåðÿòüñÿ, ïðèìåðíî
ðîñõåìû CD4060B èñïîëüçóþòñÿ â ñõåìå. (Ýòè ïðîïîðöèîíàëüíî çàðÿäíîìó íàïðÿæåíèþ E,
âûõîäû äîëæíû èäòè â ñòðîãîé ïîñëåäîâà- ïîýòîìó E äîëæíî áûòü äîñòàòî÷íî áîëüøèì,
òåëüíîñòè, ïîýòîìó âûâîäû Q12 – Q14 èñïîëü- ÷òîáû ñäåëàòü DAV çàìåòíûì. Òèïû ðåëå è
çîâàòü íåëüçÿ). Äëÿ ïîêàçàííîé íà ñõåìå ìèê- ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ íà Ðèñóíêå 1
ðîñõåìû CD4060B íàïðÿæåíèå V = 10 Â, à ïåðè- òàêæå äîëæíû âûáèðàòüñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ
îä ñëåäîâàíèÿ èìïóëüñîâ T ðàâåí âåëè÷èíîé E.

T = 2.2 ×R4 × C3 . Íàïðÿìóþ îöåíèòü DAV ìîæíî ñ ïîìîùüþ
ëþáîãî âûñîêîîìíîãî âîëüòìåòðà (âõîäíîå
Òàêèì îáðàçîì, T ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà ñîïðîòèâëåíèå RI > 10 ÌÎì), ïîäêëþ÷åííîãî
7 ìèëëèñåêóíä, ïîýòîìó ïðîäîëæèòåëüíîñòü òàê, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 1. Ïðåäïî÷òè-
öèêëà èçìåðåíèÿ ðàâíà 0.007 × 1024, èëè òåëüíî èñïîëüçîâàòü âîëüòìåòð ñ ðàçðåøåíè-
ïðèáëèçèòåëüíî 7 ñåêóíä. åì íå ìåíåå 4.5 ðàçðÿäîâ, ïîòîìó ÷òî, âîç-
ìîæíî, DAV áóäåò äîâîëüíî ìàëåíüêèì.
Âðåìÿ T íå êðèòè÷íî è ìîæåò áûòü óìåíü- Îäíàêî äëÿ ïîëó÷åíèÿ ñòàáèëüíûõ ïîêàçà-
øåíî â äåñÿòü (èëè áîëåå) ðàç ïóòåì âûáîðà íèé ïîñòîÿííàÿ âðåìåíè âîëüòìåòðà C1 × RI
êîíäåíñàòîðà C1 ìåíüøåé åìêîñòè. Ýòî äîëæíà áûòü íàìíîãî áîëüøå, ÷åì äëèòåëü-
ìîæåò áûòü îñîáåííî óäîáíî ïðè òåñòèðîâà- íîñòü öèêëà t.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ýòî óñëî-
íèè óñòðîéñòâ CUT ñ áîëåå íèçêîé åìêîñòüþ. âèå ìîæåò áûòü òðóäíîâûïîëíèìûì; òîãäà
ëó÷øå èñïîëüçîâàòü íå âîëüòìåòð, à îñöèë-
Ïðèâåäåííûå ñõåìû ìîæíî èñïîëüçîâàòü ëîãðàô.  ñëó÷àå, êîãäà ñðàâíèâàþòñÿ äâà
äëÿ îöåíêè DA êîíäåíñàòîðîâ, åìêîñòè êîòî- êîíäåíñàòîðà îäèíàêîâîé åìêîñòè, îñöèë-
ðûõ íå ñëèøêîì ìàëû (äëÿ íîìèíàëîâ êîì- ëîãðàô òàêæå ìîæåò îáåñïå÷èòü áîëåå
ïîíåíòîâ, ïîêàçàííûõ íà ñõåìå – îò 10 íÔ). íàãëÿäíîå ïðåäñòàâëåíèå èíôîðìàöèè.
Ñóùåñòâóåò òàêæå âåðõíèé ïðåäåë åìêîñòè,
êîòîðóþ ìîæåò ïðîâåðèòü ñõåìà, ïîñêîëüêó Ïðèìåðû èçìåðåíèé, âûïîëíåííûõ ñ
CUT ìîæåò íå óñïåòü ïîëíîñòüþ ðàçðÿäèòü- ïîìîùüþ ýòîé ñõåìû ñ èñïîëüçîâàíèåì
ñÿ, åñëè åãî åìêîñòü ñëèøêîì âåëèêà. îñöèëëîãðàôà âìåñòî âîëüòìåòðà, ïîêàçàíû
íà Ðèñóíêå 4. Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû äëÿ
Âðåìÿ ðàçðÿäà t, êîòîðîå îáåñïå÷èâàåò òðåõ êîíäåíñàòîðîâ îäèíàêîâîé åìêîñòè
ýòà ñõåìà, ñîñòàâëÿåò îäèí ïîëóïåðèîä (CUT = 220 íÔ), íî ñ ðàçëè÷íûìè òèïàìè äèý-
èìïóëüñîâ íà âûõîäå Q7 ñ÷åò÷èêà CD4060. ëåêòðèêîâ – ëàâñàí (PET), ïîëèïðîïè-
Ïîñêîëüêó DA äëÿ áîëüøèíñòâà êîíäåíñàòî- ëåí (PP), è ïîëèñòèðîë (PS). ×óâñòâèòåëü-
ðîâ ñîñòàâëÿåò, â ëó÷øåì ñëó÷àå, íå ìåíåå íîñòü âõîäà îñöèëëîãðàôà áûëà óñòàíîâëå-
0.01%, ìèíèìàëüíîå âðåìÿ ðàçðÿäà (t), íåîá- íà ðàâíîé 10 ìÂ/äåë, à ïàðàìåòðû èçìåðè-
õîäèìîå äëÿ CUT, ìîæíî îöåíèòü, êàê òåëüíîé ñõåìû áûëè ñëåäóþùèìè: E = 100 Â
è C1 = 100 íÔ.
t > R1 × CUT × ln(10000),

114 ÑÕÅÌÛ

Ðèñóíîê 4. Ðåïðåçåíòàòèâíûå èçìåðåíèÿ DA Çàìå÷àíèÿ ïî òåõíèêå áåçîïàñíîñòè
äëÿ òðåõ êîíäåíñàòîðîâ îäèíàêîâîé åìêîñ-
òè íàãëÿäíî äåìîíñòðèðóþò ðàçëè÷èÿ â èõ Èçìåðåíèÿ áóäóò íåïðåðûâíî ïîâòîðÿòü-
òèïàõ äèýëåêòðèêîâ. ñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà ïèòàíèå îñòàåòñÿ âêëþ-
÷åííûì. Ïðè âûêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ CUT áóäåò
Äëÿ ëàâñàíîâîãî êîíäåíñàòîðà àìïëèòóäà ðàçðÿæàòüñÿ ÷åðåç íîðìàëüíî çàìêíóòûå
âûõîäíîãî èìïóëüñà DAV ñîñòàâëÿåò 85 ìÂ, êîíòàêòû ðåëå S1. Îäíàêî âðåìÿ ðàçðÿäà CUT
äëÿ ïîëèïðîïèëåíîâîãî – ïîðÿäêà 18 ìÂ, à çàâèñèò îò åãî åìêîñòè, ïîýòîìó, åñëè è
äëÿ ïîëèñòèðîëüíîãî âñåãî 9 ìÂ. Òàêèì îáðà- åìêîñòü, è çàðÿäíîå íàïðÿæåíèå E äîñòàòî÷-
çîì, ðàçëè÷èå ìåæäó òèïàìè äèýëåêòðèêîâ íî âûñîêè, îáÿçàòåëüíî ñîáëþäàéòå ïðàâèëà
ñîâåðøåííî î÷åâèäíî. áåçîïàñíîñòè ïðè îòêëþ÷åíèè/ïîäêëþ÷åíèè
CUT. Îòêëþ÷àòü ñõåìó ñëåäóåò çàäîëãî äî
Âû÷èñëÿÿ çíà÷åíèå DA êàê DAV/E ñ êîð- òîãî, êàê âàì ïîíàäîáèòñÿ èçâëå÷ü êîíäåíñà-
ðåêöèåé îøèáêè âûáîðêè, ïîëó÷àåì: òîð. Êðîìå òîãî, ïîæàëóéñòà, ñîáëþäàéòå
ïðàâèëüíóþ ïîëÿðíîñòü ýëåêòðîëèòè÷åñêèõ
PET : 0.085 ´ æç1+ 0.1 ÷ö = 0.0012 èëè 0.12%; êîíäåíñàòîðîâ.
100 è 0.22 ø
Ïîñëåäíèå ñîîáðàæåíèÿ
PP : 0.018 ´ æç1+ 0.1 ÷ö = 0.0003 èëè 0.03%;
100 è 0.22 ø Èñïîëüçóÿ íåêîòîðûé çàïàñ êîíäåíñàòî-
ðîâ ñ èçâåñòíûìè çíà÷åíèÿìè åìêîñòè è òèïà-
PS : 0.009 ´ æç1+ 0.1 ö÷ = 0.00013 èëè 0.013%. ìè äèýëåêòðèêîâ, ìîæíî ëåãêî îòêàëèáðî-
100 è 0.22 ø âàòü ñõåìó. Êðîìå òîãî, áûëî áû íåïëîõî ðàñ-
øèðèòü äèàïàçîí ïðîâåðÿåìûõ åìêîñòåé, ñ
Ýòè äàííûå õîðîøî ñîãëàñóþòñÿ ñî çíà÷å- êîòîðîé ìîæåò ðàáîòàòü ñõåìà, ïóòåì èçìå-
íèÿìè, ïðèâîäèìûìè â òåõíè÷åñêîé äîêóìåí- íåíèÿ ÷àñòîòû ãåíåðàòîðà, òî åñòü ïóòåì
òàöèè. èçìåíåíèÿ åìêîñòè êîíäåíñàòîðà C3. Óâåëè-
÷åíèå åìêîñòè C3 äî 100 íÔ (èëè áîëåå) äåëà-
åò ðàáî÷èé öèêë ëåãêî íàáëþäàåìûì, ÷òî
ìîæåò ïîìî÷ü ïðè îòëàäêå â ñëó÷àå âîçíèêíî-
âåíèÿ ïðîáëåìû. È, íàêîíåö, âìåñòî CD4060
ìîæíî èñïîëüçîâàòü ìèêðîñõåìó CD4040 è
äîïîëíèòü ñõåìó ãåíåðàòîðîì.ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

1. Datasheet Texas Instruments CD4023B

2. Datasheet Texas Instruments CD4060B

3. Datasheet Vishay BS170

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 115

Ãðàäèåíòíûé àíàëèçàòîð
àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ

Ìèõàèë Øóñòîâ, ã. Òîìñê

Ãðàäèåíòíûé àíàëèçàòîð àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ ïîçâîëÿåò èíäèöèðîâàòü çíàê èëè ðàâå-
íñòâî íóëþ ãðàäèåíòà âõîäíîãî ñèãíàëà, à òàêæå ýêñòðåìàëüíî âûñîêèå èëè, íàïðîòèâ,
íèçêèå çíà÷åíèÿ ãðàäèåíòîâ.

ÈÈíäèêàòîðû ãðàäèåíòà ïðåäíàçíà÷åíû íèÿ èëè óñêîðåíèÿ òðàíñïîðòíûõ ñðåäñòâ,
óñêîðåíèÿ èëè çàìåäëåíèÿ ôèçè÷åñêèõ, õèìè-
äëÿ èíäèêàöèè îòêëîíåíèÿ êîíòðîëèðóåìîãî ÷åñêèõ, áèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ è èíäèêà-
ñèãíàëà îò ñòàöèîíàðíîãî çíà÷åíèÿ è ïîçâî- öèè âûõîäà êîíòðîëèðóåìûõ ïàðàìåòðîâ çà
ëÿþò ðåãèñòðèðîâàòü èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ïðåäåëû íîðìàëüíûõ çíà÷åíèé. Îäíà èç ïðî-
ïðîòåêàíèÿ ðàçëè÷íûõ ïðîöåññîâ âî âðåìå- ñòûõ êîíñòðóêöèé ãðàäèåíòíîãî àíàëèçàòîðà
íè [1–4]. Òàêèå óñòðîéñòâà ìîãóò áûòü èñïîëü- (èíäèêàòîðà) îïèñàíà ðàíåå â ðàáîòå [4].
çîâàíû äëÿ ðåãèñòðàöèè ïðîöåññîâ òîðìîæå-

DA1.1 R1 R2 C1 R3 +10 Â
10ê 10ê 100í 2.7ê
HL1 R4
5 3 2.7ê
+ R7 HL2
2 2.7ê
DD1.1 HL3
R5 4 – 12 13
100ê 2 R11
UÂÕ C2 2.7ê
R8 R6 DA1.2 HL4
+ 100ê 9+
100ìê 1ê C3
100í 8–

14 DD1.2
54
6

DA1 LM339 C4 14
DD1 CD4077B 100í
R9 R10 R12 DD1
DA1.3 10ê 10ê 2.7ê
7 7

+ 1 DD1.3 HL5
8 10
6– 9

HL1 – Çíàê ãðàäèåíòà «+» DA1.4 13 DD1.4
HL2 – dU/dt = 0 11 12 11
HL3 – Çíàê ãðàäèåíòà «–» 13
HL4 – -dU/dt = max +
HL5 – +dU/dt = max
10 –

Ðèñóíîê 1. Ãðàäèåíòíûé àíàëèçàòîð àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ.

