РадиоЛоцман 2021 №03-04

VIN 2 VIN BOOT 1 L1
C2 2.2 µH
3 EN U1 PH 8 C5 0.1 µF VOUT R3
10 µF C6 10k
TPS54332 D1 22 µF
R9 B230-13
20.5k 6 COMP VFB 5
R1
C3 20k +5 V R4
820 pF 10k
4 PGND 9 VFB R5 2
SS 51 7 – VC
R2
10k 6 +3

VR U2 4 +5 V
TLC271

C4 –5 V R7 R6
0.01 µF 10k 2k

VREF

C1 R8 U3
1 µF 3.16k LM4040D25

Ðèñóíîê 2. Äîïîëíèòåëüíàÿ ñõåìà â ýòîé âåðñèè DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü
VOUT ïóòåì èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ VC.

íàïðÿæåíèåì òîãî æå DC/DC ïðåîáðàçîâàòå- Äëÿ óïðîùåíèÿ ôîðìóëû (6) âûáåðåì
ëÿ, èñïîëüçóÿ íàïðÿæåíèå VC. òàêèå íîìèíàëû êîìïîíåíòîâ, ÷òîáû

Çäåñü ðåçèñòîð R2 ïîäêëþ÷åí íå ê çåìëå, 3VFB = 4VREF. (7)
à ê óçëó ñ íàïðÿæåíèåì VR. Òîãäà ôîðìóëà (1)
ïðèîáðåòàåò âèä Òîãäà ôîðìóëà (6) ïðèîáðåòàåò âèä

VOUT - VR = ( VFB - VR ) çæ R1+ R2 ÷ö . (2) VOUT = 2VC. (8)
è R2 ø
Íàïðÿæåíèå âíóòðåííåãî îïîðíîãî èñòî÷-
Ïîäñòàâëÿÿ R1 = 20 êÎì è R2 = 10 êÎì, íèêà ìèêðîñõåìû U1 ðàâíî 0.8 Â.  ñîîòâå-
ôîðìóëó (2) ìîæíî óïðîñòèòü: òñòâèè ñ (7), âûáèðàþò R7 = 10 êÎì, R8 =
= 3.16 êÎì è VREF = 0.6 Â. È, íàêîíåö, C1
VOUT - VR = 3 (VFB - VR ) (3) óìåíüøàåò âûõîäíîé èìïåäàíñ ìèêðîñõåìû
èëè U2 íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ, ïîääåðæèâàÿ ñòà-
áèëüíîñòü êîíòóðà îáðàòíîé ñâÿçè.
VOUT = 3VFB - 2VR. (4)
Äîáàâëåííàÿ ñõåìà ïîçâîëÿåò ïîëüçîâà-
Ðåçèñòîðû R3 è R4 èìåþò îäèíàêîâûå òåëþ óïðàâëÿòü âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì
ñîïðîòèâëåíèÿ 10 êÎì, ïîýòîìó âûõîäíîå VOUT â äèàïàçîíå îò 0 äî 5  ñ ïîìîùüþ
íàïðÿæåíèå óñèëèòåëÿ U2 ðàâíî óïðàâëÿþùåãî íàïðÿæåíèÿ VC, èçìåíÿþùå-
ãîñÿ â äèàïàçîíå îò 0 äî 2.5 Â. Ïîäîáíàÿ
VR = 2VREF - VC , (5) ñõåìà ìîæåò áûòü ñêîíñòðóèðîâàíà äëÿ
èñïîëüçîâàíèÿ ñ ïîâûøàþùèì ïðåîáðàçîâà-
òåëåì èëè ëþáûì äðóãèì DC/DC ïðåîáðàçî-
âàòåëåì, ó êîòîðîãî äîñòóïåí âõîä íàïðÿæå-
íèÿ îáðàòíîé ñâÿçè. ÐË

ãäå VREF – âûõîä äåëèòåëÿ R7/R8 îïîðíîãî Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íàïðÿæåíèÿ, ñôîðìèðîâàííîãî ìèêðîñõå-
ìîé U3. 1. Datasheet Texas Instruments LM4040
2. Datasheet Texas Instruments TLC271
Îáúåäèíÿÿ ôîðìóëû (4) è (5), ïîëó÷àåì: 3. Datasheet Texas Instruments TPS54332
4. Datasheet Diodes B230
VOUT = 3VFB - 4VREF + 2VC. (6)

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 101

Ñõåìà óïðàâëåíèÿ

ÿðêîñòüþ ìíîãîðàçðÿäíîãî
ñåìèñåãìåíòíîãî äèñïëåÿ

Stephan Goldstein

EDN

ÍÍåäàâíî ìíå ïîíàäîáèëîñü óïðàâëÿòü âûáðàë ìèêðîñõåìû Allegro A6275E (Ðèñó-
íîê 1), îáðàçóþùèå èäåàëüíûé êîìïëåêò ñ
äåâÿòüþ ñåìèñåãìåíòíûìè äèñïëåÿìè ÷åðåç êàæäîé öèôðîé äèñïëåÿ. Òåïåðü ÿ äîëæåí
ïîñëåäîâàòåëüíûé ïîðò ìèêðîêîíòðîëëåðà. áûë îäíîâðåìåííî ìåíÿòü ñîïðîòèâëåíèÿ
Ñëîæíîñòü, ñ êîòîðîé ÿ ñòîëêíóëñÿ, çàêëþ÷à- äåâÿòè ðåçèñòîðîâ.
ëàñü â íåîáõîäèìîñòè îáåñïå÷èòü íåïðåðûâ-
íóþ ðåãóëèðîâêó ÿðêîñòè äëÿ âñåõ öèôð – îò Êîíå÷íî æå, ÿ îáìàíóë. Âìåñòî òîãî ÷òîáû
ïîëíîãî çàòåìíåíèÿ äî ìàêñèìàëüíîãî óðîâ- èçìåíÿòü ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ, ÿ ñìåñ-
íÿ. Ïðîñòî èñïîëüçîâàòü î÷åâèäíîå ðåøå- òèë èõ êàæóùóþñÿ òî÷êó çàçåìëåíèÿ ñ
íèå, âçÿâ ïðåîáðàçîâàòåëü ïîñëåäîâàòåëü- ïîìîùüþ ïðîñòîé àíàëîãîâîé ñõåìû óïðàâ-
íîãî êîäà â ïàðàëëåëüíûé 74HC595, óïðàâ- ëåíèÿ, ñîñòîÿùåé èç ñäâîåííîãî îïåðàöèîí-
ëÿþùèé ñåãìåíòàìè ÷åðåç ïîñëåäîâàòåëü- íîãî óñèëèòåëÿ, ìîùíîãî MOSFET è íåñêîëü-
íûå ðåçèñòîðû, ÿ íå ìîã, ïîñêîëüêó ïðè ýòîì êèõ ïàññèâíûõ êîìïîíåíòîâ. IC1A áóôåðèçóåò
ïîòðåáîâàëñÿ áû óïðàâëÿåìûé èñòî÷íèê âûõîä âíóòðåííåãî èñòî÷íèêà îïîðíîãî
ïèòàíèÿ äëÿ äèñïëååâ – ïîäõîä íåýëåãàíò- íàïðÿæåíèÿ 1.23 Â ìèêðîñõåìû A6275, ÷òîáû
íûé è íåýôôåêòèâíûé. ß ðàññìàòðèâàë âîç- èñêëþ÷èòü âëèÿíèå ïîòåíöèîìåòðà R4, íà
ìîæíîñòü ïðîãðàììíîãî óïðàâëåíèÿ êîýô- êîòîðûé ïîäàåòñÿ ýòî íàïðÿæåíèå, íà òîêè
ôèöèåíòîì çàïîëíåíèÿ óïðàâëÿþùåãî ñèã- ñåãìåíòîâ «âåäóùåãî» A6275. IC1B óïðàâëÿåò
íàëà äèñïëååâ, íî, êàê äàâíèé ñïåöèàëèñò ïî çàòâîðîì òðàíçèñòîðà Q1, ïîääåðæèâàÿ
àíàëîãîâûì ñõåìàì, ÿ ÷óâñòâîâàë ñåáÿ îáÿ- íàïðÿæåíèå íà åãî ñòîêå ðàâíûì íàïðÿæå-
çàííûì íàéòè ñïîñîá, êîòîðûé íå òðåáîâàë íèþ íà äâèæêå ïîòåíöèîìåòðà. Áëàãîäàðÿ
áû íàïèñàíèÿ äîïîëíèòåëüíîãî êîäà. Êðîìå ýòîìó íàïðÿæåíèå íà ðåçèñòîðå 909 Îì èçìå-
òîãî, ÿ èçðàñõîäîâàë âñå ïîðòû ââîäà- íÿåòñÿ ìåæäó óðîâíÿìè çåìëè (ïî÷òè) è îïîð-
âûâîäà ñâîåãî ìèêðîêîíòðîëëåðà, ïîýòîìó íîãî íàïðÿæåíèÿ, îáåñïå÷èâàåò ïëàâíóþ
ïðîãðàììíîå ðåøåíèå ïîâëåêëî áû çàìåíó ðåãóëèðîâêó èíòåíñèâíîñòè îò ìàêñèìóìà
ïðîöåññîðîâ. Allegro Microsystems ïðåäëàãà- (20 ìÀ äëÿ ðåçèñòîðà 909 Îì) äî íóëÿ.
åò íåñêîëüêî êîìïîíåíòîâ äëÿ óïðàâëåíèÿ Íåáîëüøîé ðàçáðîñ îïîðíûõ íàïðÿæåíèé
äèñïëåÿìè ñ îáùèì àíîäîì. Êàæäûé èç íèõ A6275 è ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ 909 Îì
ñîäåðæèò ïîñëåäîâàòåëüíîé èíòåðôåéñ äàí- ïðèâîäèò ê íåêîòîðûì âàðèàöèÿì ÿðêîñòè
íûõ è âñòðîåííûé êîíòóð óïðàâëåíèÿ, êîòî- ìåæäó öèôðàìè, íî â ìîåì ïðèëîæåíèè ýòè
ðûé óñòàíàâëèâàåò ðàâíûå òîêè äëÿ âñåõ âàðèàöèè áûëè íåçàìåòíû.
âêëþ÷åííûõ ñåãìåíòîâ, èñïîëüçóÿ åäèí-
ñòâåííûé ðåçèñòîð, ïîäêëþ÷åííûé ê çåìëå. ß Ñëåäóåò îòìåòèòü îäèí âàæíûé ìîìåíò,
êàñàþùèéñÿ âêëþ÷åíèÿ IC1B: îáðàòíàÿ ñâÿçü

102 ÑÕÅÌÛ

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 Ðèñóíîê 1. Àíàëîãîâûé êîíòóð óïðàâëåíèÿ îáåñïå÷èâàåò ðåãóëèðóåìûé «çåìëÿíîé» óçåë ËÈÍÈÈ VDD îò ñòîêà Q1 èäåò íà íåèíâåðòèðóþùèé âõîä
äëÿ óïðàâëåíèÿ òîêîì, ïðîòåêàþùèì ÷åðåç ðåçèñòîðû, çàäàþùèå òîêè ñåãìåíòîâ. ÓÏÐÀÂËÅÍÈß ìèêðîñõåìû. MOSFET äîáàâëÿåò èíâåðñèþ
ÏÎÑËÅÄÎÂÀÒÅËÜÍÎÉ ÑÅÌÈÑÅÃÌÅÍÒÍÛÅ 3 5 7 10 14 âíóòðè îñíîâíîãî êîíòóðà ðåãóëèðîâàíèÿ,
ØÈÍÎÉ ÎÒ ÖÏ ÄÈÑÏËÅÈ CA CA CA CA CA ïîýòîìó èñïîëüçîâàíèå íåèíâåðòèðóþùåãî

3 5 7 10 14 Ñ ÎÁÙÈÌ ÀÍÎÄÎÌ DPR G F E D C B A DPL
CA CA CA CA CA 8 12 2 4 9 11 13 1 6

DPR G F E D C B A DPL 5 6 7 8 9 10 11 12
8 12 2 4 9 11 13 1 6

5 6 7 8 9 10 11 12

2 OUT0 2 SDO 14
OUT1 VDD 16
OUT2
OUT3 1
OUT4 GND
OUT5
OUT6 15
OUT7 REXT
OUT0
OUT1
OUT2
OUT3
OUT4
OUT5
OUT6
OUT7
SDI SDO 14 SDI
3 CLK IC2 VDD 16 VDD 3 CLK IC3 VDD
A6275E A6275E
4 LE 1 4 LE
13 GND 13
OEB OEB
15
REXT

VDD C2 Ê âõîäà îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ â êà÷åñòâå
ÄÎÏÎËÍÈ- òî÷êè ïîäêëþ÷åíèÿ îáðàòíîé ñâÿçè îáðàçóåò
ÒÅËÜÍÛÌ îáùóþ îòðèöàòåëüíóþ îáðàòíóþ ñâÿçü. C1 è
ÄÐÀÉÂÅÐÀÌ R3 ôîðìèðóþò äîìèíèðóþùèé ïîëþñ â öåïè
A6275E

0.1 µF R5 R6
100k 909
8 +3
1 IC1A R1
AD8542 909
– 2
ÐÅÃÓËÈÐÓÅÌÛÉ ÓÇÅË «ÇÅÌËÈ»
4
Q1
3 5 7 STP30NE06L
R4 + R2
10k 2 R3 IC1B
100k AD8542 1k ÏÐÈÌÅ×ÀÍÈß:
1 ÍÎÌÅÐÀ ÂÛÂÎÄÎÂ ÓÊÀÇÀÍÛ ÄËß 7-ÑÅÃÌÅÍÒÍÛÕ ÄÈÑÏËÅÅÂ PANASONIC LN518OA.
6– ÁËÎÊÈÐÎÂÎ×ÍÛÅ ÊÎÍÄÅÍÑÀÒÎÐÛ ÄËß ÌÈÊÐÎÑÕÅÌ IC2 È IC3 ÍÅ ÏÎÊÀÇÀÍÛ.

C1
1000 pF

103

îáðàòíîé ñâÿçè, à R2 èçîëèðóåò åìêîñòü âåðîÿòíî, áûëî èçëèøíèì, íî åãî öåíà áûëà
çàòâîðà Q1, ÷òîáû èñêëþ÷èòü ñàìîâîçáóæäå- ìåíüøå 1 äîëëàðà. Âûáîð îñòàëüíûõ êîìïî-
íèå IC1B. Allegro ïðåäîñòåðåãàåò îò èñïîëüçî- íåíòîâ íåêðèòè÷åí. Âû ìîæåòå ïîýêñïåðè-
âàíèÿ ÷ðåçìåðíîé åìêîñòè íà âûâîäå îïîð- ìåíòèðîâàòü ñ ðàçíûìè çàêîíàìè èçìåíåíèÿ
íîãî íàïðÿæåíèÿ A6275, ïîýòîìó ÿ èçîëèðî- ñîïðîòèâëåíèÿ ïîòåíöèîìåòðà; â ìîåì ñëó-
âàë ýòó òî÷êó îò êîíäåíñàòîðà ðåçèñòîðîì R5. ÷àå àóäèî ïîòåíöèîìåòð (ñ ïîêàçàòåëüíîé
Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü IC1 äîëæåí èìåòü õàðàêòåðèñòèêîé) äàâàë ïðèÿòíûå «îùóùå-
rail-to-rail âûõîä, åãî âõîä äîëæåí ïîçâîëÿòü íèÿ» ïðè ðåãóëèðîâêå ÿðêîñòè.ÐË
ðàáîòàòü ïðè íàïðÿæåíèè îòðèöàòåëüíîé
øèíû ïèòàíèÿ, à îáùåå íàïðÿæåíèå ìåæäó Ìàòåðèàëû ïî òåìå
øèíàìè ïèòàíèÿ äîëæíî ñîñòàâëÿòü 5 Â. Òðàí-
çèñòîð Q1 äîëæåí èìåòü íèçêîå ñîïðîòèâëå- 1. Datasheet Allegro A6275
íèå îòêðûòîãî êàíàëà ïðè íàïðÿæåíèè çàòâî- 2. Datasheet Analog Devices AD8542
ðà 5 Â. Èñïîëüçîâàíèå STP30NE06L îò ST 3. Datasheet STMicroelectronics STP30NE06L
Microelectronics ñ ñîïðîòèâëåíèåì 0.045 Îì, 4. Datasheet Panasonic LN518OA