116 ÑÕÅÌÛ

Ãðàäèåíòíûé èíäèêàòîð [4] ïîçâîëÿåò ñàòîðà C3 ïðåâûøàåò íàïðÿæåíèå íà åãî ïðà-
èíäèöèðîâàòü ëèøü çíàê ãðàäèåíòà (ïëþñ âîì âûâîäå, ÷òî äîñòàòî÷íî äëÿ ñðàáàòûâà-
èëè ìèíóñ), ò.å. ëèáî óñêîðåíèå, ëèáî çàìåä- íèÿ êîìïàðàòîðà DA1.1.  ñëó÷àå, åñëè
ëåíèå ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ óðîâíÿ ñèãíàëà â íàïðÿæåíèå íà ëåâîì âûâîäå ïîòåíöèîìåòðà
òó èëè èíóþ ñòîðîíó îòíîñèòåëüíî ñòàöèî- R6 íèæå îòíîñèòåëüíî ïðàâîãî, ñðàáàòûâàåò
íàðíîãî çíà÷åíèÿ. êîìïàðàòîð DA1.2. Ñîîòâåòñòâåííî, ñèãíàëû,
ñíèìàåìûå ñ âûõîäîâ ýòèõ êîìïàðàòîðîâ,
Îïèñûâàåìûé â íàñòîÿùåé ñòàòüå ãðàäè- ïîñòóïàþò íà âõîäû ýëåìåíòîâ «Èñêëþ÷àþ-
åíòíûé àíàëèçàòîð ÿâëÿåòñÿ óñîâåðøåí- ùåå ÈËÈ-ÍÅ» DD1.1 è DD1.2, ê âûõîäàì êîòî-
ñòâîâàíèåì èíäèêàòîðà [4] è ïîçâîëÿåò êîí- ðûõ ïðèñîåäèíåíû ýëåìåíòû èíäèêàöèè –
òðîëèðîâàòü êàê çíàê ãðàäèåíòà, òàê è åãî ñâåòîèçëó÷àþùèå äèîäû HL1–HL3.
ýêñòðåìàëüíûå çíà÷åíèÿ.
Äëÿ ïðîäâèíóòîãî àíàëèçà ñêîðîñòè èçìå-
Ãðàäèåíòíûé àíàëèçàòîð àíàëîãîâûõ íåíèÿ âõîäíîãî ñèãíàëà èñïîëüçóåòñÿ ïîäî-
ñèãíàëîâ, Ðèñóíîê 1, âûïîëíåí íà êîìïàðà- áíàÿ ñõåìà èíäèêàöèè ñ òîé ëèøü ðàçíèöåé,
òîðå DA1 LM339 è ìèêðîñõåìå «Èñêëþ÷àþ- ÷òî ñ äâèæêà ïîòåíöèîìåòðà R6 ñèãíàë ïîñòó-
ùåå ÈËÈ-ÍÅ» DD1 CD4077. Óñòðîéñòâî ðàáî- ïàåò íà âõîä àíàëîãè÷íîãî êàíàëà èíäèêàöèè
òàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Âõîäíîé ñèãíàë – êîìïàðàòîðû DA1.3 è DA1.4 è çàòåì ýëå-
÷åðåç êîíäåíñàòîð C2 ïîñòóïàåò íà âõîä ãðà- ìåíòû DD1.3 è DD1.4.
äèåíòíîãî àíàëèçàòîðà íà ýëåìåíòàõ
DA1.1–DA1.4. RC-öåïî÷êà R6C3 ÿâëÿåòñÿ Òàêèì îáðàçîì, Ðèñóíîê 2, ñâåòîäèîä HL1
ðåãóëèðóåìûì ýëåìåíòîì âðåìåííîé çàäåð- èíäèöèðóåò ïîëîæèòåëüíûé çíàê ãðàäèåíòà
æêè, à åå RC-ïîñòîÿííàÿ çàäàåò èíåðöèîí- âõîäíîãî ñèãíàëà; HL2 – ðàâåíñòâî ãðàäèåíòà
íîñòü óñòðîéñòâà íà ñêîðîñòü èçìåíåíèÿ íóëþ (îòñóòñòâèå ãðàäèåíòà); HL3 – îòðèöà-
âõîäíîãî ñèãíàëà. Â ñòàöèîíàðíîì ðåæèìå òåëüíûé çíàê ãðàäèåíòà; HL4 – ýêñòðåìàëüíîå
ïîòåíöèàëû íà âûâîäàõ ïîòåíöèîìåòðà R6 çíà÷åíèå îòðèöàòåëüíîãî ãðàäèåíòà è HL5 –
ðàâíû ìåæäó ñîáîé, ñëåäîâàòåëüíî, íà âûõî- ýêñòðåìàëüíîå çíà÷åíèå ãðàäèåíòà ïîëîæè-
äàõ êîìïàðàòîðà ïðèñóòñòâóåò íàïðÿæåíèå òåëüíîãî çíàêà. Ïîòåíöèîìåòðîì R6 ìîæíî
íóëåâîãî óðîâíÿ. ïëàâíî ðåãóëèðîâàòü çîíó ðåàêöèè (÷óâñòâè-
òåëüíîñòü) óñòðîéñòâà íà ýêñòðåìàëüíûå çíà-
Ïðè ïîâûøåíèè óðîâíÿ âõîäíîãî ñèãíàëà ÷åíèÿ ãðàäèåíòîâ âõîäíûõ ñèãíàëîâ.
íàïðÿæåíèå íà ëåâîì ïî ñõåìå âûâîäå
ïîòåíöèîìåòðà R6 íà âðåìÿ çàðÿäêè êîíäåí-

UÂÕ(t) t
UÂÕ

dU/dt > 0
HL1

dU/dt = 0
HL2

HL3
dU/dt < 0

-dU/dt = max
HL4

+dU/dt = max
HL5

Ðèñóíîê 2. Óðîâíè ñèãíàëîâ íà âõîäå è âûõîäàõ ãðàäèåíòíîãî àíàëèçàòîðà àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ.

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 117

Äëÿ îáùåé íàñòðîéêè àíàëèçàòîðà íà ñÿ ñèãíàëîâ è ñîáûòèé, ÷òî ïîçâîëèò èíôîð-
íåîáõîäèìóþ ïîëüçîâàòåëþ ÷óâñòâèòåëü- ìèðîâàòü òåõíè÷åñêèé ïåðñîíàë îá èçìåíå-
íîñòü ðåãèñòðàöèè ïàðàëëåëüíî ïîòåíöèî- íèÿõ ðåæèìà ðàáîòû êîíòðîëèðóåìîãî îáîðó-
ìåòðó R6 ìîæíî ïîäêëþ÷èòü ïîäñòðîå÷íûé äîâàíèÿ, îáåñïå÷èòü ñâîåâðåìåííîå âêëþ-
ðåçèñòîð, à òàêæå ïîäîáðàòü åìêîñòü êîíäåí- ÷åíèå àâàðèéíîé ñèãíàëèçàöèè èëè çàùèò-
ñàòîðà C3. Äëÿ ïåðåäà÷è âûõîäíûõ ñèãíàëîâ íûõ óñòðîéñòâ. ÐË
íà èñïîëíèòåëüíûå óñòðîéñòâà âìåñòî ñâåòî-
äèîäîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü îïòðîíû. ×èñëî Ëèòåðàòóðà
ãðàäàöèé ðåãèñòðàöèè óðîâíåé ãðàäèåíòîâ
ìîæíî íàðàñòèòü çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ 1. Øóñòîâ Ì.À. Fast Forward Forum îò æóðíàëà
äîïîëíèòåëüíûõ êîìïàðàòîðîâ, ýëåìåíòîâ «Elektor» íà 27-é Ìåæäóíàðîäíîé âûñòàâêå
«Èñêëþ÷àþùåå ÈËÈ-ÍÅ» è ïðè çàìåíå Electronica 2016, München.
ïîòåíöèîìåòðà R6 íà ðåçèñòèâíóþ ëèíåéêó
äåëèòåëåé íàïðÿæåíèÿ. 2. Shustov M.A., Shustov A.M. Gradient Detector a
new device for the monitoring and control of the
Ãðàäèåíòíûé àíàëèçàòîð ìîæåò áûòü signal deviations // Elektor Electronica Fast
èñïîëüçîâàí äëÿ àíàëèçà ñêîðîñòè ïðîòåêà- Forward Start-Up Guide 2016–2017. – 2017. –
íèÿ ôèçè÷åñêèõ è õèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, P. 44–47.
êîíòðîëÿ ðåæèìû ðàáîòû òåõíè÷åñêîãî è òåõ-
íîëîãè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, â êîíòðîëüíî- 3. Øóñòîâ Ì.À., Øóñòîâ À.Ì. Ãðàäèåíòíûé äåòåê-
èçìåðèòåëüíîé àïïàðàòóðå øèðîêîãî íàçíà- òîð – óñòðîéñòâî äëÿ êîíòðîëÿ îòêëîíåíèÿ
÷åíèÿ, â ñèñòåìàõ àâòîìàòè÷åñêîãî êîíòðîëÿ ñèãíàëà îò íîðìû // Ðàäèîëþáèòåëü. – 2018. –
óñêîðåíèÿ èëè òîðìîæåíèÿ òðàíñïîðòíûõ ¹ 5. – Ñ. 16–17.
ñðåäñòâ. Àíàëèçàòîð ìîæíî òàêæå ïðèìåíÿòü
â ñîñòàâå ñèñòåì îõðàííîãî íàáëþäåíèÿ, 4. Øóñòîâ Ì.À. Äåòåêòîð ïîëÿðíîñòè è ãðàäèåíòà
êîíòðîëÿ è ðåãèñòðàöèè ðåäêî ïîâòîðÿþùèõ- àìïëèòóäû àíàëîãîâîãî ñèãíàëà.

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

1. Datasheet ON Semiconductor LM339
2. Datasheet Texas Instruments CD4077B

118 ÑÕÅÌÛ

Òîêîâàÿ ïåòëÿ 4-20 ìÀ
íå íóæäàåòñÿ

âî âíåøíåì èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ

Shyam Tiwari

EDN

ÂÂ ïðîñòîé ñõåìå íà Ðèñóíêå 1 äëÿ èçìåðå- ëÿ. Óñèëèòåëü õîðîøî ðàáîòàåò â äèàïàçîíå
îò 3 äî 28 Â, ïîýòîìó íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ îò
íèÿ òîêà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç ïåòëþ 4-20 ìÀ, 4 äî 4.5  âïîëíå ïîäõîäèò äëÿ ýòîé ñõåìû.
èñïîëüçóåòñÿ ìàëîïîòðåáëÿþùèé óñèëèòåëü
MAX4073H. Ñõåìà ñ ôèêñèðîâàííûì êîýô- Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå óñèëèòåëÿ ëèíåéíî
ôèöèåíòîì óñèëåíèÿ 100 èçìåðÿåò òîê, èäó- èçìåíÿåòñÿ îò 350 äî 1950 ì ïðè èçìåíåíèè
ùèé ÷åðåç ðåçèñòîð 1 Îì, è íå òðåáóåò äëÿ òîêà ïåòëè îò 4 äî 20 ìÀ. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ
ðàáîòû íè áàòàðåè, íè èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ íà ïîëíîé øêàëå íå
ïîñòîÿííîãî òîêà. Íèçêèé òîê ïîòðåáëåíèÿ õóæå 1% ïðèáîð íå äîëæåí îòáèðàòü îò
óñèëèòåëÿ (0.5 ìÀ) ïîçâîëÿåò ïèòàòü ìèêðîñ- âûõîäíîãî òîêà áîëåå 5 ìêÀ. Ñâåòîäèîä ñëó-
õåìó ÷àñòüþ òîêà, çàáèðàåìîé îò ïåòëè 4- æèò âèçóàëüíûì èíäèêàòîðîì èçìåíåíèÿ
20 ìÀ. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî òîê ïðîòåêàþ- èíòåíñèâíîñòè òîêà â ïåòëå. Åãî îñíîâíîå
ùèé ÷åðåç âûâîä 3 èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ óñèëè- íàçíà÷åíèå ñîñòîèò â òîì, ÷òîáû ïîâûñèòü
òåëÿ (ñ íîìèíàëüíûì çíà÷åíèåì 0.5 ìÀ, êîòî- íàïðÿæåíèå íà òîêîèçìåðèòåëüíîì ðåçèñòî-
ðîå, îäíàêî, ìîæåò íåçíà÷èòåëüíî îòëè÷àòü- ðå ïðèìåðíî íà 1  îòíîñèòåëüíî âûâîäà 2
ñÿ), íå ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ òîêà èçìåðèòåëüíîãî «çåìëè» óñèëèòåëÿ. Ýòî ïîâûøåííîå íàïðÿ-
êîíòóðà. Îí ñîçäàåò îòðèöàòåëüíîå ñìåùå- æåíèå óëó÷øàåò óñòîé÷èâîñòü óñèëèòåëÿ ê
íèå ïðè èçìåðåíèè è íå ÿâëÿåòñÿ ñåðüåçíîé ñèíôàçíûì ïîìåõàì íà òîêîèçìåðèòåëüíîì
ïðîáëåìîé. ×òîáû ñäåëàòü ýòîò òîê ïî÷òè ðåçèñòîðå è ïðåäîòâðàùàåò íàñûùåíèå óñè-
ïîñòîÿííûì, ïîñëåäîâàòåëüíî ñ òîêîèçìåðè- ëèòåëÿ âáëèçè øèí ïèòàíèÿ. ÐË
òåëüíûì ðåçèñòîðîì âêëþ÷åíû ñòàáèëèòðîí
íà 3.3 Â è ñâåòîäèîä, íà êîòîðûõ ïàäàåò Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íàïðÿæåíèå îò 4 äî 4.5 Â, ïðèêëàäûâàåìîå
ìåæäó âûâîäàìè 2 è 3 ìèêðîñõåìû óñèëèòå- 1. Datasheet Maxim MAX4073H

ÈÑÒÎ×ÍÈÊ – 3.5…19.5 ìÀ ÒÎÊÎÂÀß
ÒÎÊÀ 1 ÏÅÒËß
4-20 ìÀ
4-20 ìÀ +
–ÂÛÕÎÄ
3.3 Â LED +ÂÛÕÎÄ

45

3 MAX4073H 2

0.5 ìÀ 1

Ðèñóíîê 1. Ñõåìà èçìåðåíèÿ òîêà ïîëó÷àåò ïèòàíèå îò òîêîâîé ïåòëè 4-20 ìÀ.