104 ÑÕÅÌÛ

 ñõåìå ïîäàâëåíèÿ
äðåáåçãà êíîïêè

èñïîëüçóåòñÿ ëèøü îäèí
ëîãè÷åñêèé ýëåìåíò

Steven Robertson

EDN

ÏÏðè êàæäîì íàæàòèè íà êíîïêó S1 ñõåìà Ñõåìà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ïðåäñòàâèì, ÷òî íà êíîïêó S1 åùå íå íàæèìà-
íà Ðèñóíêå 1 âûðàáàòûâàåò îäèí î÷èùåííûé ëè, è êîíäåíñàòîð C1 íàõîäèòñÿ â çàðÿæåííîì
îò äðåáåçãà èìïóëüñ. Ïðè ýòîì ñõåìà èñïîëü- ñîñòîÿíèè. Â ýòèõ óñëîâèÿõ ïîääåðæèâàåìûé
çóåò òîëüêî òîê öåïè ëîãè÷åñêîãî ïèòàíèÿ, R1 âûñîêèé óðîâåíü íà âõîäå IC1 óñòàíàâëè-
ïîëó÷àåìûé ÷åðåç âíåøíèé ïîäòÿãèâàþùèé âàåò íà âûõîäå èíâåðòîðà óðîâåíü VSS (çåì-
ðåçèñòîð R2. Ñõåìó ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ëè), âñëåäñòâèå ÷åãî ìèêðîñõåìà ïðàêòè÷åñ-
îáíàðóæåíèÿ íàæàòèÿ êëàâèøè íà óñòðîé- êè íå ïîòðåáëÿåò ýíåðãèè. Ýòî ïîçâîëÿåò
ñòâå, íå èìåþùåì ïèòàíèÿ, íàõîäÿùåìñÿ, íàïðÿæåíèþ VOUT äåðæàòüñÿ âáëèçè óðîâíÿ
íàïðèìåð, â ñèñòåìå, êîòîðàÿ òîëüêî ÷òî 5 Â. Íî ïðè íàæàòèè S1 êîíäåíñàòîð C1 áûñ-
âûøëà èç ðåæèìà îæèäàíèÿ. òðî ðàçðÿæàåòñÿ, è âûõîäíîå íàïðÿæåíèå IC1
ïîäíèìàåòñÿ äî óðîâíÿ VDD. Ïðè ýòîì âûõîä-
5V íîé êàñêàä IC1 ïîëíîñòüþ îòêðûò, ìèêðîñõå-
ìà ïðîâîäèò òîê è îïóñêàåò óðîâåíü VOUT
R2 ïî÷òè äî 0 Â íà òî âðåìÿ, ïîêà C1 íå çàðÿäèò-
1k D1 … D3 ñÿ ÷åðåç R1 äî íàïðÿæåíèÿ, äîñòàòî÷íîãî,
÷òîáû âûõîäíîé óðîâåíü IC1 âíîâü ñðàâíÿëñÿ
R1 1N4148 VOUT ñ VSS. Ñ ýòîãî ìîìåíòà IC1 ïðåêðàùàåò
S1 100k ïîòðåáëÿòü òîê. Â ðåçóëüòàòå íàãðóçêà íà VDD
VDD IC1 R3 èñ÷åçàåò, è íà VOUT âîññòàíàâëèâàåòñÿ âûñî-
C1 10k êèé óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ. Äèîäû D1 … D3
NC7SZ04 ñîâìåñòíî ñ ðåçèñòîðîì R3 ñäâèãàþò óðîâåíü
2 5 4 VOUT äëÿ ëó÷øåé ñîâìåñòèìîñòè ñ óðîâíÿìè
ÊÌÎÏ ëîãèêè. ÐË
3
Ìàòåðèàëû ïî òåìå
VSS
1. Datasheet ON Semiconductor NC7SZ04
100 nF

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà ïîäàâëåíèÿ äðåáåçãà
ïðàêòè÷åñêè íå ïîòðåáëÿåò ìîùíîñòè.

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 105

Ìàëîïîòðåáëÿþùèé

èíäèêàòîð ðàçðÿäà áàòàðåè

Yongping Xia

EDN

ÂÂñåãäà æåëàòåëüíî èñïîëüçîâàòü èíäèêà- 1.4 ìêÀ. Ïî äîñòèæåíèè ïîðîãîâîãî íàïðÿæå-
íèÿ 6.5 Â, ïðè êîòîðîì âêëþ÷àåòñÿ èíäèêàöèÿ
òîð ðàçðÿäà áàòàðåè, êîòîðûé ïîòðåáëÿåò êàê ðàçðÿäà, ýòîò òîê ñíèæàåòñÿ äî 1 ìêÀ. Òàêèì
ìîæíî ìåíüøå ýíåðãèè. Ñõåìîé èíäèêàöèè îáðàçîì, áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî ñðåäíèé ðàáî÷èé
ðàçðÿäà, ïîòðåáëÿþùåé 50 ìêÀ, 9-âîëüòîâàÿ òîê ñîñòàâëÿåò 1.2 ìêÀ. Ñóììàðíîå ïîòðåáëå-
áàòàðåÿ åìêîñòüþ 450 ìÀ·÷ áóäåò ïîëíîñòüþ íèå ñõåìû çà ÷åòûðåõëåòíèé ïåðèîä ðàâíî
ðàçðÿæåíà ÷óòü áîëüøå, ÷åì çà ãîä. Óñòðîé- 42 ìÀ·÷, ÷òî ñîñòàâëÿåò ìåíåå 10% íîìè-
ñòâàì ñ áàòàðåéíûì ïèòàíèåì, êîòîðûå äîë- íàëüíîé åìêîñòè áàòàðåè. Êîãäà íàïðÿæåíèå
æíû ðàáîòàòü íåïðåðûâíî â òå÷åíèå äëè- áàòàðåè ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå 6.5 Â, íà÷èíàåò
òåëüíîãî âðåìåíè, òðåáóþòñÿ èíäèêàòîðû ïåðèîäè÷åñêè ìèãàòü êðàñíûé ñâåòîäèîä D2.
ðàçðÿäà, ïîòðåáëÿþùèå ìèíèìàëüíóþ ìîù- Ìèêðîñõåìà LTC1540 (IC1) – ýòî ìèêðîìîù-
íîñòü. Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1, ðàçðàáîòàííàÿ íûé êîìïàðàòîð ñ èíòåãðèðîâàííûì èñòî÷íè-
äëÿ 9-âîëüòîâûõ áàòàðåé, ïîòðåáëÿåò ñâåðõ- êîì îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ 1.18 Â. Ê íåèíâåð-
íèçêóþ ìîùíîñòü. Ïðè ïîëíîñòüþ çàðÿæåí- òèðóþùåìó âõîäó êîìïàðàòîðà ïîäêëþ÷åíû
íîé áàòàðåå (9 Â) ñõåìà ïîòðåáëÿåò òîê âûõîä äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ áàòàðåè R1, R2 è
ðåçèñòîð ïîëîæèòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè R3.
D1 R5 Ïîëîæèòåëüíàÿ îáðàòíàÿ ñâÿçü îáåñïå÷èâà-
1N4148 2.2k åò ãèñòåðåçèñ êîìïàðàòîðà. Íà èíâåðòèðóþ-
ùèé âõîä êîìïàðàòîðà ïîäàåòñÿ ñìåùåíèå îò
R3 R6 D2 èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ ÷åðåç ñõåìó
20M 20k LED çàäåðæêè R4 - C1.

R1 7 Ïðè íîðìàëüíîé ðàáîòå íàïðÿæåíèå íà
20M íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå ñîñòàâëÿåò ïðèìåð-
V+ íî 1.62 Â, êîãäà íàïðÿæåíèå áàòàðåè ðàâíî
9V 9 Â. Âûõîäíîé ñèãíàë êîìïàðàòîðà èìååò
3+ âûñîêèé óðîâåíü, ïîýòîìó òîê ÷åðåç äèîäû D1
R2 è D2 íå òå÷åò. Êîãäà íàïðÿæåíèå áàòàðåè ïàäà-
2.2M IC1 8 åò íèæå 6.5 Â, íàïðÿæåíèå íà íåèíâåðòèðóþ-
ùåì âõîäå ñòàíîâèòñÿ íèæå îïîðíîãî íàïðÿ-
4 L_TC1540 æåíèÿ íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå. Óðîâåíü
íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå IC1 èçìåíÿåòñÿ ñ âûñî-
R4 5 HYST êîãî íà íèçêèé, â ðåçóëüòàòå ÷åãî çàæèãàåòñÿ
10M 6 REF ñâåòîäèîä D2. Íàïðÿæåíèå íà íåèíâåðòèðóþ-
ùåì âõîäå îïóñêàåòñÿ äî 0.58 Â, è êîíäåíñà-
C1 GND òîð C1 íà÷èíàåò ðàçðÿæàòüñÿ ÷åðåç D1 è R6.
0.33 µF 21 Ïîñêîëüêó ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R6

Ðèñóíîê 1. Ðàáî÷èé òîê ýòîãî èíäèêàòîðà
ðàçðÿäà áàòàðåè ñîñòàâëÿåò âñåãî 1.2 ìêÀ.

106 ÑÕÅÌÛ

íàìíîãî ìåíüøå, ÷åì ñîïðîòèâëåíèå R4, Ðèñóíêå 1 íîìèíàëîâ êîìïîíåíòîâ âðåìÿ
íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå áûñ- âêëþ÷åííîãî è âûêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèé
òðî ñïàäàåò â ñîîòâåòñòâèè ñ ïîñòîÿííîé âðå- ñîñòàâëÿþò 20 ìñ è 10 ñ, ñîîòâåòñòâåííî, ïðè
ìåíè, îïðåäåëÿåìîé íîìèíàëàìè C1 è R6. Êàê ïîðîãîâîì íàïðÿæåíèè 6.5 Â. Ñ ýòîãî ìîìåí-
òîëüêî íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå òà òîê âêëþ÷åííîãî ñâåòîäèîäà ðàâåí
ïàäàåò íèæå 0.58 Â, óðîâåíü âûõîäíîãî ñèã-
íàëà êîìïàðàòîðà âíîâü èçìåíÿåòñÿ íà âûñî- 6.5  - 1.8  = 2.1 ìÀ,
êèé. Ýòî èçìåíåíèå óñòàíàâëèâàåò íàïðÿæå- 2.2 êÎì
íèå íà íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå ðàâíûì
1.18 Â, âûêëþ÷àåò ñâåòîäèîä è ñìåùàåò D1 â à ñðåäíèé òîê ñâåòîäèîäà ðàâåí
îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, òàê ÷òî îïîðíîå
íàïðÿæåíèå íà÷èíàåò çàðÿæàòü êîíäåíñàòîð 20 ìñ ´ 2.1 ìÀ = 4.2 ìêÀ. ÐË
C1 ÷åðåç R4. Êîãäà íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðó- 10 ñ
þùåì âõîäå âíîâü äîñòèãàåò 1.18 Â, öèêë
ïîâòîðÿåòñÿ. Âðåìÿ âêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ñâåòîäèîäà çàâèñèò îò íîìèíàëîâ C1 è R6, à
âûêëþ÷åííîãî – îò C1 è R4. Äëÿ óêàçàííûõ íà 1. Datasheet Analog Devices LTC1540

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 107

Ïðîñòîé îììåòð ãèãàîìíîãî

äèàïàçîíà íà îñíîâå èíòåãðàòîðà

Stefano Salvatori

EDN

ÏÏðåöèçèîííûé èíòåãðèðóþùèé óñèëèòåëü çíà÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèé RX. Âûïóñêàåìûé TI
âûñîêîòî÷íûé äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëè-
IVC102 êîìïàíèè Texas Instruments (TI) òåëü INA105 ñëóæèò èñòî÷íèêîì îïîðíîãî
ñîäåðæèò âûñîêîêà÷åñòâåííûå âíóòðåííèå íàïðÿæåíèÿ VREF äëÿ èçìåðÿåìîãî ñîïðîòèâ-
êîíäåíñàòîðû. Èçîáðàæåííàÿ íà Ðèñóíêå 1 ëåíèÿ RX. Âî âðåìÿ èíòåãðèðîâàíèÿ íà âûõî-
ñõåìà ïîçâîëÿåò èçìåðÿòü î÷åíü âûñîêèå

15 Â

14

60 pF
6

5 30 pF S1 11 DIV_10

10 pF S2 12 ÑÁÐÎÑ

4 13

3 ÖÈÔÐÎÂÀß ÇÅÌËß

2 S2 10 VO t
S1 – VA
IVC102 VB

1 +
IX

9 5Â 5Â

RX ÈÇÌÅÐßÅÌÛÉ –15  10k
ÐÅÇÈÑÒÎÐ 15 Â 7

7 ÑÒÀÐÒ
25k
1 25k 25k R1 3 8
100 –
6 +
VREF 5 INA105 VA LM311
~10  3 ~100 ìê 2
–
25k +4 1

VB R2
2 ~–10 Â 10k

–15 Â 5Â
5Â

4 10k
7
ÑÒÎÏ

–15 Â

4.7k 3 –8

LM311 1
2

+4

–15 Â –15 Â

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà, èñïîëüçóþùàÿ ïðåöèçèîííûé èíòåãðàòîð IVC102, ìîæåò èçìåðÿòü ñîïðî-
òèâëåíèÿ â äèàïàçîíå ãèãàîì.

108 ÑÕÅÌÛ

äå IVC102 ôîðìèðóåòñÿ îòðèöàòåëüíîå öèàëüíûé, ñïðàâåäëèâî VREF = VA – VB, è ïðå-
ëèíåéíîå èçìåíÿþùååñÿ íàïðÿæåíèå VO. äûäóùåå âûðàæåíèå óïðîùàåòñÿ äî:
Äâà êîìïàðàòîðà LM311 ñðàâíèâàþò àìïëè-
òóäó VO ñ äâóìÿ ôèêñèðîâàííûìè ïîðîãàìè, DT = CINT RX .
âûðàáàòûâàÿ äâà öèôðîâûõ ñèãíàëà: ÑÒÀÐÒ
è ÑÒÎÏ. Îáðàòèòå òàêæå âíèìàíèå, ÷òî òî÷íîñòü
ðåçèñòîðîâ R1, R2 è R3 íåêðèòè÷íà, ïîñêîëüêó
Ðàçíîñòü âðåìåí DT ìåæäó äâóìÿ òàêèìè òî÷íîñòü îììåòðà îáåñïå÷èâàåòñÿ äèôôå-
ñîáûòèÿìè ñâÿçàíà ñ ñèñòåìíûìè ïàðàìåò- ðåíöèàëüíûì óñèëèòåëåì.
ðàìè ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì:
Âíåøíÿÿ ñõåìà öèôðîâîãî óïðàâëåíèÿ
DT = CINTR X × VA - VB , ìîæåò èçìåðÿòü âðåìÿ DT, ñ÷èòàÿ òàêòîâûå
VREF ïåðèîäû ìåæäó ñîáûòèÿìè ïóñêà è îñòàíî-
âà. Â êîíöå ñõåìà óïðàâëåíèÿ ìîæåò ôîðìè-
ãäå CINT – åìêîñòü âíóòðåííåãî èíòåãðèðóþùå- ðîâàòü ñèãíàë ñáðîñà äëÿ IVC102, ÷òîáû ïîä-
ãî êîíäåíñàòîðà ìèêðîñõåìû IVC102, ïîäêëþ- ãîòîâèòü èíòåãðàòîð ê âûïîëíåíèþ íîâîãî
÷åííîãî ê âíåøíèì âûâîäàì 4, 5 è 6. (Ïðèìå- èçìåðåíèÿ. ÐË
÷àíèå: êîãäà êëþ÷ S1 ðàçîìêíóò, CINT = 10 ïÔ, à
êîãäà S1 çàìêíóò, CINT = 100 ïÔ). Ïîðîã VA Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ïîçâîëÿåò èñêëþ÷èòü êàêîå-ëèáî ñìåùåíèå
ëèíåéíî èçìåíÿþùåãîñÿ âûõîäíîãî ñèãíàëà 1. Datasheet Texas Instruments IVC102
VO. Ïîñêîëüêó óñèëèòåëü INA105 äèôôåðåí- 2. Datasheet Texas Instruments INA105
3. Datasheet Texas Instruments LM311

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 109

Òðàíñèìïåäàíñíûé

ñèíõðîííûé óñèëèòåëü

îáíóëÿåò ôîíîâóþ çàñâåòêó

Stefano Salvatori

EDN

ÄÄàò÷èêè ñâåòà íàõîäÿò ïðèìåíåíèå âî ìíî- åé â êàìåðàõ, è çàêàí÷èâàÿ íàó÷íûìè ïðèáî-
ðàìè, òàêèìè êàê îïòè÷åñêàÿ àáñîðáöèîííàÿ
æåñòâå âàæíûõ ïðèëîæåíèé, íà÷èíàÿ îò áûòî- ñïåêòðîñêîïèÿ, îáíàðóæåíèå ïî ÈÊ èçëó÷å-
íèþ â òåðìîãðàôèè è äâóõöâåòíàÿ ïèðîìåò-
âîé ýëåêòðîíèêè, òàêîé êàê ñõåìû èçìåðåíèÿ