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 119

Ñõåìà çàùèòû
îò ïåðåïîëþñîâêè

ñ àâòîìàòè÷åñêèì
èñïðàâëåíèåì ïîëÿðíîñòè

John Guy

EDN

ÎÎáùåé ïðîáëåìîé óñòðîéñòâ ñ áàòàðåé- â êà÷åñòâå äâóõïîëóïåðèîäíîãî âûïðÿìèòå-
ëÿ èñïîëüçóåòñÿ äâóõïîëþñíûé äâóõïîçèöè-
íûì ïèòàíèåì ÿâëÿåòñÿ óãðîçà ïîâðåæäå- îííûé ïåðåêëþ÷àòåëü. Êîãäà áàòàðåÿ âñòàâ-
íèÿ, êîãäà êîíå÷íûé ïîëüçîâàòåëü (íèêîãäà ëÿåòñÿ ñ ñîáëþäåíèåì ïðàâèëüíîé ïîëÿð-
íå èíæåíåð) ïåðåïóòàåò ïîëÿðíîñòü ýëåìåí- íîñòè (êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå), âåðõíèé
òîâ ïèòàíèÿ. Ìîæíî èçáåæàòü ïîâðåæäåíèé, êëþ÷ S1 íàõîäèòñÿ â ñâîåì íîðìàëüíî
âñòàâèâ îäèí äèîä èëè äèîäíûé ìîñò, íî ýòî çàìêíóòîì ñîñòîÿíèè, ïîñêîëüêó íàïðÿæå-
ïðèâîäèò ê ïîòåðå ýíåðãèè è ñíèæåíèþ íèå íà åãî óïðàâëÿþùåì âõîäå èìååò íèçêèé
íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ çà ñ÷åò äîáàâëåíèÿ óðîâåíü. Çàìêíóâøàÿñÿ â ðåçóëüòàòå öåïü
îäíîãî èëè äâóõ ïàäåíèé íàïðÿæåíèÿ íà äèî- ìåæäó âûâîäàìè 2 è 10 îáåñïå÷èâàåò íèçêî-
äàõ ìåæäó áàòàðååé è øèíîé ïèòàíèÿ. îìíûé ïóòü îò áàòàðåè ê êëåììå VCC. È íàî-
Àëüòåðíàòèâíîå ðåøåíèå íå òîëüêî çàùèùà- áîðîò, íèæíèé ïåðåêëþ÷àòåëü S2 çàìûêàåò
åò îò ïîâðåæäåíèÿ, âûçâàííîãî íåïðàâèëü- ñâîé íîðìàëüíî ðàçîìêíóòûé êîíòàêò (íå
íîé óñòàíîâêîé áàòàðåè, íî òàêæå àâòîìàòè- òàê, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå), òàê êàê íàïðÿ-
÷åñêè èñïðàâëÿåò ïîëÿðíîñòü ïîäêëþ÷åíèÿ æåíèå íà åãî óïðàâëÿþùåì âûâîäå èìååò
(Ðèñóíîê 1). Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ ïàäåíèé íàïðÿ- âûñîêèé óðîâåíü. ×åðåç ïóòü, îáðàçîâàâ-
æåíèÿ, âíîñèìûõ äèñêðåòíûìè äèîäàìè, øèéñÿ ìåæäó âûâîäàìè 6 è 7, îòðèöàòåëüíûé
âûâîä áàòàðåè ïîäêëþ÷àåòñÿ ê çåìëå.
ÁÀÒÀÐÅß IC1
1.5 … 5.5 Â 1 10 Âñòðîåííûå â IC1 äèîäû çàùèòû îò ýëåê-
òðîñòàòè÷åñêèõ ðàçðÿäîâ ãàðàíòèðóþò çàïóñê
S1 ñõåìû è äåéñòâóþò êàê äâóõïîëóïåðèîäíûé
29 âûïðÿìèòåëü (Ðèñóíîê 2). Âíóòðåííèå
MOSFET àíàëîãîâîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ âêëþ-
3 GND VCC 8 VCC OUT ÷àþòñÿ, êîãäà íàïðÿæåíèå áàòàðåè ïðåâûøà-
4 7 GND OUT åò 1 Â. Âðåìÿ èõ âêëþ÷åíèÿ ñîñòàâëÿåò ìåíåå
20 íñ, ÷òî ïîçâîëÿåò ñõåìå îáåñïå÷èâàòü íîð-
5 S2 6 ìàëüíóþ ðàáîòó çà ñ÷åò áûñòðîé ïåðåêîììó-
òàöèè âûâîäîâ áàòàðåè ïðè íåïðàâèëüíîé
MAX4636 ïîëÿðíîñòè ïîäêëþ÷åíèÿ. Ñîïðîòèâëåíèå

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà îïðåäåëÿåò ïîëÿðíîñòü
áàòàðåè è áûñòðî ïîäêëþ÷àåò ê íåé íàãðóçêó
èëè ìåíÿåò ìåñòàìè âûâîäû áàòàðåè.

120 ÑÕÅÌÛ

V+ 2.5 Îì (âñåãî 5 Îì). Ïðè ðàáîòå îò äâóõýëå-
ìåíòíîé áàòàðåè (îò 2.4 äî 3 Â) îáùåå ñîïðî-
NO_ COM_ òèâëåíèå ñîñòàâëÿåò 10 Îì. Ìèêðîñõåìà IC1
ðàññ÷èòàíà íà ðàáîòó ñ íàïðÿæåíèÿìè äî
GND 5.5  ïðè òîêàõ äî 30 ìÀ, ÷òî äåëàåò ñõåìó
ïîëåçíîé äëÿ áåñïðîâîäíûõ òåëåôîíîâ,
Ðèñóíîê 2. Âíóòðåííèå äèîäû ýëåêòðîñòà- ïîðòàòèâíîãî àóäèîîáîðóäîâàíèÿ, ïîðòàòèâ-
òè÷åñêîé çàùèòû ìèêðîñõåìû MAX4636. íîé ýëåêòðîíèêè è äðóãèõ ïðèëîæåíèé ñ íèç-
ñõåìû ïðîïîðöèîíàëüíî íàïðÿæåíèþ áàòà- êèì èëè ñðåäíèì ïîòðåáëåíèåì òîêà. Ìèíèà-
ðåè. Êîãäà ñõåìà ðàáîòàåò îò ÷åòûðåõ NiCd, òþðíûé 10-âûâîäíîé êîðïóñ µMAX, â êîòîðîì
NiMH èëè ùåëî÷íûõ ýëåìåíòîâ, ñîïðîòèâëå- âûïóñêàåòñÿ ìèêðîñõåìà, çàíèìàåò íà ïëàòå
íèå êàæäîãî ïëå÷à âûïðÿìèòåëÿ ñîñòàâëÿåò ìåíüøóþ ïëîùàäü, ÷åì ÷åòûðå ñèãíàëüíûõ
äèîäà, ìîíòèðóåìûõ â îòâåðñòèÿ, è ïî÷òè òàê
æå ìàëî ìåñòà, êàê äâà ñäâîåííûõ ñèãíàëü-
íûõ äèîäà â êîðïóñàõ SOT-23.ÐË

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

1. Datasheet Maxim Integrated MAX4636

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 121

Ñõåìà êîððåêöèè
ïîëÿðíîñòè

çàùèùàåò óñòðîéñòâà
ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì

Vladimir Oleynik

EDN

ÂÂ îïóáëèêîâàííîé ðàíåå ñòàòüå îïèñûâà- Êîãäà ïèòàíèå ïîäàíî íà êëåììû A è B
(êëåììà A – ïîëîæèòåëüíàÿ, B – îòðèöàòåëü-
ëàñü ñõåìà çàùèòû îò ïåðåïîëþñîâêè [1], íàÿ), âíóòðåííèé äèîä D1 òðàíçèñòîðà
îáåñïå÷èâàþùàÿ ïðàâèëüíîå ïîäêëþ÷åíèå îòêðûò è îáåñïå÷èâàåò óïðàâëÿþùåå íàïðÿ-
áàòàðåè ê íàãðóçêå íåçàâèñèìî îò îðèåíòà- æåíèå ìåæäó çàòâîðîì è èñòîêîì Q1, îòêðû-
öèè áàòàðåè â äåðæàòåëå. Ñõåìà, îñíîâàííàÿ âàþùåå òðàíçèñòîð. Íèçêîå ñîïðîòèâëåíèå
íà íèçêîâîëüòíîé ÊÌÎÏ ìèêðîñõåìå áûñòðî- îòêðûòîãî MOSFET øóíòèðóåò äèîä D1 è
äåéñòâóþùåãî àíàëîãîâîãî êîììóòàòîðà îáåñïå÷èâàåò ïèòàíèå íàãðóçêè.
MAX4636, ðàáîòàëà, íî èìåëà íåêîòîðûå
íåäîñòàòêè. Ó íåå áûë íåñêîëüêî îãðàíè÷åí- Êîãäà ïîëÿðíîñòü ïîäêëþ÷åíèÿ áàòàðåè
íûé äèàïàçîí íàïðÿæåíèé èñòî÷íèêà ïèòà- ïðîòèâîïîëîæíà, íàïðÿæåíèå ïîäàåòñÿ íà
íèÿ (1.8 – 5.5 Â) è íåìíîãî âûñîêîå âíóòðåí- êëåììû A è B (òåïåðü êëåììà A – îòðèöàòåëü-
íåå ñîïðîòèâëåíèå, ÷òî îãðàíè÷èâàëî åå ïðè- íàÿ, à B – ïîëîæèòåëüíàÿ), è âíóòðåííèé äèîä
ìåíåíèå óñòðîéñòâàìè ñî ñêðîìíûìè òîêàìè D1 òðàíçèñòîðà çàêðûò, ïîýòîìó íàïðÿæåíèå
íàãðóçêè, íå ïðåâûøàþùèìè 30 ìÀ. Ê ñ÷àñ- çàòâîð-èñòîê Q1 ðàâíî íóëþ.  ðåçóëüòàòå
òüþ, òåïåðü ýòè îãðàíè÷åíèÿ ìîæíî ïðåîäî- òðàíçèñòîð Q1 çàêðûò, è òîê â íàãðóçêó íå
ëåòü áëàãîäàðÿ ñóùåñòâåííûì äîñòèæåíèÿì òå÷åò.
â òåõíîëîãèè MOSFET.
D1
Íà Ðèñóíêå 1 ïîêàçàíà ñõåìà çàùèòû
íàãðóçêè îò ïåðåïîëþñîâêè áàòàðåè ñ èñïîëü- A A D2
çîâàíèåì p-êàíàëüíîãî MOSFET. Îáû÷íî, DS Íàãðóçêà
÷òîáû âêëþ÷èòü p-êàíàëüíûé MOSFET, íåîá- =
õîäèìî ïîäàòü ñîîòâåòñòâóþùåå íàïðÿæåíèå Q1 Íàãðóçêà
ìåæäó çàòâîðîì è èñòîêîì (ïîòåíöèàë âûâîäà G B
çàòâîðà äîëæåí áûòü îòðèöàòåëüíûì îòíîñè-
òåëüíî âûâîäà èñòîêà). Ïîêàçàííûé íà Ðèñóí- B
êå 1 p-êàíàëüíûé MOSFET âêëþ÷åí íåìíîãî
ïî-äðóãîìó è ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà çàùèùàåò íàãðóçêó îò
ïåðåïîëþñîâêè áàòàðåè ñ ïîìîùüþ p-êàíàëü-
íîãî MOSFET.

122 ÑÕÅÌÛ

Äðóãèìè ñëîâàìè, p-êàíàëüíûé MOSFET G G
Q1 â ýòîé ñõåìå âåäåò ñåáÿ êàê äèîä (òî åñòü Q1 Q2
êàê âèðòóàëüíûé «D2») ñ î÷åíü íèçêèì ïðÿ-
ìûì ïîðîãîâûì íàïðÿæåíèåì. Àíàëîãè÷íûì SD DS
îáðàçîì ìîæíî èñïîëüçîâàòü n-êàíàëüíûé D1 D2
MOSFET (Ðèñóíîê 2).
+ Ê ÍÀÃÐÓÇÊÅ
–+
–
ÁÀÒ. D3 D4
SD DS
A Íàãðóçêà A Íàãðóçêà Q4
Q3
G = G
Q1 G

DS B
B D2

D1 Ðèñóíîê 3. Ýòà ñõåìà îáåñïå÷èâàåò ïèòàíèå
íàãðóçêè ïðè ëþáîé ïîëÿðíîñòè óñòàíîâêè
Ðèñóíîê 2. Ýòà ñõåìà çàùèùàåò íàãðóçêó îò áàòàðåè.
ïåðåïîëþñîâêè áàòàðåè ñ ïîìîùüþ n-êàíàëü-
íîãî MOSFET. ðåè. Â ðåçóëüòàòå ïðè òàêîé îðèåíòàöèè áàòà-
ðåè òðàíçèñòîðû Q2 è Q3 àêòèâíû è ïîäàþò
Êîãäà êëåììà A ïîëîæèòåëüíà, à êëåììà B íàïðÿæåíèå áàòàðåè íà íàãðóçêó, â òî âðåìÿ
îòðèöàòåëüíà, âíóòðåííèé äèîä D1 ñìåùàåò- êàê Q1 è Q4 îñòàþòñÿ âûêëþ÷åííûìè.
ñÿ â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè, îáåñïå÷èâàÿ
ìåæäó çàòâîðîì è èñòîêîì Q1 óïðàâëÿþùåå Â ñëåäóþùåì ñöåíàðèè áàòàðåÿ óñòàíîâ-
íàïðÿæåíèå, îòêðûâàþùåå òðàíçèñòîð. Íèç- ëåíà â ïðîòèâîïîëîæíîé îðèåíòàöèè. Òåïåðü
êîå ñîïðîòèâëåíèå îòêðûòîãî MOSFET øóí- ê èñòîêó p-êàíàëüíîãî òðàíçèñòîðà Q4 ÷åðåç
òèðóåò äèîä D1 è îáåñïå÷èâàåò ïèòàíèå åãî ïðÿìîñìåùåííûé âíóòðåííèé äèîä D4
íàãðóçêè. ïðèëîæåí ïîëîæèòåëüíûé ïîòåíöèàë. Ïîñ-
êîëüêó çàòâîð Q4 íàõîäèòñÿ ïîä ïîòåíöèàëîì
Êîãäà ïîëÿðíîñòü ïîäêëþ÷åíèÿ áàòàðåè ê îòðèöàòåëüíîé êëåììû áàòàðåè, òðàíçèñòîð
êëåììàì A è B ïðîòèâîïîëîæíà, (êëåììà A – îòêðûò. Âíóòðåííèé äèîä D1 òðàíçèñòîðà Q1
îòðèöàòåëüíàÿ, B – ïîëîæèòåëüíàÿ), âíóò- ñìåùåí â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè, ïîçâîëÿÿ
ðåííèé äèîä D1 ñìåùåí â îáðàòíîì íàïðàâ- èñòîêó n-êàíàëüíîãî MOSFET Q1 ïîäêëþ-
ëåíèè, è íàïðÿæåíèå ìåæäó çàòâîðîì è èñòî- ÷èòüñÿ ê îòðèöàòåëüíîìó êîíòàêòó áàòàðåè. Â
êîì òðàíçèñòîðà ðàâíî íóëþ. MOSFET Q1 òî æå âðåìÿ çàòâîð Q1 èìååò ïîòåíöèàë ïîëî-
çàêðûò, è òîê â íàãðóçêó íå òå÷åò. æèòåëüíîãî êîíòàêòà áàòàðåè, ïîýòîìó Q1
âêëþ÷åí. Ïîñêîëüêó îáà òðàíçèñòîðà Q1 è Q4
Ñõåìû, ïîêàçàííûå íà Ðèñóíêàõ 1 è 2, îòêðûòû, áàòàðåÿ ïîäêëþ÷åíà ê íàãðóçêå, â òî
ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ çàùèòû íàãðóçêè âðåìÿ êàê Q2 è Q3 çàêðûòû.
îò ïåðåïîëþñîâêè áàòàðåè âìåñòî îáû÷íîé
äèîäíîé çàùèòû, íî íå ìîãóò ïèòàòü íàãðóçêó, Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî ýòà êîíñòðóêöèÿ
åñëè áàòàðåÿ óñòàíîâëåíà íåïðàâèëüíî. ïîääåðæèâàåò ôóíêöèþ áåçîïàñíîñòè, îñíî-
âàííóþ íà èñïîëüçîâàíèè âíóòðåííèõ äèîäîâ
Êîãäà áàòàðåÿ óñòàíîâëåíà, êàê ïîêàçàíî MOSFET. Äèîäû òðàíçèñòîðîâ Q1 – Q4 îáðà-
íà Ðèñóíêå 3, ê èñòîêó p-êàíàëüíîãî òðàíçèñ- çóþò ïîëíîìîñòîâîé âûïðÿìèòåëü.  ñëó÷àå
òîðà Q2 ÷åðåç ñìåùåííûé â ïðÿìîì íàïðàâ- ïîâðåæäåíèÿ MOSFET äèîäíûé ìîñò âñå
ëåíèè âíóòðåííèé äèîä D2 ïðèëîæåí ïîëî- ðàâíî ìîæåò âûïðÿìëÿòü âõîäíîå íàïðÿæå-
æèòåëüíûé ïîòåíöèàë. Ïîýòîìó çàòâîð Q2 íèå, òåì ñàìûì, îáåñïå÷èâàÿ ïðàâèëüíóþ
îêàçûâàåòñÿ ïîäêëþ÷åííûì ê îòðèöàòåëüíîé ïîëÿðíîñòü ïèòàíèÿ íàãðóçêè.
êëåììå áàòàðåè, è Q2 îòêðûò. Îòðèöàòåëüíàÿ
êëåììà áàòàðåè ïîäêëþ÷åíà ê èñòîêó n- Äîïîëíåíèå
êàíàëüíîãî òðàíçèñòîðà Q3 ÷åðåç åãî âíóò-
ðåííèé äèîä D3, ñìåùåííûé â ïðÿìîì Ñõåìà, ïîêàçàííàÿ íà Ðèñóíêå 3, ïðåäíàç-
íàïðàâëåíèè.  ýòèõ óñëîâèÿõ Q3 âêëþ÷àåò- íà÷åíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñ îòíîñèòåëüíî
ñÿ, ïîñêîëüêó åãî çàòâîð íàõîäèòñÿ ïîä íèçêèìè íàïðÿæåíèÿìè, íå ïðåâûøàþùèìè
ïîòåíöèàëîì ïîëîæèòåëüíîé êëåììû áàòà- ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìûõ íàïðÿæåíèé

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 123

R1 òîêà.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ çíà÷åíèÿ
íàïðÿæåíèé ñòàáèëèçàöèè ñòàáèëèòðîíîâ
Q1 Q2 D5 – D8 äîëæíû íàõîäèòüñÿ ìåæäó 12 è 13 Â.
D5 D6 Ýòîãî äîñòàòî÷íî, ÷òîáû êàíàëû âêëþ÷åííûõ
MOSFET èìåëè ìèíèìàëüíûå ñîïðîòèâëå-
D1 D2 íèÿ. Ñîïðîòèâëåíèÿ R1 è R2 (R1 = R2 = R)
ìîæíî ðàññ÷èòàòü ñëåäóþùèì îáðàçîì:
+ – Ê ÍÀÃÐÓÇÊÅ
D3 + R = VBATT - RDS _ ON × ILOAD - VZEN ,
– D4 IZEN
ÁÀÒ.
ãäå
Q3 Q4 VBATT – íàïðÿæåíèå áàòàðåè,
D7 D8 RDS-ON – ñîïðîòèâëåíèå ñòîê-èñòîê âêëþ-
÷åííîãî MOSFET,
R2 ILOAD – òîê íàãðóçêè,
VZEN – íàïðÿæåíèå îáðàòíîãî ïðîáîÿ ñòà-
Ðèñóíîê 4. Çàùèòà ïðîìåæóòêîâ çàòâîð- áèëèòðîíà,
èñòîê MOSFET. IZEN – ðàáî÷èé òîê ñòàáèëèòðîíà.ÐË

çàòâîð-èñòîê n- è p-êàíàëüíûõ MOSFET, çíà- Ññûëêè
÷åíèÿ êîòîðûõ îáû÷íî ñîñòàâëÿþò ±15 – 20 Â.
Äëÿ ïðèëîæåíèé, òðåáóþùèõ áîëåå âûñîêèõ 1. John Guy. «Ñõåìà çàùèòû îò ïåðåïîëþñîâêè ñ
íàïðÿæåíèé áàòàðåè, ñõåìó íà Ðèñóíêå 3 ñëå- àâòîìàòè÷åñêèì èñïðàâëåíèåì ïîëÿðíîñòè».
äóåò èçìåíèòü, ÷òîáû çàùèòèòü çàòâîðû ÐàäèîËîöìàí. 2021, 07-08, ñòð. 120.
MOSFET, êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 4.

Äëÿ çàùèòû çàòâîðîâ MOSFET â ñõåìó
äîáàâëåíû ñòàáèëèòðîíû D5 – D8. Ðåçèñòî-
ðû R1 è R2 ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ îãðàíè÷åíèÿ

124 ÑÕÅÌÛ

Ãèñòåðåçèñ ðåëå

îáåñïå÷èâàåò
ôóíêöèþ ïåðåêëþ÷åíèÿ

Larry Stabile

EDN

ÂÂ ýòîé ñòàòüå ìû óâèäèì, êàê ýëåêòðîìå- Ïîäîáíî òðèããåðàì Øìèòòà, ðåëå íåëè-
íåéíû è èìåþò ãèñòåðåçèñ. Çäåñü èñïîëüçî-
õàíè÷åñêèå ðåëå äåìîíñòðèðóþò ãèñòåðåçèñ- âàëîñü îáû÷íîå äâóõïîëþñíîå ðåëå íà äâà
íîå ïîâåäåíèå, óäèâèòåëüíî ïîõîæåå íà ïîâå- íàïðàâëåíèÿ (DPDT) òèïà HK19F â êîðïóñå
äåíèå òâåðäîòåëüíûõ ñõåì òðèããåðà Øìèòòà, DIP ñ ðàáî÷èì íàïðÿæåíèåì 12 Â. Òèïîâîå
è êàê èõ ìîæíî èñïîëüçîâàòü âî ìíîãèõ àíà- íàïðÿæåíèå ñðàáàòûâàíèÿ ðàâíî 7.3 Â
ëîãè÷íûõ ïðèëîæåíèÿõ. Èñòî÷íèêîì âäîõíî- (10 ìÀ), à òèïîâîå íàïðÿæåíèå îòïóñêàíèÿ
âåíèÿ äëÿ ýòîé èäåè ïîñëóæèëà ðàáîòà Âëà- ðàâíî 2.7  (3 ìÀ). Ýòè çíà÷åíèÿ áûëè ïîëó-
äèìèðà Îëåéíèêà «Ïåðåêëþ÷àòåëü íà òðèããå- ÷åíû íà îñíîâàíèè èçìåðåíèÿ äþæèíû ðåëå
ðå Øìèòòà» [1]. Îò÷àñòè îíà òàêæå ñâÿçàíà ñ èëè îêîëî òîãî. Òèïîâîå âðåìÿ âêëþ÷åíèÿ
ïóáëèêàöèÿìè Ýíòîíè Ñìèòà [2, 3, 4]. ýòîãî ðåëå ñîñòàâëÿåò 5 ìñ.

Ñåìà, ïîêàçàííàÿ íà Ðèñóíêå 1, îñíîâàíà Ïðè âêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ ÷åðåç îáìîòêó
íà ýëåêòðîìåõàíè÷åñêîì ïîäõîäå ê ðåàëèçà- ðåëå ïðîòåêàåò òîê ïîäìàãíè÷èâàíèÿ ïîðÿä-
öèè ôóíêöèè ïåðåêëþ÷åíèÿ, èñïîëüçóþùåì â êà 6 ìÀ, îãðàíè÷åííûé ðåçèñòîðîì R1. Äëÿ
êîíñòðóêöèè Îëåéíèêà ðåëå âìåñòî ìèêðî- ñðàáàòûâàíèÿ ðåëå ýòîãî íåäîñòàòî÷íî, ïîý-
ñõåìû òðèããåðà Øìèòòà.

V+
(12 Â)

K1, ãðóïïà 1

R2 R1
200 Îì 1.2 êÎì

C1 + Êíîïêà Öåïè íàãðóçîê
100 ìêÔ (SPDT,
áåç ôèêñàöèè)

K1

HK19F K1, ãðóïïà 2

DPDT
Îáìîòêà 12 Â, 720 Îì (äîñòóïíà äëÿ íàãðóçîê)

Ðèñóíîê 1. Êíîïî÷íûé ïåðåêëþ÷àòåëü.

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 125

òîìó îíî îñòàåòñÿ âêëþ÷åííûì. ×åðåç íîð- íîé äëÿ êîììóòàöèè íàãðóçîê. Îíà îáåñïå÷è-
ìàëüíî çàìêíóòûå êîíòàêòû ïåðâîé ãðóïïû âàåò ôóíêöèþ âêëþ÷åíèÿ/âûêëþ÷åíèÿ ïèòà-
ðåëå K1 íà âåðõíèé ïî ñõåìå êîíåö ðåçèñòîðà íèÿ ïðè ìèíèìàëüíûõ ðàçìåðàõ êîðïóñà.
R2 ïîäàåòñÿ íàïðÿæåíèå 12 Â. Ïðè íàæàòèè
êíîïêè êîíäåíñàòîð C1 ïðèìåðíî çà 60 ìñ Ýòè áàçîâûå ìîäóëè ïåðåêëþ÷àòåëåé
çàðÿæàåòñÿ äî íàïðÿæåíèÿ V+. Ïðè îòïóñêà- ìîæíî âêëþ÷àòü êàñêàäíî äëÿ ðåàëèçàöèè
íèè êíîïêè ÷åðåç îáìîòêó K1 ïðîõîäèò äâîè÷íîãî ñ÷åò÷èêà. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíà
èìïóëüñ òîêà, îáóñëîâëåííûé ðàçðÿäîì êîí- ñõåìà ÷åòûðåõðàçðÿäíîãî ñ÷åò÷èêà. Âõîäíû-
äåíñàòîðà, çàðÿæåííîãî äî 12 Â. Ýòîò ìè ñèãíàëàìè äëÿ íåãî ÿâëÿþòñÿ 12-âîëüòîâûå
èìïóëüñ àêòèâèðóåò ðåëå, êîòîðîå îñòàåòñÿ èìïóëüñû. Ïðè íîìèíàëàõ êîìïîíåíòîâ, ïîêà-
âêëþ÷åííûì è ïîñëå ðàçðÿäà êîíäåíñàòîðà çàííûõ íà Ðèñóíêå 1, ñ÷åò÷èê ìîæåò îòðàáà-
çà ñ÷åò ãèñòåðåçèñà è òîêà ïîäìàãíè÷èâàíèÿ. òûâàòü ñèãíàëû ñ ÷àñòîòîé äî 30 Ãö.
Ïðè âêëþ÷åííîì ðåëå êîíòàêò ãðóïïû 1
çàìêíóò, è âåðõíèé êîíåö ðåçèñòîðà R2 Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî íà Ðèñóíêå 2 ëîãè-
çàçåìëåí. Òàêèì îáðàçîì, ïðè ïîâòîðíîì ÷åñêèå ñâÿçè ìîäóëåé èëëþñòðèðóþòñÿ èçî-
íàæàòèè êíîïêè êîíäåíñàòîð ïîëíîñòüþ ðàç- áðàæåíèÿìè ìàãíèòíûõ ïîëåé îáìîòîê ðåëå
ðÿæàåòñÿ, à ïðè îòïóñêàíèè ýôôåêòèâíî øóí- (ïóíêòèðíûå ëèíèè) êàê ÷àñòè ñèãíàëüíûõ ñâÿ-
òèðóåò îáìîòêó íà çåìëþ, âûêëþ÷àÿ ðåëå. çåé. Ôèçè÷åñêè êàæäîå ðåëå ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ
Îíî îñòàåòñÿ âûêëþ÷åííûì, ïîñêîëüêó òîê äâóõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ ðàçðÿäîâ ñ÷åò÷èêà.
îáìîòêè òåïåðü íèæå ïîðîãà ñðàáàòûâàíèÿ.
Ñ÷åò÷èê èñïûòûâàëñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì
Ïðåèìóùåñòâî ýòîé ñõåìû ñîñòîèò â òîì, ïîñòðîåííîãî íà ðåëå ãåíåðàòîðà, òàêæå ïîêà-
÷òî ñîõðàíåíèå åå ñîñòîÿíèÿ íå òðåáóåò óäåð- çàííîãî íà Ðèñóíêå 2. Ñ òî÷êè çðåíèÿ öèôðî-
æàíèÿ, è, òàêèì îáðàçîì, îñòàâëÿåò îäíó ãðóï- âîé ëîãèêè, ýòî, ïî ñóòè, àâòîêîëåáàòåëüíûé
ïó êîíòàêòîâ ðåëå èçîëèðîâàííîé è ñâîáîä- ãåíåðàòîð, ðåàëèçîâàííûé ñ ïîìîùüþ îäíî-
ãî áóôåðà è ñëåäóþùåãî çà íèì èíâåðòîðà ñ
RC êîíòóðîì îáðàòíîé ñâÿçè. Èñïîëüçîâàíèå

Äâîè÷íûé ñ÷åò÷èê LSB Áèò 1 Áèò 2 MSB
Áèò 0 Áèò 3
Ñâåòîäèîäíûå V+ V+
èíäèêàòîðû V+

Âõîä V+ Ê ñëåä.
ñèãíàëà êàñêàäó

Àâòîêîëåáàòåëüíûé ãåíåðàòîð

R2 V+
100 Îì
(12 Â)
R1 K1
500 Îì
Îáìîòêà 6 Â,

180 Îì K2

Îáìîòêà 12 Â

C1 +
1000 ìêÔ

Ðèñóíîê 2. ×åòûðåõðàçðÿäíûé ñ÷åò÷èê, óïðàâëÿåìûé ïåðåñòðàèâàåìûì àâòîêîëåáàòåëüíûì
ãåíåðàòîðîì.