îêðóæàþùåãî ñâåòà è óïðàâëåíèÿ ýêñïîçèöè-

VCC

ÎÏÎÐÍÛÉ 220 nF 2– 7
ÑÈÃÍÀË
VCC = VEE = 15 Â ÒÒË/ÊÌÎÏ A3 6 220
+4
3 3.9 Â
3.9 Â
33k

10k –VEE 82k

DV VCC 1 Â ïèê, fCHOP
DRPR
VREF = VCC 33k 2– VB 6– 8 7
1 560
RT1 A2A 5 A2B RPR(DC)
5k + +4
3

VCC 15k TL072 –VEE VOUT DC
D1
ÔÎÍ

1 µF

C1 1M RA RPR 1M
100 pF 22k VI1 1.5k

VO1 VCC

ÂÕÎÄÍÎÉ R1 ÊÀËÈÁÐÎÂÊÀ 6 – RB 9– 8 1.5k 13 –4
ÔÎÒÎÄÈÎÄ 100k 1.5k 12 A1D
7 A1C 14 1M VOUT
ÔÎÍÎÂÛÉ S1 A1B 10 + 1 µF
+
ÑÂÅÒ 2– 1 µF 5 OPA4277 + 11
1
A1A RC
3 + ÈÇÌÅÐÅÍÈÅ 2.2k 1M 1.5k

ÌÎÄÓËÈÐÎ- 1M –VEE
ÂÀÍÍÛÉ
RT2 VCC
1M 50k 1M

–VEE

Ðèñóíîê 1. Îïîðíûé ñèãíàë îò îáòþðàòîðà ðàáîòàåò êàê èñòî÷íèê ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ è
ìîäóëèðóåò óñèëåíèå èíâåðòèðóþùåãî óñèëèòåëÿ, îñíîâàííîãî íà ÎÓ.

110 ÑÕÅÌÛ

ðèÿ. Íàïðèìåð, â îïòè÷åñêîé ñïåêòðîñêîïèè íàïðÿæåíèå-òîê íà óñèëèòåëå A2B. Íà îäèí
ïðàâèëüíîå èçìåðåíèå èíòåíñèâíîñòè çîíäè- âõîä ïðåîáðàçîâàòåëÿ ÷åðåç ïîâòîðèòåëü A2A
ðóþùåãî ïó÷êà èìååò îñíîâîïîëàãàþùåå çíà- ïîäàåòñÿ ôèêñèðîâàííîå íàïðÿæåíèå VB,
÷åíèå ïðè îïðåäåëåíèè õàðàêòåðèñòèê ìàòå- à íà äðóãîé – ñèãíàë DV, ñôîðìèðîâàííûé ñ
ðèàëà è óñòðîéñòâà. Ïðè ýòîì íåîáõîäèìî ïîìîùüþ A3. A2A îïðåäåëÿåò çíà÷åíèå ïîñòî-
èñêëþ÷èòü ëþáîå âëèÿíèå ïîñòîÿííîé èëè ÿííîé ñîñòàâëÿþùåé òîêà RPR, òîãäà êàê A2B è
î÷åíü íèçêî÷àñòîòíîé ôîíîâîé ïîäñâåòêè. DRPR èçìåíÿþòñÿ ñ ÷àñòîòîé îïîðíîãî ñèãíà-
Êðîìå òîãî, ÷òîáû óâåëè÷èòü îòíîøåíèå ñèã- ëà. Ñäåëàííûé íà îïåðàöèîííîì óñèëèòåëå
íàë/øóì, ïðè ìåõàíè÷åñêîé îáòþðàöèè èëè A3 òðèããåð Øìèòòà ïðåîáðàçóåò ëþáûå
èíîì ñïîñîáå ìîäóëÿöèè çîíäèðóþùèõ ïó÷- ÊÌÎÏ/ÒÒË óðîâíè îïîðíîãî ñèãíàëà â ñáà-
êîâ ìîæíî èñïîëüçîâàòü óçêîïîëîñíûå ôàçî- ëàíñèðîâàííûå ïðÿìîóãîëüíûå èìïóëüñû
÷óâñòâèòåëüíûå èëè ñèíõðîííûå òåõíîëîãèè ±4.6 Â, îñëàáëåííûå äî óðîâíÿ ±0.5 Â äëÿ
äåòåêòèðîâàíèÿ. ïèòàíèÿ ñâåòîäèîäà òîêîì ïîðÿäêà 1.8 ìÀ.
Êðàñíûé ñâåòîäèîä è ôîòîðåçèñòîð RPR, â
 îïèñûâàåìîé íèæå ñõåìå îïîðíûé ñèã- êà÷åñòâå êîòîðîãî èñïîëüçóåòñÿ ñóëüôèä-
íàë îïòè÷åñêîãî ìîäóëÿòîðà, àíàëîãè÷íî êàäìèåâûé ïðèáîð NSL-19M51, âûïóñêàå-
ãåíåðàòîðó ïðÿìîóãîëüíûõ èìïóëüñîâ ñ ÷àñ- ìûé êîìïàíèåé LUNA, ðàñïîëîæåíû äðóã
òîòîé fCHOP, ìîäóëèðóåò êîýôôèöèåíò óñèëå- íàïðîòèâ äðóãà è ïîìåùåíû â ÷åðíóþ êîðîá-
íèÿ èíâåðòèðóþùåãî óñèëèòåëÿ, îñíîâàííîãî êó, ÷òîáû èñêëþ÷èòü ïîïàäàíèå íà îïòðîí
íà îïåðàöèîííîì óñèëèòåëå (ÎÓ) (Ðèñóíîê 1). ôîíîâîé çàñâåòêè.
Âõîäíîå íàïðÿæåíèå óñèëèòåëÿ ïðîïîðöèî-
íàëüíî ôîòîòîêó, ãåíåðèðóåìîìó ôîòîäèî- Äëÿ êàëèáðîâêè ñõåìû ñíà÷àëà îòêëþ÷èòå
äîì, êîòîðûé îáëó÷àåòñÿ ñâåòîâûì ïó÷êîì, èëè çàêðîéòå âõîäíîé ôîòîäèîä, ÷òîáû óñè-
ìîäóëèðîâàííûì ÷àñòîòîé ïðåðûâàòåëÿ. ëèòåëü A1A íå ïðåîáðàçîâûâàë ñèãíàë ïåðå-
 ýòîì ñëó÷àå, ïîñêîëüêó êîýôôèöèåíò óñè- ìåííîãî òîêà. Çàòåì óñòàíîâèòå ïåðåêëþ÷à-
ëåíèÿ è âõîä óïðàâëÿþòñÿ îäíîé ÷àñòîòîé, íà òåëü S1 â ïîëîæåíèå ÈÇÌÅÐÅÍÈÅ è ñ
âûõîäå óñèëèòåëÿ ïðèñóòñòâóåò ïîñòîÿííàÿ ïîìîùüþ ïîòåíöèîìåòðà RT2 óñòàíîâèòå
ñîñòàâëÿþùàÿ, êîòîðàÿ ìîæåò áûòü ëåãêî âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ðàâíûì íóëþ. Êîãäà
âûäåëåíà ôèëüòðîì íèæíèõ ÷àñòîò. ïåðåêëþ÷àòåëü S1 óñòàíîâëåí â ïîëîæåíèå
ÊÀËÈÁÐÎÂÊÀ, è íà âûõîäå áóôåðà óñòàíàâ-
Îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè A1A è A1B ïðåîá- ëèâàåòñÿ èçâåñòíîå òåñòîâîå íàïðÿæåíèå,
ðàçóþò ôîòîòîê â íàïðÿæåíèå òîëüêî äëÿ ðàâíîå ïðèìåðíî 300 ìÂ, ïîòåíöèîìåòðîì
ïåðåìåííûõ êîìïîíåíòîâ ñèãíàëà. Ñîïðî- RT1 çàôèêñèðóéòå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå íà
òèâëåíèå ðåçèñòîðà R1 ìîæíî èçìåíèòü â óðîâíå 0 Â. Òîãäà íàïðÿæåíèå VB, óïðàâëÿþ-
çàâèñèìîñòè îò óðîâíÿ îñâåùåííîñòè, êîòî- ùåå ñîïðîòèâëåíèåì RPR, óñòàíîâèò ñîîòíî-
ðûé ïîòðåáóåòñÿ èçìåðÿòü. Åìêîñòü êîíäåí- øåíèå RPR/RC = RA/RB. ÐË
ñàòîðà C1 âûáèðàåòñÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ
îáùåé åìêîñòüþ ôîòîäèîäà (åñëè ïðåíåá- Ññûëêè
ðå÷ü âõîäíîé åìêîñòüþ A1A). Âåëè÷èíà åìêîñ-
òè C1 äîëæíà áûòü òàêîé, ÷òîáû îáåñïå÷èòü 1. Wang, Tony, and Barry Erhman, “Compensate
óñòîé÷èâîñòü òðàíñèìïåäàíñíîé ñõåìû [1]. Transimpedance Amplifiers Intuitively,” Appli-
cation Report SBOA055A, Texas Instruments,
Îñíîâíûì ýëåìåíòîì ñõåìû ÿâëÿåòñÿ 1993.
îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü A1C, â öåïü îáðàò-
íîé ñâÿçè êîòîðîãî âêëþ÷åí ôîòîðåçèñòîð Ìàòåðèàëû ïî òåìå
RPR, îïðåäåëÿþùèé óñèëåíèå êàñêàäà. Ñîï-
ðîòèâëåíèå RPR çàâèñèò îò èíòåíñèâíîñòè 1. Datasheet LUNA optoelectronics NSL-19M51
ñâåòà, èçëó÷àåìîãî ñâåòîäèîäîì D1. Ñâåòî-
äèîäîì D1 óïðàâëÿåò ïðåîáðàçîâàòåëü 2. Datasheet Texas Instruments OPA4277