126 ÑÕÅÌÛ

6-âîëüòîâîãî ðåëå ñ èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ 12  áûòü ïîñòðîåíû äî ýïîõè, êîãäà â êà÷åñòâå
îáåñïå÷èâàåò îòíîñèòåëüíî øèðîêèé äèàïà- àêòèâíûõ èëè ïàññèâíûõ êîììóòàöèîííûõ
çîí ðåãóëèðîâàíèÿ ÷àñòîòû. Áëàãîäàðÿ ïåòëå êîìïîíåíòîâ ñòàëè äîñòóïíûìè ëàìïû, òðàí-
îáðàòíîé ñâÿçè 6-âîëüòîâîå ðåëå íå ïîäâåð- çèñòîðû è ìèêðîñõåìû. ÐË
ãàåòñÿ ïåðåíàïðÿæåíèÿì. Â õîäå èñïûòàíèé
áûëî äîñòèãíóòî ïåðåêðûòèå ïî ÷àñòîòå Ññûëêè
áîëåå 5:1, ïðè ýòîì ñ ïîêàçàííûìè íà Ðèñóí-
êå 1 íîìèíàëàìè êîìïîíåíòîâ äèàïàçîí ÷àñ- 1. Vladimir Oleynik. «Ïåðåêëþ÷àòåëü íà òðèããåðå
òîò ñîñòàâëÿë îò 1.2 Ãö äî 10 Ãö. Øìèòòà». ÐàäèîËîöìàí. 2021, 07-08, ñòð. 106.

Êîíå÷íî æå, äîñòóïíî ìíîæåñòâî òèïîâ 2. Smith, Anthony, "A new and improved latching
ðåëå, è ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî âàðèàíòîâ power switch".
òàêèõ ñõåì. Ïîòåíöèàëüíûìè ïðèëîæåíèÿìè
ìîãóò áûòü ìåòðîíîìû è ÷àñû. Èíòåðåñíîé 3. Anthony Smith. «Âûêëþ÷àòåëü ïèòàíèÿ ñ íóëå-
çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå òî÷íûõ èñòî÷íè- âûì ïîòðåáëåíèåì ìîùíîñòè íà îñíîâå
êîâ ÷àñòîòû ñ èñïîëüçîâàíèåì òîëüêî ðåëå è íåôèêñèðóåìîé êíîïêè»
ïàññèâíûõ êîìïîíåíòîâ. Åùå îäíà çàäà÷à
ñîñòîèò â òîì, ÷òîáû ñïðîåêòèðîâàòü ýòè 4. Smith, Anthony, "Latching power switch uses
ñõåìû òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû îíè ìîãëè áû momentary-action pushbutton".

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

1. Datasheet Ever-way HK19F

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 127

Áåñêîíòàêòíûé êðàí

äëÿ óìûâàëüíèêà

íà îñíîâå äâóõ òàéìåðîâ

Praveen Kr. Agrawal è S. V. Nakhe

EDN

ÁÁåñêîíòàêòíûå êðàíû äëÿ óìûâàëüíèêà, ñìåñèòåëåé äëÿ óìûâàëüíèêîâ èìåþò ðó÷íîå
óïðàâëåíèå, íî èäåÿ, ïðåäñòàâëåííàÿ â ýòîé
ñïîñîáíûå ïîäàâàòü âîäó áåç ðèñêà çàðàæåíèÿ ñòàòüå, îáåñïå÷èâàåò ïðîñòîå è ýêîíîìè÷íîå
èíôåêöèîííûìè çàáîëåâàíèÿìè, ìîãóò ñûã- ðåøåíèå äëÿ ïðåâðàùåíèÿ îáû÷íîãî êðàíà â
ðàòü âàæíóþ ðîëü â áîðüáå ñ âèðóñîì COVID- áåñêîíòàêòíîå óñòðîéñòâî äëÿ ðàçäà÷è âîäû.
19. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ â ìèðå áîëüøèíñòâî

F1

+12 Â DC R3 C3 C4 R4 R5 C5 C6 CN2 ÂÕÎÄ ÂÎÄÛ
CN1 1M 4.7M A S
2 3 13 16 14
1 15 LED1 D5 B ÊÐÀÍ

C7 46 C8 ÝËÅÊÒÐÎ-
10µF U2 10µF ÌÀÃÍÈÒÍÛÉ
5
C4 7 ÊËÀÏÀÍ

R6 5 ñåêóíä C3 10 7 3/6 6
560 12
0.25 Âò Äî 150 ìì
11
D1 R7 1 89
3 1/6
R10 2 D6 R9
560 8 U1
0.25 Âò C9 3.3k Q1
R1
D3 D2 9 4/6 10 R8

LED2

20 ñåêóíä U1 – CD4050
U2 – CD4098
Äî 150 ìì 11 5/6 12 D7 D1, D3 – OSRAM SFH 484
14 6/6 15 R12 D2, D4 – Motorola MRD821
R11 D5 – 1N4002
D6, D7 – 1N4148
D4 5 2/6 4 Q1 – TIP122
C10

LED3

Ðèñóíîê 1.  ýòîì óñòðîéñòâå äëÿ áåñêîíòàêòíîé ïîäà÷è âîäû, îñíîâàííîì íà äâóõ òàéìåðàõ,
èñïîëüçóþòñÿ äâà íåçàâèñèìûõ äàò÷èêà, êîòîðûå ôîðìèðóþò ñèãíàëû âêëþ÷åíèÿ, êîãäà ïðåðûâà-
åòñÿ îïòè÷åñêèé ïóòü ìåæäó ÈÊ èçëó÷àòåëåì è ôîòîäåòåêòîðîì.

128 ÑÕÅÌÛ

Áåñêîíòàêòíîå óïðàâëåíèå êðàíîì òàêæå ìèêðîñõåìû U2 (âûâîäû 6 è 10, ñîîòâåòñòâåí-
ìîæåò ïîìî÷ü ñîêðàòèòü êîëè÷åñòâî âîäû, íî). Âûõîäíûå ñèãíàëû ìóëüòèâèáðàòîðîâ U2
ðàñõîäóåìîé âïóñòóþ âî âðåìÿ ìûòüÿ ðóê, ïîäàþòñÿ íà ïàðû áóôåðîâ ìèêðîñõåìû U1,
ïîñêîëüêó áîëüøèíñòâî ëþäåé, êàê ïðàâèëî, ñîåäèíåííûõ ïàðàëëåëüíî, ÷òîáû îáåñïå-
îñòàâëÿþò âîäîïðîâîäíûé êðàí îòêðûòûì â ÷èòü òîê, íåîáõîäèìûé äëÿ óïðàâëåíèÿ òðàí-
òå÷åíèå âñåãî 20-ñåêóíäíîãî öèêëà, ðåêîìåí- çèñòîðîì âêëþ÷åíèÿ ñîëåíîèäà Q1. Óïðàâëÿ-
äîâàííîãî ìåäèöèíñêèìè âëàñòÿìè. Ýòî ðåøå- þùèå ñèãíàëû ïîäêëþ÷åíû ê áàçå òðàíçèñòî-
íèå íàäåæíî è ëåãêî ðåàëèçóåòñÿ èç îáùåäîñ- ðà ïî ñõåìå «ÈËÈ» ÷åðåç äèîäû D6 è D7. Êîí-
òóïíûõ êîìïîíåíòîâ ñ ìèíèìàëüíûìè èçìå- äåíñàòîðû C1-C6 èñïîëüçóþòñÿ äëÿ ñíèæå-
íåíèÿìè â ñóùåñòâóþùåé êîíñòðóêöèè. íèÿ ïîìåõ îò èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ. Èíäèêàòîðû
LED1, LED2 è LED3 èñïîëüçóþòñÿ â êà÷åñòâå
Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýëåêòðîííîé ÷àñòè ñòàòóñíûõ ñèãíàëîâ âêëþ÷åíèÿ, 5 ñ (âëàæíûé
óñòðîéñòâà ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 1. Â ñõåìå ðåæèì) è 20 ñ (ðåæèì ìûòüÿ). Êîëëåêòîð òðàí-
åñòü äâà íåçàâèñèìûõ äàò÷èêà, êîòîðûå ôîð- çèñòîðà Q1 ñîåäèíåí ñ îäíèì èç êîíòàêòîâ
ìèðóþò ñèãíàëû âêëþ÷åíèÿ, êîãäà ïðåðûâà- ñèëîâîãî ðàçúåìà ñõåìû CN2, âòîðîé êîíòàêò
åòñÿ îïòè÷åñêèé ïóòü ìåæäó èõ ÈÊ èçëó÷àòå- êîòîðîãî ïîäêëþ÷åí ê øèíå +12 V DC.
ëåì è äåòåêòîðîì. Ïåðâûé ñèãíàë âêëþ÷åíèÿ
îòêðûâàåò ïîäà÷ó âîäû íà 5 ñåêóíä, ÷òî äîñ- Êàòóøêà ñîëåíîèäà íîðìàëüíî çàêðûòîãî
òàòî÷íî äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîëüçîâàòåëü ñìî÷èë ïîëóäþéìîâîãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî êëàïàíà
ðóêè. Âòîðîé ñèãíàë ïîääåðæèâàåò ïîäà÷ó S (12  DC, 350 ìÀ) ïîäêëþ÷åíà ê ðàçúåìó
âîäû â òå÷åíèå 20 ñåêóíä, ïîçâîëÿÿ ïîëüçîâà- CN2. (Ïðèîáðåñòè òàêîé êëàïàí ìîæíî ó êîì-
òåëþ òùàòåëüíî âûìûòü è îïîëîñíóòü ðóêè. ïàíèè Adafruit Industries). Êàê ïîêàçàíî íà
Ýòè âðåìåíà ìîæíî ëåãêî èçìåíèòü, â ñîîò- Ðèñóíêå 1, ýòîò óçåë ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäè-
âåòñòâèè ñ ìåñòíûìè òðåáîâàíèÿìè, ïîäî- íåí ñî ñìåñèòåëÿìè óìûâàëüíèêà, òàê ÷òî
áðàâ êîìáèíàöèþ ðåçèñòîðà è êîíäåíñàòîðà òåïåðü ïîòîê âîäû óïðàâëÿåòñÿ ýëåêòðîìàã-
(R3, C7 èëè R4, C8). íèòíûì êëàïàíîì. Äèîä D5 (1N4002) ïîäêëþ-
÷åí ïàðàëëåëüíî êîíòàêòàì ðàçúåìà CN2
 îáåèõ ñõåìàõ äåòåêòîðîâ â êà÷åñòâå äëÿ çàùèòû òðàíçèñòîðà Q1 îò ñêà÷êîâ
ïåðåäàò÷èêîâ èñïîëüçóþòñÿ èíôðàêðàñíûå íàïðÿæåíèÿ ïðîòèâî-ÝÄÑ, âîçíèêàþùèõ ïðè
ñâåòîäèîäû OSRAM SFH 484 (D1, D3) ñ äëè- âûêëþ÷åíèè ñîëåíîèäà.
íîé âîëíû 880 íì. Êðîíøòåéí, óäåðæèâàþ-
ùèé ÈÊ èçëó÷àòåëè, îðèåíòèðîâàí òàê, ÷òîáû Äâà îïòè÷åñêèõ äàò÷èêà (D1-D2 è D3-D4)
èõ óçêèå âûõîäíûå ëó÷è (óãîë ïîëîâèííîé ìîãóò áûòü óäîáíî ðàñïîëîæåíû ðÿäîì ñ óìû-
ìîùíîñòè ±8°) ïîïàäàëè ïðÿìî íà ñîîòâåò- âàëüíèêîì. Êîãäà ïîëüçîâàòåëü ïðîâîäèò
ñòâóþùèå äåòåêòîðû (D2 è D4). ðóêîé âîçëå ñâåòîäèîäà èëè äàò÷èêà è ïðåðû-
âàåò èíôðàêðàñíûé ëó÷ ìåæäó D1 è D2,
Ðåçèñòîðû R6, R10 (560 Îì, ½ Âò) îãðàíè- ñõåìà ôîðìèðóåò ïÿòèñåêóíäíûé èìïóëüñ íà
÷èâàþò ïðÿìûå òîêè ÈÊ èçëó÷àòåëåé íà óðîâ- âûõîäå 6 ìèêðîñõåìû U2, âêëþ÷àÿ òðàíçèñ-
íå ïîðÿäêà 20 ìÀ – äîñòàòî÷íîì äëÿ íàäåæ- òîð Q1, êîòîðûé çàïèòûâàåò êàòóøêó ñîëåíî-
íîé ðàáîòû ïðè ðàññòîÿíèè ìåæäó èçëó÷àòå- èäà S è îòêðûâàåò âîäó íà ïÿòü ñåêóíä. Òî÷íî
ëåì è ïðèåìíèêîì äî 150 ìì. Ñõåìà ðàáîòà- òàê æå, åñëè ïðåðûâàíèå ñâåòîâîãî ëó÷à ïðî-
åò îò îäíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ 12  ñ ôîòî- èñõîäèò ìåæäó D2 è D4, êàòóøêà ñîëåíîèäà
äèîäàìè D2, D4, ñìåùåííûìè â îáðàòíîì áóäåò àêòèâèðîâàíà òðàíçèñòîðîì Q1 äëÿ
íàïðàâëåíèè. Âûõîäû äåòåêòîðîâ (ò.å., âêëþ÷åíèÿ ïîòîêà âîäû íà 20 ñåêóíä, êîòî-
êàòîäíûå âûâîäû) ïîäêëþ÷åíû ê âõîäàì (âû- ðûé ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ çàâåðøåíèÿ
âîäû 3 è 5) ñáîðêè èç øåñòè íåèíâåðòèðóþ- öèêëà ìûòüÿ ðóê â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåäèöèí-
ùèõ áóôåðîâ U1 (CD4050). Âûõîäû ìèêðîñ- ñêèìè ðåêîìåíäàöèÿìè. ÐË
õåìû U1 (âûâîäû 2 è 4) ñîåäèíåíû ñî âõîäà-
ìè ñäâîåííîãî æäóùåãî ìóëüòèâèáðàòîðà U2 Ìàòåðèàëû ïî òåìå
(CD4098), ñêîíôèãóðèðîâàííûìè äëÿ çàïóñ-
êà ïåðåäíèìè ôðîíòàìè èìïóëüñîâ è ðàáîòû 1. Datasheet Texas Instruments CD4050B
â íåïåðåçàïóñêàåìîì ðåæèìå.
2. Datasheet Intersil CD4098B
Ýëåìåíòàìè R3, C7 (1 ÌÎì, 10 ìêÔ) è R4,
C8 (4.7 ÌÎì, 10 ìêÔ) óñòàíàâëèâàþòñÿ ïîñòî- 3. Datasheet OSRAM SFH 484
ÿííûå âðåìåíè, çàäàþùèå äëèòåëüíîñòè
èìïóëüñîâ, âûðàáàòûâàåìûõ íà âûõîäàõ 4. Datasheet Motorola MRD821

5. Datasheet ON Semiconductor TIP122

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 129

Èñòî÷íèê êàëèáðîâî÷íîãî

øóìîâîãî ñèãíàëà ïîâûøàåò
ïîâòîðÿåìîñòü èçìåðåíèé

Roger Griswold

Electronic Design

ÝÝòà ñõåìà óëó÷øàåò âîñïðîèçâîäèìîñòü Ðèñóíêå 1 ñâîäèò ê ìèíèìóìó ýòó íåîïðåäå-
ëåííîñòü â õàðàêòåðèñòèêàõ îáîðóäîâàíèÿ
èçìåðåíèé, îáåñïå÷èâàÿ ýòàëîííûå òî÷êè íà (íî, êîíå÷íî, íå â òåñòèðóåìîì óñòðîéñòâå).
êðèâîé çàâèñèìîñòè øóìà îò ÷àñòîòû â Ñõåìà äåëàåò ýòî, ïðåäîñòàâëÿÿ îïîðíûå
âûõîäíîì ñèãíàëå àíàëèçàòîðà öåïåé. Îíà òî÷êè íà ÷àñòîòíîé õàðàêòåðèñòèêå øóìà â
îñíîâàíà íà ìèêðîñõåìàõ MAX4475, MAX427 âûõîäíîì ñèãíàëå, ôîðìèðóåìîì àíàëèçà-
è MAX4101 êîìïàíèè Maxim. òîðîì öåïåé.

Èçìåðåíèÿ øóìà ìîãóò áûòü ïðîáëåìà- Îáû÷íàÿ óñòàíîâêà äëÿ ïðîâåðêè øóìà
òè÷íûìè. Îíè ÷àñòî äàþò ðàçíûå ðåçóëüòàòû ñîñòîèò èç äâóõêàñêàäíîãî óñèëèòåëÿ, ïîêà-
ïðè êàæäîì èçìåðåíèè, äàæå åñëè â ñõåìå çàííîãî â ïðàâîé ÷àñòè ðèñóíêà. Êàñêàä 1
íè÷åãî íå ìåíÿåòñÿ. Èñïûòàòåëüíàÿ ñõåìà íà

Êàëèáðàòîð Óñèëèòåëü

SW1 Êàñêàä 1 Êàñêàä 2
Ïîç. 1: Óðîâåíü øóìà +5 Â
Ïîç. 2: Êàëèáðîâêà øóìà
+2.5 Â Ïîç. 3: Èçìåðåíèå øóìà +2.5 Â

1

2 + 1 Óçåë A +
MAX4475 2
3 SW2 –
RC RB RA 3 SW1 MAX427 + Ê àíàëèçàòîðó
MAX4101 öåïåé
– –
(âõîä 50 Îì)

–2.5 Â 10M –2.5 Â –5 Â
2.2k
47 µF
Ýêðàí DUT 220

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà óâåëè÷èâàåò ïîâòîðÿåìîñòü èçìåðåíèé øóìà, ïîçâîëÿÿ ïîëüçîâàòåëÿì
îòêàëèáðîâàòü òåñòîâóþ óñòàíîâêó è óñòðàíèòü âëèÿíèå øóìà, ñîçäàâàåìîãî ñàìîé ñõåìîé.

130 ÑÕÅÌÛ

óâåëè÷èâàåò øóì òåñòèðóåìîãî óñòðîéñòâà Òàáëèöà 1. Ñðàâíåíèå èçìåðåííûõ è ðàñ÷åò-
(device under test, DUT) íà 40 äÁ, äåëàÿ øóì, íûõ çíà÷åíèé øóìà
ñâÿçàííûé ñ êàñêàäîì 2, îòíîñèòåëüíî íåçíà-
÷èòåëüíûì. Óñèëèòåëü MAX427 áûë âûáðàí Ñîïðîòèâëåíèå Ðàñ÷åòíûé øóì, Èçìåðåííûé øóì
äëÿ êàñêàäà 1 èç-çà íèçêîãî óðîâíÿ øóìîâ,
êàê íà íèçêèõ, òàê è íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ. Âòî- Ö4kTR (íÂ/ÖÃö) (íÂ/ÖÃö)
ðîé êàñêàä – ýòî áóôåð ñ åäèíè÷íûì óñèëåíè-
åì (MAX4101), îáåñïå÷èâàþùèé àäåêâàòíîå 4 ÌÎì 252 208
óïðàâëåíèå 50-îìíûì âõîäîì àíàëèçàòîðà.
Îí áûë âûáðàí èç-çà íèçêîãî óðîâíÿ øóìà è 1 ÌÎì 129 111
áîëüøîãî âûõîäíîãî òîêà. Âñÿ ñõåìà çàùè-
ùåíà îò ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ çàçåìëåí- 250 êÎì 64.5 68.6
íûì ìåòàëëè÷åñêèì êîðïóñîì.
Áóôåð MAX4475 âûáðàí èç-çà íèçêèõ
Êîíòðîëüíûå òî÷êè ñîçäàþòñÿ ïóòåì ïåðâî- øóìîâ íàïðÿæåíèÿ, à òàêæå èç-çà î÷åíü íèç-
íà÷àëüíîãî çàçåìëåíèÿ âõîäà óñèëèòåëÿ äëÿ êîé ïëîòíîñòè âõîäíîãî òîêîâîãî øóìà
îïðåäåëåíèÿ óðîâíÿ øóìà ñèñòåìû, à çàòåì (0.5 ôÀ/ÖÃö). Ýòî, â ñâîþ î÷åðåäü, ïîçâîëÿåò
ââåäåíèÿ íà âõîä èçâåñòíûõ çíà÷åíèé øóìà. ïîäêëþ÷àòü ê âõîäó áîëüøîé äèàïàçîí íîìè-
Ýòè âõîäû óñèëèòåëåé âûáèðàþòñÿ òðåõïîçè- íàëîâ ðåçèñòîðîâ, ñîõðàíÿÿ ïðè ýòîì ïðåä-
öèîííûìè ïåðåêëþ÷àòåëÿìè SW1 è SW2. ñêàçóåìîå è ïîääàþùååñÿ ðàñ÷åòó íàïðÿæå-
íèå øóìîâ.
 ïîëîæåíèè 1 ïåðåêëþ÷àòåëÿ SW1 àíàëè-
çàòîð öåïåé çà ñ÷åò çàçåìëåíèÿ âõîäà óñèëè- Äëÿ êàëèáðîâêè ñèñòåìû ñíà÷àëà óñòàíî-
òåëÿ èçìåðÿåò ñîáñòâåííûå øóìû òåñòîâîé âèòå ïåðåêëþ÷àòåëü SW1 â ïîëîæåíèå 2.
óñòàíîâêè. Ïîçèöèÿ 2 ïîäêëþ÷àåò êàëèáðàòîð Óñòàíîâèòå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ R,
øóìà (èñòî÷íèê ñ èçâåñòíûìè óðîâíÿìè óðîâíè øóìà êîòîðûõ íàõîäÿòñÿ â äèàïàçîíå
øóìà), à â ïîçèöèè 3 ïîäêëþ÷àåòñÿ DUT äëÿ îæèäàåìûõ çíà÷åíèé äëÿ DUT, è èçìåðüòå èõ
èçìåðåíèé ïîñëå âûïîëíåíèÿ êàëèáðîâîê. øóìû, âûáèðàÿ ñîîòâåòñòâóþùèé ðåçèñòîð ñ
ïîìîùüþ ïåðåêëþ÷àòåëÿ SW2. Ðàçäåëèòå
Êàëèáðàòîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìàëîøó- çíà÷åíèÿ øóìîâ, èçìåðåííûõ àíàëèçàòîðîì,
ìÿùèé áóôåð, âõîä êîòîðîãî ÷åðåç SW2 ïîä- íà êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ Êàñêàäà 1, ÷òîáû
êëþ÷àåòñÿ ê èñòî÷íèêàì êàëèáðîâî÷íîãî ïîëó÷èòü èñòèííóþ âåëè÷èíó øóìà â óçëå A.
øóìà – ïëåíî÷íûì ðåçèñòîðàì RA – RC, òåï- Êîãäà ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ñîâïàäóò ñ ðàñ-
ëîâîé øóì êîòîðûõ ìîæíî ðàññ÷èòàòü ñ ÷åòíûìè âåëè÷èíàìè, óñòàíîâêà áóäåò ãîòîâà
ïîìîùüþ ôîðìóëû: ê ïðîâåäåíèþ èçìåðåíèé. Â Òàáëèöå 1 ðàñ-
ñ÷èòàííûå çíà÷åíèÿ øóìà ñðàâíèâàþòñÿ ñ
Øóì = 4kTR, èçìåðåííûìè íà ïðèìåðå òðåõ íîìèíàëîâ
ðåçèñòîðà.
ãäå
k = 1.38 × 10–23 Äæ/K – ïîñòîÿííàÿ Äëÿ âûïîëíåíèÿ èçìåðåíèé ïîäêëþ÷èòå
Áîëüöìàíà, DUT, ïåðåâåäÿ SW1 â ïîëîæåíèå 3. RC ôèëüòð
10 ÌÎì/47 ìêÔ áëîêèðóåò ïîñòîÿííóþ ñîñòàâ-
T – òåìïåðàòóðà (300 °K), ëÿþùóþ ñèãíàëà íà íèçêîèìïåäàíñíîì âûõî-
äå DUT. ÐË
R – ñîïðîòèâëåíèå.
Ìàòåðèàëû ïî òåìå

1. Datasheet Maxim MAX4101

2. Datasheet Maxim MAX427

3. Datasheet Maxim MAX4475

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 131

«Èíòåëëåêòóàëüíîå»

çàðÿäíîå óñòðîéñòâî

ïðåäîòâðàùàåò ïîâðåæäåíèå
NiCd áàòàðåé

Joseph Diecidue

Electronic Design

ÏÏðè ïîïûòêå «áûñòðî» çàðÿäèòü íèêåëü- Êîãäà áàòàðåÿ ïîëíîñòüþ çàðÿæàåòñÿ, âûñî-
êèé çàðÿäíûé òîê ïîâûøàåò êàê âíóòðåííåå
êàäìèåâûé (NiCd) ýëåìåíò èëè àêêóìóëÿòîð- äàâëåíèå, òàê è òåìïåðàòóðó ýëåìåíòà, ÷òî
íóþ áàòàðåþ ñëåäóåò ïðîÿâëÿòü îñòîðîæ- ìîæåò áûñòðî âûâåñòè áàòàðåþ èç ñòðîÿ èëè
íîñòü, êîãäà ïëîòíîñòü òîêà ïðèáëèæàåòñÿ ðàçðóøèòü åå.
ê òðåòè åãî åìêîñòè (C/3) èëè ïðåâûøàåò åå.