3. Datasheet Texas Instruments TL072

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 111

Îäíîïîëþñíûé

âûêëþ÷àòåëü

ñîâìåùàåò ôóíêöèè
óïðàâëåíèÿ ïèòàíèåì

è ïîëüçîâàòåëüñêîãî ââîäà

Eugene Kaplounovski

EDN

ÂÂ ýòîé ñòàòüå îïèñàí óñîâåðøåíñòâîâàí- ðûé òðåáîâàëñÿ â îðèãèíàëüíîé êîíñòðóêöèè.
Ìîæíî èñïîëüçîâàòü ìåìáðàííóþ òàêòîâóþ
íûé âàðèàíò ïðåäûäóùåé ñõåìû [1].  ñõåìå êíîïêó, ÷òîáû çíà÷èòåëüíî óïðîñòèòü
íà Ðèñóíêå 1 èñïîëüçóåòñÿ íîðìàëüíî ðà- êîíñòðóêöèþ óñòðîéñòâà è ïîâûñèòü åãî ýðãî-
çîìêíóòûé îäíîïîëþñíûé âûêëþ÷àòåëü âìåñ- íîìè÷íîñòü. Êðîìå òîãî, íîâàÿ ñõåìà íåìíî-
òî ïåðåêëþ÷àòåëÿ íà äâà íàïðàâëåíèÿ, êîòî-

Q1 IC1 VCC
P-ÊÀÍÀËÜÍÛÉ ÐÅÃÓËßÒÎÐ
VCC
MOSFET IN OUT P1.1

ÈÑ IC2
P1.2
R1 + C1 GND + C2
100k 10 µF 10 µF GND
+ Ç

BT1

ÁÀÒÀÐÅß

ÔÈÊÑÀÖÈß ÏÈÒÀÍÈß

D1 Q2 R2 R4 R3
1N914 2N3904 10k 47k 47k

ÂÛÊËÞ×ÀÒÅËÜ

S1 D2 C3
SPST 1N914 10 nF

112 Ðèñóíîê 1. Îäèí ïåðåêëþ÷àòåëü ìîæåò îáåñïå÷èòü óïðàâëåíèå ïèòà-
íèåì è ïîëüçîâàòåëüñêèé ââîä â ñèñòåìå íà áàçå ìèêðîêîíòðîëëåðà.

ÑÕÅÌÛ

ãî ñíèæàåò ïîòðåáëåíèå ìîùíîñòè â àêòèâ- Ïðè âûáîðå êîìïîíåíòîâ íåîáõîäèìî óáå-
íîì ðåæèìå çà ñ÷åò èñêëþ÷åíèÿ ïðîòåêàíèÿ äèòüñÿ, ÷òî íàïðÿæåíèå ïðîáîÿ çàòâîð-èñòîê
òîêà ÷åðåç íåàêòèâèðîâàííûé âûêëþ÷àòåëü. òðàíçèñòîðà Q1 ïðåâûøàåò ìàêñèìàëüíî âîç-
ìîæíîå âõîäíîå íàïðÿæåíèå; â ïðîòèâíîì
 ðåæèìå îæèäàíèÿ MOSFET Q1 îñòàåòñÿ ñëó÷àå äëÿ îãðàíè÷åíèÿ íàïðÿæåíèÿ çàòâîðà
çàêðûòûì è ïîòðåáëÿåò îò áàòàðåè òîê ìåíåå Q1 ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü ñòàáèëèòðîí. Åñëè ó
1 ìêÀ. Íàæàòèå íà êíîïêó S1 îòêðûâàåò Q1, ìèêðîñõåìû ðåãóëÿòîðà íàïðÿæåíèÿ IC1 åñòü
ñîåäèíÿÿ åãî çàòâîð ñ çåìëåé ÷åðåç äèîä D1. âûâîä âêëþ÷åíèÿ/âûêëþ÷åíèÿ, òðàíçèñòîð Q1
Ðåãóëÿòîð íàïðÿæåíèÿ IC1 âêëþ÷àåòñÿ è ïîäà- èç ñõåìû ìîæíî èñêëþ÷èòü. Äëÿ çàìåíû Q1
åò ïèòàíèå íà ìèêðîêîíòðîëëåð IC2. Ìèêðî- äðóãèì ñèëîâûì êîììóòàöèîííûì óñòðîé-
êîíòðîëëåð çàãðóæàåòñÿ è âûñòàâëÿåò âûñî- ñòâîì, òàêèì êàê n-p-n áèïîëÿðíûé òðàíçèñ-
êèé óðîâåíü íà âûõîäå P1.1, ÷òîáû âêëþ÷èòü òîð èëè ðåëå, âûáåðèòå Q2, ñïîñîáíûé îáåñ-
òðàíçèñòîð Q2 è çàôèêñèðîâàòü âêëþ÷åííîå ïå÷èòü òîê óïðàâëåíèÿ, òðåáóåìûé êîììóòà-
ñîñòîÿíèå ñèñòåìû, ïîçâîëÿÿ îòïóñòèòü êíîï- öèîííîìó óñòðîéñòâó. Äëÿ äàëüíåéøåãî ñíè-
êó S1. Ïðè ýòîì ðåçèñòîð R3 ïîäòÿãèâàåò âõîä æåíèÿ êîëè÷åñòâà êîìïîíåíòîâ ñõåìû ìîæíî
ìèêðîêîíòðîëëåðà P1.2 ê VCC. Íàæàòèå êíîï- çàìåíèòü äèîäû D1 è D2 ïîäõîäÿùåé äèîäíîé
êè âî âòîðîé ðàç ñîåäèíÿåò âõîä ìèêðîêîí- ñáîðêîé ñ îáùèì êàòîäîì, òàêîé, íàïðèìåð,
òðîëëåðà P1.2 ñ çåìëåé ÷åðåç äèîä D2 è ñèã- êàê BAV70. Åñëè â ìèêðî-ñõåìó IC2 âêëþ÷åíû
íàëèçèðóåò î ñîáûòèè íàæàòèÿ êíîïêè ìèê- ïîäòÿãèâàþùèå ðåçèñòîðû, ÷òî äåëàåòñÿ â
ðîïðîãðàììå. Çàêîí÷èâ ïðîãðàììó, ìèêðî- áîëüøèíñòâå ñîâðåìåííûõ ìèêðîêîíòðîëëå-
êîíòðîëëåð óñòàíàâëèâàåò íà âûõîäå P1.1 ðîâ, ðåçèñòîð R3 áóäåò íå íóæåí. ÐË
íèçêèé óðîâåíü, ÷òîáû çàêðûòü òðàíçèñòîð Q2
è, ñîîòâåòñòâåííî, Q1, îòêëþ÷àÿ ïèòàíèå ñèñ- Ññûëêè
òåìû äî òåõ ïîð, ïîêà ïîëüçîâàòåëü íå
íàæìåò êíîïêó S1 è ïåðåçàïóñòèò ïðîöåññ. 1. Äâå ôóíêöèè îäíîé êíîïêè â ïðîñòîé ìèêðî-
ïðîöåññîðíîé ñèñòåìå