ICH C/3 = 250 ìÀ
0 °C 250 ìÀ
ICH
TDIFF = TB – TA
TDIFF 0 ìÀ
10 °C 0 ìÀ 10 °C
0 °C

(à) ICH = (–25 ìÀ/°C) × TDIFF + 250 ìÀ Ðàñ÷åòíàÿ ôîðìóëà äëÿ ñèñòåìû

VDIFF = VB – VA VSET
2.5 Â
Äàò÷èê ðàçíîñòè òåìïåðàòóð Ïðåîáðàçîâàòåëü ðàçíîñòè Ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèÿ
â çàðÿäíûé òîê
íàïðÿæåíèé â íàïðÿæåíèå
ICH
0 °C VDIFF 0 °C 10 °C VSET C/3 = 250 ìÀ
TDIFF = TB – TA 0 TDIFF 0 ì 2.5  250 ìÀ ICH

10 °C –20 ì –20 ì 0 0 0 ìÀ VSET 0 ìÀ
VDIFF 0Â 0V 2.5 Â
–20 ìÂ

VDIFF = VB – VA = (–2 ìÂ/°C) × (TB – TA) VSET = +125 × (VB – VA) + 2.5  ICH = (100 ìÂ/ìÀ) × VSET

Ôîðìóëà äëÿ äàò÷èêà ðàçíîñòè òåìïåðàòóð Ôîðìóëà äëÿ óçëà îáðàáîòêè ñèãíàëîâ Ôîðìóëà äëÿ õàðàêòåðèñòè÷åñêîé

ôóíêöèè ïðåîáðàçîâàòåëÿ

(á) (â) (ã)

Ðèñóíîê 1. Ýòè ãðàôèêè è ôîðìóëû, èëëþñòðèðóþùèå ðàáîòó ñõåìû çàùèòû àêêóìóëÿòîðà, âêëþ-
÷àþò îáùóþ êîíñòðóêöèþ (à), ñõåìó äàò÷èêà òåìïåðàòóðû (á), ïðåîáðàçîâàòåëü äèôôåðåíöè-
àëüíîãî íàïðÿæåíèÿ â íåñèììåòðè÷íîå (â) è ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèÿ â çàðÿäíûé òîê (ã).

132 ÑÕÅÌÛ

Îäèí èç ñïîñîáîâ èçáåæàòü ïîâðåæäåíèé äâå ñîîòâåòñòâóþùèå òåìïåðàòóðû TB è TA,
– ýòî êîíòðîëèðîâàòü ðàçíîñòü òåìïåðàòóð èñïîëüçóÿ â êà÷åñòâå äàò÷èêîâ äâà ïîäîáðàí-
(TDIFF) ìåæäó òåìïåðàòóðîé ïîâåðõíîñòè áàòà- íûõ ïî õàðàêòåðèñòèêàì íåäîðîãèõ êðåìíèå-
ðåè (TB) è îêðóæàþùåé ñðåäîé (TA) è ïðîïîð- âûõ äèîäà.
öèîíàëüíî óìåíüøàòü çàðÿäíûé òîê (ICH) ïî
ìåðå óâåëè÷åíèÿ ðàçíîñòè òåìïåðàòóð. Ðàçó- Âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ äàò÷èêîâ VB è VA
ìååòñÿ, íåîáõîäèìî óáåäèòüñÿ, ÷òî äàò÷èê, ïîäàþòñÿ íà âõîäû äèôôåðåíöèàëüíîãî óñè-
êîíòðîëèðóþùèé òåìïåðàòóðó îêðóæàþùåé ëèòåëÿ, êîòîðûé âû÷èòàåò, ìàñøòàáèðóåò è
ñðåäû, ïðèêðåïëåí ê òàêîìó ìåñòó êîíñòðóê- ñìåùàåò èõ, âûðàáàòûâàÿ íåñèììåòðè÷íîå
öèè, êîòîðîå ïðèáëèçèòåëüíî ñîîòâåòñòâóåò óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå VSET, îáðàòíî ïðî-
òåïëîâîé ìàññå áàòàðåéíîãî áëîêà.  ïðî- ïîðöèîíàëüíîå âåëè÷èíå TDIFF. Íàêîíåö,
òèâíîì ñëó÷àå ðàçíèöà, îáóñëîâëåííàÿ âîç- ñèëüíîòî÷íûé ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèÿ
íèêàþùèìè òåïëîâûìè çàäåðæêàìè, îòðèöà- â òîê îáåñïå÷èâàåò íåîáõîäèìûé çàðÿäíûé
òåëüíî ñêàæåòñÿ íà ðåçóëüòàòàõ. òîê ICH, ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíûé VSET.

Ðàññìîòðèì ïðèìåð êîíñòðóêöèè, êîòîðàÿ Èç Ðèñóíêà 1 âèäíî, ÷òî ïðè TDIFF = 0 °C
äîëæíà ïðåîáðàçîâûâàòü ðàçíîñòü òåìïåðà- (VDIFF = 0 Â) óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå VSET,
òóð â äèàïàçîíå îò 0 °C äî 10 °C â çàðÿäíûé ðàâíîå 2.5 Â, óñòàíàâëèâàåò ìàêñèìàëüíûé
òîê, ïðîïîðöèîíàëüíî óìåíüøàþùèéñÿ îò çàðÿäíûé òîê 250 ìÀ. Êîãäà TDIFFF ïîâûøàåò-
C/3 äî 0 À. Åñëè çíà÷åíèå C ðàâíî 750 ìÀ, òî ñÿ äî 10 °C (VDIFF = –20 ìÂ), VSET ëèíåéíî ñíè-
C/3 ðàâíî 250 ìÀ, è âûðàæåíèå, îïèñûâàþ- æàåòñÿ äî 0 Â, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ICH ïàäàåò
ùåå ýòó ëèíåéíóþ ñèñòåìó, èìååò âèä: äî 0 è çàðÿäêà ïðåêðàùàåòñÿ. Ïðîåêòèðîâà-
íèå íà÷èíàåòñÿ ñ íàïèñàíèÿ òðåõ ëèíåéíûõ
ICH = æç - 25 ìÀ ÷ö TDIFF + 250 ìÀ . (1) óðàâíåíèé, îïèñûâàþùèõ êàæäûé èç ãðàôè-
è °C ø ÷åñêè èçîáðàæåííûõ ýëåìåíòîâ ñõåìû. Äâà
íàïðÿæåíèÿ ñ äèîäíûõ äàò÷èêîâ òåìïåðàòó-
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü, ïðåîáðàçîâàíèé, ðû (Ðèñóíîê 2) ïîäàþòñÿ íà âõîäû ñòàíäàðò-
ðåàëèçóþùèõ ôóíêöèþ, ñîîòâåòñòâóþùóþ íîãî äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ (IC1),
Ôîðìóëå 1, ïðåäñòàâëåíà íà Ðèñóíêå 1. Íà êîòîðûé äëÿ ïîëó÷åíèÿ äèôôåðåíöèàëüíîãî
íåì ïîêàçàíû: äàò÷èê òåìïåðàòóðû (Ðèñóíîê íàïðÿæåíèÿ VDIFF âû÷èòàåò íàïðÿæåíèå äàò-
1á), ïðåîáðàçîâàòåëü ðàçíîñòè íàïðÿæåíèé â ÷èêà VA = (–2 ìÂ/°C)TA + 670 ì èç VB =
íåñèììåòðè÷íîå íàïðÿæåíèå (Ðèñóíîê 1â) è = (–2 ìÂ/°C)TB + 670 ìÂ:
ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæåíèÿ â çàðÿäíûé òîê
(Ðèñóíîê 1ã). Ñõåìà èíäèâèäóàëüíî èçìåðÿåò VDIFF = VB - VA = - 2 ì (TB - TA ). (2)
°C

R1 VA R mR V+
4.3k ±5% 11k ±1% 1.37M ±1%

+5  Äàò÷èê 1N914 +5  +5  +
TA îêðóæàþùåé 1N914 NiCd
òåìïåðàòóðû OPA340 OPA340
+5 Â Q1 – àêêóìóëÿòîð
R2 R 2– 7 6 3+ 7 ICH
TB 4.3k ±5% 11k ±1%
VB IC1 IC3 6 VCE
+5 Â VCC 2N3053
IC2 2 3+ 4 2– 4

Äàò÷èê mR
òåìïåðàòóðû 1.37M ±1%

áàòàðåè REF-03 6 VREF + RSET
4 10, 1 Âò
+ VSET

–VREF = 2.500 Â –
VSET
= (–0.25 Â/°C) × (TB – TA) + 2.5 Â

Ðèñóíîê 2. Âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ äèîäíûõ äàò÷èêîâ òåìïåðàòóðû ïîäàþòñÿ íà ñòàíäàðòíûé
äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü, âûäàþùèé, â ñâîþ î÷åðåäü, ðàçíîñòíîå íàïðÿæåíèå, êîòîðîå
áóäåò èçìåíÿòüñÿ îò –20 Â äî 0 Â ïðè ïîâûøåíèè ðàçíîñòè òåìïåðàòóð îò 0 °C äî 10 °C.

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 133

 äîïîëíåíèå ê âû÷èòàíèþ, îïèñàííîìó VREF çàäàåòñÿ ìèêðîñõåìîé IC2 èñòî÷íèêà
Ôîðìóëîé 2, IC1 âûïîëíÿåò óñèëåíèå äèô- îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ (REF-03), ôîðìèðóþ-
ôåðåíöèàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ VDIFF â 125 ðàç è ùåé òî÷íîå íàïðÿæåíèå 2.50 Â.
äîáàâëÿåò ê âûõîäíîìó ñèãíàëó ñìåùåíèå
+2.5 Â. Ìàòåìàòè÷åñêîå ïðåäñòàâëåíèå ýòèõ Êîíñòðóèðîâàíèå ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿ-
îïåðàöèé âûãëÿäèò òàê: æåíèÿ â çàðÿäíûé òîê íà÷èíàåòñÿ ñ ôîðìóëû
ïðîïîðöèîíàëüíîé çàâèñèìîñòè ICH îò VSET:

VSET = ADIFF (V(+) - V(-) ) + VREF. (3) 100 ìÀ
V
ICH = VSET . (6)

Êîìïîíåíòû âûáèðàþòñÿ ïóòåì ïðîñòîãî Íàêîíåö, îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî èç-çà
ñðàâíåíèÿ êîýôôèöèåíòîâ óñèëåíèÿ è ñìå- íàëè÷èÿ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè óñè-
ùåíèÿ ñî çíà÷åíèÿìè, íåîáõîäèìûìè äëÿ ëèòåëÿ IC3 íàïðÿæåíèå VSET îêàçûâàåòñÿ
ñõåìû ïðåîáðàçîâàíèÿ ñèãíàëà, îïèñûâàå- ïðèëîæåííûì íåïîñðåäñòâåííî ê çàäàþùå-
ìîé êàê ìó òîê ðåçèñòîðó RSET, ïîýòîìó

VSET = +125 (VB - VA ) + 2.5 Â. (4)

Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî ñðàâíåíèå ÷ëå- RSET = VSET = 2.5  = 10 Îì. ÐË
íîâ âûðàæåíèÿ òàêæå ïîêàçûâàåò, êàê ïðà- ICH 250 ìÀ
âèëüíî ïîäêëþ÷àòü âõîäû: VB ñëåäóåò ïîä-
êëþ÷èòü ê âõîäó V(+), à VA – ê âõîäó V(–). Äèô- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ôåðåíöèàëüíûé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ IC1
ðàâåí: 1. Datasheet Texas Instruments OPA340
2. Datasheet Analog Devices REF03
A DIFF = mR . (5) 3. Datasheet Vishay 1N914
R 4. Datasheet TT Electronics 2N3053

134 ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí.Æóðíàë

www.rlocman.ru/magazine

Îôèöèàëüíûå âåðñèè òîëüêî çäåñü: áåç ðåãèñòðàöèè è
íàçîéëèâîé ðåêëàìû, ñ âûñîêîé ñêîðîñòüþ ñêà÷èâàíèÿ.

ÐàäèîËîöìàí.Ôîðóì
www.rlocman.ru/forum

Îáñóæäàéòå ñòàòüè è íîâîñòè, îáùàéòåñü!
Ïðèãëàøàåì ïðîôåññèîíàëîâ.

ÐàäèîËîöìàí.Öåíû
www.rlocman.ru/price

Ïîäáåðèòå îïòèìàëüíîãî ïîñòàâùèêà
ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ, èçìåðèòåëüíîé è ýëåêòðîííîé òåõíèêè.
Öåíû, óñëîâèÿ ïîñòàâêè è äîñòàâêè.

ÐàäèîËîöìàí.Ñîö.Ñåòè

Îáíîâëåíèÿ â ïðèâû÷íîì ôîðìàòå.

vk.com/rlocman
facebook.com/rlocman
ok.ru/rlocman
twitter.com/rlocman

È åùå ìíîãîå äðóãîå íà ïîðòàëå:

ÐàäèîËîöìàí. ...
www.rlocman.ru

Ïàññèâíûé ôèëüòð
äëÿ ñèñòåìû ñâÿçè

ïî ëèíèè ýëåêòðîïåðåäà÷è

Jose Sebastia è JJ Perez

EDN

ÄÄëÿ ìíîãèõ ïðèëîæåíèé òðåáóåòñÿ ðàçðà- òðîïåðåäà÷è (power-line communications,
PLC), ãäå íèçêîå ýíåðãîïîòðåáëåíèå ÿâëÿåò-
áîòêà ïîëüçîâàòåëüñêèõ àíàëîãîâûõ ôèëüò- ñÿ ðåøàþùèì ôàêòîðîì. Íà Ðèñóíêå 1 ïîêà-
ðîâ [1]. Ïðåäëàãàåìàÿ çäåñü êîíñòðóêöèÿ çàíû ôèëüòðû, îñíîâàííûå íà ïàññèâíûõ
ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ â êà÷åñ- êîìïîíåíòàõ. Ñèñòåìå PLC íåîáõîäèìû âõîä-
òâå ïðîñòûõ è íåäîðîãèõ âõîäíûõ è âûõîäíûõ íîé è âûõîäíîé ôèëüòðû. Ýòî ïîëîñîâûå
ôèëüòðîâ äëÿ ñèñòåìû ñâÿçè ïî ëèíèè ýëåê-

VCC PIC

RX 10k TVS2 1k 12

2N2287 1 22 nF ËÈÍÈß-A
2 10 nF 10k 100 mH ËÈÍÈß-B
5.6k 2 PVT412L
12
10 1 VCC PIC
½W 22 nF 100
1N4148
ACTIVE_ ÂÕÎÄÍÎÉ ÔÈËÜÒÐ PVT412L
TRANS
2N2907A MKT
1k 2

3 12 VCC PIC
21 100

TX 2N2222 3 1 µF 100 µH 1 µF 1N4148
1k 2 TVS1

2

1 µF 1mH

11

12
1 µF

RELAY ÂÛÕÎÄÍÎÉ ÔÈËÜÒÐ 2N2222
2N2222 3 23

1k 2 1

1

Ðèñóíîê 1. Ñèñòåìà ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè ïî ëèíèè ýëåêòðîïåðåäà÷è íóæäàåòñÿ âî âõîäíîì è
âûõîäíîì ôèëüòðàõ äëÿ óñòðàíåíèÿ ïîìåõ.

136 ÑÕÅÌÛ

(à) (à)

(á) (á)

Ðèñóíîê 2. Áåç âõîäíîãî ôèëüòðà âõîäíîé Ðèñóíîê 3. Ïîìåõè è øóìû, õîðîøî âèäíûå â
ñèãíàë ñèëüíî çàøóìëåí (à); äîáàâëåíèå âûõîäíîì ñèãíàëå (à), çàìåòíî ñíèæàþòñÿ
ôèëüòðà çíà÷èòåëüíî î÷èùàåò ñèãíàë (á). äîáàâëåíèåì âûõîäíîãî ôèëüòðà (á).

ôèëüòðû äëÿ ðàáî÷åé ÷àñòîòû 5 êÃö èìåþò ïîñëå (Ðèñóíîê 2á) äîáàâëåíèÿ âõîäíîãî
ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ îò 100 Ãö äî 20 êÃö. Ðàç- ôèëüòðà. Íà Ðèñóíêå 3 ïîêàçàíû ôîðìû ñèã-
ëè÷èå ìåæäó äâóìÿ ôèëüòðàìè îïðåäåëÿåò- íàëîâ äî (Ðèñóíîê 3à) è ïîñëå (Ðèñóíîê 3á)
ñÿ âõîäíûìè èìïåäàíñàìè. Âõîäíîé ôèëüòð äîáàâëåíèÿ âûõîäíîãî ôèëüòðà. ÐË
äîëæåí èìåòü èìïåäàíñ 2.2 êÎì, à âûõîäíîé
– 30 Îì. Êðîìå òîãî, äëÿ èçîëÿöèè âûõîäíîãî Ññûëêè
ôèëüòðà òðåáóåòñÿ òâåðäîòåëüíîå ðåëå
PVT412. Êîãäà ñõåìà àêòèâíà, ýòî ðåëå ïîä- 1. Lacanette, Kerry, “A basic introduction to filters:
êëþ÷àåò âûõîäíîé ôèëüòð ê ëèíèè ýëåêòðè- active, passive, and switched-capacitor,” Appli-
÷åñêîé ñåòè. Ìèêðîêîíòðîëëåð óïðàâëÿåò cation Note AN-779, National Semiconductor,
ðåëå, ðåàëèçóÿ ïðîòîêîëû ïåðåäà÷è è ïðèå- 2010.
ìà ñèãíàëîâ. ACTIVE_TRANS, RELAY è Tx –
ýòî âûâîäû ìèêðîêîíòðîëëåðà, óïðàâëÿþ- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ùèå ïåðåäà÷åé, à Rx – âûâîä, ïðåäíàçíà÷åí-
íûé äëÿ óïðàâëåíèÿ ïðèåìîì. Íà Ðèñóíêå 2 1. Datasheet Infineon PVT412
ïîêàçàíû ôîðìû ñèãíàëîâ äî (Ðèñóíîê 2à) è 2. Datasheet CDIL 2N2222
3. Datasheet Motorola 2N2287

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 137

Áûñòðîäåéñòâóþùèé
äðàéâåð

îòêëîíÿþùèõ ïëàñòèí
èñòî÷íèêà èîíîâ

Clive Bolton

EDN

ÑÑõåìà íà Ðèñóíêå 1 ôîðìèðóåò 20- êóþ èçîëÿöèþ äëÿ âõîäíîãî ñèãíàëà; ìîæíî
òàêæå èñïîëüçîâàòü âûñîêîñêîðîñòíûå îïòðî-
ìåãàãåðöîâûå ïðÿìîóãîëüíûå èìïóëüñû íà íû. Ìàëîìîùíàÿ ìèêðîñõåìà MC78L05CD
âûñîêîåìêîñòíûõ îòêëîíÿþùèõ ïëàñòèíàõ â ñòàáèëèçèðóåò ïèòàíèå âûõîäíîãî êàñêàäà
èñòî÷íèêå èîíîâ ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòà- èçîëÿòîðà ñèãíàëîâ.
íîâêè. ×òîáû ïîëó÷èòü òðåáóåìîå îòêëîíå-
íèå ïó÷êà, íàïðÿæåíèå íà ïëàñòèíàõ äîëæíî Äåìïôèðóþùàÿ öåïî÷êà, ñîáðàííàÿ èç
ñîñòàâëÿòü îò 20 äî 30  – íàìíîãî áîëüøå, ìîùíîãî òîíêîïëåíî÷íîãî ðåçèñòîðà R3 â
÷åì ìîæíî ïîëó÷èòü ñ ïîìîùüþ ñòàíäàðòíîé êîðïóñå TO-220 è âûñîêîêà÷åñòâåííûõ êîí-
ëîãèêè èëè ñåìåéñòâ äðàéâåðîâ. Äëÿ ìèíè- äåíñàòîðîâ C1 è C2 ñ äèýëåêòðèêîì NP0, ïîä-
ìèçàöèè àðòåôàêòîâ ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ è êëþ÷àåòñÿ ïàðàëëåëüíî ïëàñòèíàì. Íîìèíà-
ñïàäà äîëæíû áûòü î÷åíü áîëüøèìè ïðè ëû êîìïîíåíòîâ äåìïôåðà îïðåäåëÿþòñÿ
ìèíèìàëüíûõ âûáðîñàõ è óðîâíÿõ çâîíà. ýìïèðè÷åñêè ïî èçëó÷àåìîìó ïîëþ, íàáëþäà-
Ïëàñòèíû óïðàâëÿþòñÿ èäåíòè÷íûìè ñõåìà- åìîìó íà àíàëèçàòîðå ðàäèî÷àñòîòíîãî ñïåê-
ìè, ñèãíàëû êîòîðûõ ñäâèíóòû íà 180°.  ñõå- òðà ñ ïîìîùüþ ïàññèâíîãî ðàäèî÷àñòîòíîãî
ìå èñïîëüçóåòñÿ áûñòðîäåéñòâóþùèé äðàé- çîíäà. Äåìïôåðíàÿ öåïü «íàñòðàèâàåòñÿ»
âåð MOSFET DEIC420 êîìïàíèè IXYS, ñïî- äëÿ óìåíüøåíèÿ ãàðìîíèê ñèãíàëà áîëåå
ñîáíûé íà åìêîñòíîé íàãðóçêå 1000 ïÔ îáåñ- âûñîêîãî ïîðÿäêà. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî
ïå÷èòü íàðàñòàíèå ñèãíàëà îò 0 äî 25  çà ðàçìåùåíèå ùóïà îñöèëëîãðàôà íà âûõîäàõ
5 íñ. Ïðè áîëåå íèçêèõ íàãðóçêàõ ïîðÿäêà çíà÷èòåëüíî óâåëè÷èâàåò íàáëþäàåìûå ãàð-
íåñêîëüêèõ ñîòåí ïèêîôàðàä âðåìÿ íàðàñòà- ìîíèêè âûñøèõ ïîðÿäêîâ, óêàçûâàÿ íà òî, ÷òî
íèÿ óìåíüøàåòñÿ ïðèìåðíî äî 3 íñ. Ïîñëåäî- äîáàâëåíèå çîíäà ê öåïè óâåëè÷èâàåò çâîí è
âàòåëüíûå ðåçèñòîðû R1 è R2 óïðàâëÿþò âðå- âûáðîñû. DEIC420 òðåáóåò íåñêîëüêèõ êîí-
ìåíàìè íàðàñòàíèÿ è ñïàäà âûõîäíûõ äåíñàòîðîâ íà êàæäîì èç âûâîäîâ ïèòàíèÿ.
èìïóëüñîâ, ïîçâîëÿÿ íàõîäèòü êîìïðîìèññ Êîíäåíñàòîðû ñëåäóåò âûáèðàòü òàê, ÷òîáû
ìåæäó âðåìåíàìè íàðàñòàíèÿ è ñïàäà è óðîâ- èõ ðåçîíàíñíûå ÷àñòîòû ñóùåñòâåííî íå
íÿìè âûáðîñîâ è çâîíà. ïåðåêðûâàëèñü. Äëÿ ïðàâèëüíîé ðàáîòû ýòîé
ñõåìû ðåøàþùåå çíà÷åíèå èìåþò íàëè÷èå
Âûñîêîñêîðîñòíîé ôåððîìàãíèòíûé èçî- îòäåëüíîãî ñëîÿ çåìëè ïå÷àòíîé ïëàòû è
ëÿòîð ñèãíàëîâ Analog Devices ADuM1100BR ñîáëþäåíèå ïðàâèë òðàññèðîâêè ðàäèî÷àñ-
ïðåäîòâðàùàåò îáðàçîâàíèå çåìëÿíûõ òîòíûõ ñõåì. Âõîä äîëæåí áûòü õîðîøî èçî-
ïåòåëü ñèñòåìû, îáåñïå÷èâàÿ äèýëåêòðè÷åñ-

138 ÑÕÅÌÛ

1 0.22 µF 2 R3 1 35 Âò C2 ÄÅÌÏÔÈ-
2 50V 82 22 pF ÐÓÞÙÀß
ÖÅÏÜ
ÑËÅÄÈÒÅ ÇÀ ÄËÈÍÎÉ ÄÎÐÎÆÊÈ
1 1 G1 G1 G1 G1 G1 C1 ÑËÅÄÈÒÅ ÇÀ ÄËÈÍÎÉ ÄÎÐÎÆÊÈ
ØÈÐÎÊÎÏÎËÎÑÍÛÉ ÄÐÎÑÑÅËÜ, 2.5 ÂÈÒÊÀ 0.01 µF 22 pF
WB2-2.5T
2 50V
2
11 1 2 35V ÓÏÐÀÂËÅÍÈÅ ÎÒÊËÎÍßÞÙÈÅ ÏËÀÑÒÈÍÛ
0.1 µF 0.22 µF 10 µF ÂÐÅÌÅÍÅÌ ÍÀÐÀÑÒÀÍÈß
2 50V R1 1, 1 Âò, 5% R2 1, 1 Âò, 5%
12 12

2 50V

13 6 G1 ÈÄÅÍÒÈ×ÍÀß ÑÕÅÌÀ
5 ÈÇÎËÈÐÓÞÙÈÉ ÁÀÐÜÅÐ G1 ÄËß ÂÒÎÐÎÉ ÏËÀÑÒÈÍÛ,
4
ÓÏÐÀÂËßÅÌÀß
0.1 µF 0.1 µF 2 IC3 ÏÐÎÒÈÂÎÔÀÇÍÛÌ ÑÈÃÍÀËÎÌ
G1 G1 DEIC420

1 VDD2 8
OUT 6
V0 GND GND GND GND G1
236 7 GND2 7
IC2 ADuM1100BR GND2 5
MC78LO5ACD
2 IC1 VDD1 4 GND1
VI 1 VDD1 2 IN
0.1 µF
ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÏÈÒÀÍÈß 12…25  8 1 3 ÈÍÂÅÐÒÈÐÎÂÀÍÍÛÉ
1 ÑÈÃÍÀË ÓÏÐÀÂËÅÍÈß
1 0.22 µF ÈÇÎËÈÐÎÂÀÍÍÛÉ ÑÈÃÍÀË
2 50V ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÏÈÒÀÍÈß 5  ÓÏÐÀÂËÅÍÈß
G1
1
2 2
G1

Ðèñóíîê 1. Äëÿ óïðàâëåíèÿ îòêëîíÿþùèìè ïëàñòèíàìè èñòî÷íèêà
èîíîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü áûñòðîäåéñòâóþùèé äðàéâåð MOSFET.

ëèðîâàí îò âûõîäà. Åñëè íå ñëåäîâàòü ñòðîãî ðàáîòå îò èñòî÷íèêà 25  íà ÷àñòîòå 20 ÌÃö
ýòèì ïðàâèëàì, ìîãóò âîçíèêíóòü îòðàæåíèÿ, äâà äðàéâåðà è äåìïôèðóþùàÿ öåïü âìåñòå
çâîí è äàæå ãåíåðàöèÿ. Ïðîâîäíèêè ïå÷àòíîé ðàññåèâàþò ìîùíîñòü 130 Âò. ÐË
ïëàòû èëè êàáåëè ìåæäó äðàéâåðîì è íàãðóç-
êîé äîëæíû èìåòü êîíòðîëèðóåìûé èìïåäàíñ Ìàòåðèàëû ïî òåìå
è áûòü êàê ìîæíî êîðî÷å. Ïðè ðàáîòå íà âûñî-
êèõ ÷àñòîòàõ è ñ áîëüøèìè íàïðÿæåíèÿìè 1. Datasheet Analog Devices ADuM1100
DEIC420 òðåáóåò õîðîøåãî òåïëîîòâîäà. Ïðè 2. Datasheet IXYS DEIC420

ÐàäèîËîöìàí 07,08-2021 139

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

Åñëè âàì
íåáåçðàçëè÷íû òåìû:

ìèêðîêîíòðîëëåðû
àâòîìàòèçàöèÿ
ñèëîâàÿ ýëåêòðîíèêà
ñâåòîòåõíèêà
ÑÀÏÐ
èçìåðåíèÿ

èëè âû ÿâëÿåòåñü íîñèòåëåì
ïåðåäîâûõ çíàíèé â äðóãèõ
îáëàñòÿõ ýëåêòðîíèêè è ãîòîâû èõ
ïîïóëÿðèçèðîâàòü -
ïðèãëàøàåì ê ñîòðóäíè÷åñòâó!