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 113

Ïðåîáðàçîâàòåëü äëÿ

ïèòàíèÿ ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ

îò ïîðòà USB

Chad Olson, Maxim Integrated Products

EDN

ÑÑõåìà íà Ðèñóíêå 1 ïèòàåòñÿ îò ïîðòà äàííûìè, íàïðèìåð, âî âðåìÿ çàðÿäêè ëèòèé-
èîííîãî àêêóìóëÿòîðà. Ìèêðîñõåìà IC2 ïîâû-
USB è âûðàáàòûâàåò íàïðÿæåíèÿ 5 è 3.3 Â øàåò íàïðÿæåíèå áàòàðåè VBATT äî 5 Â, à IC3
äëÿ ïèòàíèÿ ïîðòàòèâíûõ óñòðîéñòâ, òàêèõ ïîíèæàåò âûõîäíîå íàïðÿæåíèå ðåãóëÿòîðà
êàê öèôðîâûå êàìåðû, MP3-ïëååðû è ÊÏÊ. 5 Â äî 3.3 Â. Ìèêðîñõåìà óïðàâëåíèÿ çàðÿä-
Ñõåìà íå ìåøàåò ïîðòó ïîääåðæèâàòü îáìåí

VBATT

VBUS 1 IN BATT
D–
ÐÀÇÚÅÌ 2 4.7 µF 2.2 µF ËÈÒÈÉ-
D+ USB 316 ÈÎÍÍÛÉ
GND 3 SELV IC1 GND ÀÊÊÓÌÓËßÒÎÐ
4 ÈÍÄÈÊÀÒÎÐ MAX1811
ÇÀÐßÄÊÈ
EN 500 ìÀ

SELI 100 ìÀ
10k
CHG

VBATT 5Â
100k
22 µH LX BATT OUT

R1 + GND + 0.1 µF
604k 47 µF LBI 47 µF

R2 R3 IC2
249k 1.3M MAX1797

FB
LBO

SHDN

5Â 3.3 Â
10 µF
IN OUT

22 µH

SHDN IC3 LX

FB MAX1837 +
150 µF

GND

Ðèñóíîê 1. Ïîëó÷àÿ ïèòàíèå îò ïîðòà USB, ýòà ñõåìà âûðàáàòûâàåò íàïðÿæåíèÿ
5 è 3.3 Â äëÿ ïîðòàòèâíûõ ïðèëîæåíèé.

114 ÑÕÅÌÛ

êîé ëèòèé-èîííûõ àêêóìóëÿòîðîâ IC1 ïîëó÷à- 250 ìÂ. Êîãäà IC2 îòêëþ÷àåò íàãðóçêó, ïðåðû-
åò ïèòàíèå îò ïîðòà USB. Ïîäà÷à íèçêîãî âàÿ òîê àêêóìóëÿòîðà, íàïðÿæåíèå íà íåì
óðîâíÿ íà âûâîä SELI óñòàíàâëèâàåò çàðÿä- íåìåäëåííî óâåëè÷èâàåòñÿ íà 250 ìÂ.
íûé òîê 100 ìÀ äëÿ ìàëîìîùíûõ ïîðòîâ
USB, à ïðè èñïîëüçîâàíèè ìîùíûõ ïîðòîâ ñ N-êàíàëüíûé MOSFET íà âûõîäå LBO
òîêîì 500 ìÀ óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ íà ýòîì ïðåäîòâðàùàåò ýòè êîëåáàíèÿ, äîáàâëÿÿ
âõîäå äîëæåí áûòü âûñîêèì. Àíàëîãè÷íî ãèñòåðåçèñ â öåïü îáíàðóæåíèÿ ðàçðÿäà àêêó-
ðàáîòàåò âõîä SELV: íèçêèé èëè âûñîêèé ìóëÿòîðà. Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 èìååò ïîðîã
âõîäíûå óðîâíè êîíôèãóðèðóþò ìèêðîñõåìó ðàçðÿäà, ðàâíûé 2.9 Â. Êîãäà íàïðÿæåíèå
äëÿ ðàáîòû ñ àêêóìóëÿòîðàìè 4.2 èëè 4.1 Â, VBATT ïàäàåò íèæå 2.9 Â, âíóòðåííèé òðàíçèñ-
ñîîòâåòñòâåííî. Äëÿ çàùèòû àêêóìóëÿòîðà òîð íà âûõîäå LBO çàêðûâàåòñÿ, ïîçâîëÿÿ
íàïðÿæåíèå îêîí÷àíèÿ çàðÿäêè ïîääåðæèâà- âûõîäó SHDN óñòàíîâèòü âûñîêèé óðîâåíü è
åòñÿ ìèêðîñõåìîé IC1 ñ òî÷íîñòüþ 0.5%. âêëþ÷èòü âíåøíèé MOSFET. Êîãäà ýòîò
Âûâîä CHG ïîçâîëÿåò âêëþ÷àòü ñâåòîäèîä MOSFET îòêðûâàåòñÿ, ñîåäèíåííûå ïàðàë-
âî âðåìÿ ïðîöåññà çàðÿäêè. ëåëüíî ðåçèñòîðû 1.3 ÌÎì è 249 êÎì óñòà-
íàâëèâàþò ïîðîã VBATT, ðàâíûì 3.3 Â, óñòðà-
DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëü IC2, ïîâûøàþ- íÿÿ êîëåáàíèÿ. Ïîðîãè âûêëþ÷åíèÿ VBATT_OFF
ùèé íàïðÿæåíèå VBATT äî 5 Â, ìîæåò îòäàâàòü è âêëþ÷åíèÿ VBATT_ON îïðåäåëÿþòñÿ ñëåäóþ-
òîêè äî 450 ìÀ. Åãî ñõåìà îïðåäåëåíèÿ ùèìè âûðàæåíèÿìè:
ñîñòîÿíèÿ ðàçðÿäà è âîçìîæíîñòü èñòèííîãî
îòêëþ÷åíèÿ îáåñïå÷èâàþò çàùèòó ëèòèé- VBATT _ OFF = VLBI × R1 + R2 ,
èîííîãî àêêóìóëÿòîðà. Îòñîåäèíÿÿ àêêóìó- R2
ëÿòîð îò âûõîäà, «èñòèííîå îòêëþ÷åíèå»
îãðàíè÷èâàåò òîê àêêóìóëÿòîðà äî óðîâíÿ ãäå VLBI = 0.85  è
ìåíåå 2 ìêÀ. Âíåøíèé ðåçèñòèâíûé äåëè-
òåëü, âêëþ÷åííûé ìåæäó øèíîé VBATT è çåì- VBATT _ ON = VLBI × R1 + R¢2 ,
ëåé, óñòàíàâëèâàåò ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå R¢2
ðàçðÿäà àêêóìóëÿòîðà. Ñîåäèíåíèå âûõîäà
LBO (áàòàðåÿ ðàçðÿæåíà) ñ âõîäîì îòêëþ÷å- ãäå
íèÿ SHDN çàñòàâëÿåò ìèêðîñõåìó IC2 îòñîå-
äèíÿòü ñâîþ íàãðóçêó â îòâåò íà ïàäåíèå R¢2 = R2R3 .
íàïðÿæåíèÿ àêêóìóëÿòîðà. Âíóòðåííåå R2 + R3
ñîïðîòèâëåíèå àêêóìóëÿòîðà ñòàíîâèòñÿ
ïðè÷èíîé êîëåáàíèé, êîãäà öåïü îáíàðóæå- È, íàêîíåö, ïðåîáðàçîâàòåëü IC3 ïîíèæà-
íèÿ ðàçðÿäà â ìèêðîñõåìå IC2 îòêëþ÷àåò ðàç- åò 5 Â, îáåñïå÷èâàÿ íàãðóçêó íàïðÿæåíèåì
ðÿæåííûé àêêóìóëÿòîð îò íàãðóçêè. Åñëè 3.3  ïðè òîêàõ äî 250 ìÀ è ÊÏÄ, ïðåâûøàþ-
ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà âíóòðåííåì ñîïðî- ùåì 90%.ÐË
òèâëåíèè àêêóìóëÿòîðà èñ÷åçàåò, íàïðÿæå-
íèå àêêóìóëÿòîðà óâåëè÷èâàåòñÿ è ñíîâà Ìàòåðèàëû ïî òåìå
âêëþ÷àåò IC2. Íàïðèìåð, íà âíóòðåííåì
ñîïðîòèâëåíèè ëèòèé-èîííîãî àêêóìóëÿòîðà 1. Datasheet Maxim MAX1797
ñ âíóòðåííèì ñîïðîòèâëåíèåì 500 ìÎì, îòäà- 2. Datasheet Maxim MAX1811
þùåãî â íàãðóçêó 500 ìÀ, ïàäàåò íàïðÿæåíèå 3. Datasheet Maxim MAX1837

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 115

Ïåðåìåííàÿ
íàãðóçêà

äëÿ ïðîâåðêè

èñòî÷íèêîâ íàïðÿæåíèÿ

Michele Frantisek

EDN

ÑÑõåìà íà Ðèñóíêå 1, ñëóæàùàÿ ïåðåìåí- óñòðîéñòâî. Ñõåìà ñîäåðæèò ÖÀÏ AD558
(IC1), îáåñïå÷èâàþùèé îïîðíîå íàïðÿæåíèå
íîé íàãðóçêîé äëÿ òåñòèðîâàíèÿ èñòî÷íèêîâ â Òî÷êå A.  ýòîì ïðèëîæåíèè õîðîøî ðàáîòà-
íàïðÿæåíèÿ, îñíîâàíà íà èñòî÷íèêå âòåêàþ- åò ïðàêòè÷åñêè ëþáîé öèôðîàíàëîãîâûé
ùåãî òîêà. Èñïîëüçóÿ öèôðîâûå êîìàíäû, ïðåîáðàçîâàòåëü. AD558 ïèòàåòñÿ îäíèì
ìîæíî â øèðîêîì äèàïàçîíå è íåçàâèñèìî îò íàïðÿæåíèåì è èìååò âíóòðåííèé îïîðíûé
âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ñõåìû ðåãóëèðîâàòü èñòî÷íèê, ÷òî óïðîùàåò êîíñòðóêöèþ ñõåìû.
òîê íàãðóçêè, èäóùèé ÷åðåç òåñòèðóåìîå

12 Â
0.1 µF

VCC 12 Â Q1
2N3440
DBO VOUT A 10k +
1k
…… IC2
VSEN OP77
–
DB3 VSEL
–12 Â
ÂÕÎÄÛ DB4 IC1 ÏÎÂÅÐßÅÌÎÅ
ÄÀÍÍÛÕ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ
AD558 Q2
10k TIPL762
DB7

CE 1
R 10 Âò
CS
GND GND 1%

116 Ðèñóíîê 1. Ïðîñòàÿ ñõåìà ïîçâîëÿåò îñóùåñòâëÿòü öèôðîâîå óïðàâëåíèå
òîêîì íåçàâèñèìî îò âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ.

ÑÕÅÌÛ

Òàáëèöà 1. Çàâèñèìîñòü âûõîäíîãî íàïðÿæå- åì, ïàäàþùèì íà ðåçèñòîðå R. Âûõîäíîå
íèÿ ÖÀÏ îò âõîäíîãî êîäà íàïðÿæåíèå ìèêðîñõåìû IC2 óïðàâëÿåò òðàí-
çèñòîðàìè Q1 è Q2 òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû
Öèôðîâîé êîä íà âõîäå IC1 Íàïðÿæåíèå íàïðÿæåíèå íà R ðàâíÿëîñü îïîðíîìó íàïðÿ-
æåíèþ â Òî÷êå A. Íàïðÿæåíèå íà R ïðîïîðöè-
Äâîè÷íûé Øåñòíàäöàòåðè÷íûé â òî÷êå A (Â) îíàëüíî òîêó, ïðîõîäÿùåìó ÷åðåç òåñòèðóå-
ìîå óñòðîéñòâî, è íå çàâèñèò îò âûõîäíîãî
0000 0000 00 0 íàïðÿæåíèÿ. Ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñòîðà R íà
0000 0001 01 0.01 Ðèñóíêå 1 ðàâíî 1 Îì; òàêèì îáðàçîì, ïðè
0000 1111 0F 0.15 íàïðÿæåíèè 1  â Òî÷êå À âòåêàþùèé òîê
0001 0000 10 0.16 ðàâåí 1 À. Ïðè èñïîëüçîâàíèè êîìïîíåíòîâ ñ
1000 0000 80 1.28 íîìèíàëàìè, ïîêàçàííûìè íà Ðèñóíêå 1,
1111 1111 FF 2.55 ñõåìà ìîæåò óïðàâëÿòü òîêàìè ÷åðåç ïðîâå-
ðÿåìîå óñòðîéñòâî îò 0 äî 2.55 À ïðè íàïðÿ-
IC1 âûðàáàòûâàåò âûõîäíûå íàïðÿæåíèÿ îò 0 æåíèè îò 5 äî 250 Â. Ìîùíîñòü, ðàññåèâàå-
äî 2.55  (Òàáëèöà 1). Óïðàâëÿþùèå âõîäû ìàÿ òðàíçèñòîðîì Q2, íè â êîåì ñëó÷àå íå
CE è CS ìèêðîñõåìû IC1 ïîçâîëÿþò èñïîëü- äîëæíà ïðåâûøàòü 120 Âò. ÐË
çîâàòü äëÿ óïðàâëåíèÿ ÖÀÏ øèíó ìèêðîïðî-
öåññîðà. Åñëè øèíû äàííûõ â ïðèëîæåíèè Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íåò, CE è CS ñëåäóåò ïîäêëþ÷èòü ê çåìëå,
÷òîáû ïîëó÷èòü ïðÿìîé äîñòóï ê âõîäàì äàí- 1. Datasheet Analog Devices AD558
íûõ ÖÀÏ.
2. Datasheet Analog Devices OP77
Âòîðàÿ ÷àñòü ñõåìû íà Ðèñóíêå 1 ñîñòîèò
èç îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ IC2, óïðàâëÿþ- 3. Datasheet STMicroelectronics 2N3440
ùåãî òðàíçèñòîðàìè Q1 è Q2. IC2 ñðàâíèâàåò
îïîðíîå íàïðÿæåíèå â Òî÷êå A ñ íàïðÿæåíè- 4. Datasheet Bourns TIPL762

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 117

Äîáàâüòå óñèëåíèå
ê óñèëèòåëþ

àáñîëþòíîãî çíà÷åíèÿ

Chuck Wojslaw

EDN

ÓÓñèëèòåëü àáñîëþòíîãî çíà÷åíèÿ ÿâëÿåò- èç èíâåðòèðóþùåãî óñèëèòåëÿ IC1, ðàáîòàþ-
ùåãî òîëüêî ñ ñèãíàëàìè ïîëîæèòåëüíîé
ñÿ îñíîâíûì ñòðîèòåëüíûì áëîêîì â êîí- ïîëÿðíîñòè, è ñóììèðóþùåãî óñèëèòåëÿ IC2.
òðîëüíî-èçìåðèòåëüíûõ ïðèëîæåíèÿõ è ïðè- Ñîïðîòèâëåíèå îáðàòíîé ñâÿçè R1 ñóììèðó-
ëîæåíèÿõ îáðàáîòêè ñèãíàëîâ. Ïîäêëþ÷åíèå þùåãî óñèëèòåëÿ ïðåäñòàâëåíî ïðîãðàììè-
ïðîãðàììèðóåìîãî öèôðîâîãî ïîòåíöèîìåò- ðóåìûì öèôðîâûì ïîòåíöèîìåòðîì. Åãî
ðà äîáàâëÿåò ê ýòîé êëþ÷åâîé ñõåìå åùå ñîïðîòèâëåíèå ìîäåëèðóåòñÿ êàê
îäíî èçìåðåíèå – G (êîýôôèöèåíò óñèëå-
íèÿ). Ïîñêîëüêó êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ïðî- pR2 = p(10 êÎì),
ãðàììèðóåòñÿ, ñõåìó ìîæíî èñïîëüçîâàòü â
êà÷åñòâå óñèëèòåëÿ àáñîëþòíîãî çíà÷åíèÿ ãäå p ìîæåò ïðèíèìàòü çíà÷åíèÿ îò 0 äî 1/99 è
(G > 1) èëè àòòåíþàòîðà àáñîëþòíîãî çíà÷å- äî 99/99, õàðàêòåðèçóÿ ìíîæåñòâî îòíîñè-
íèÿ (G < 1). Èçîáðàæåííàÿ íà Ðèñóíêå 1 ñõå- òåëüíûõ ïîëîæåíèé äâèæêà îò îäíîãî êîíöà
ìà, ïèòàþùàÿñÿ îò îäíîãî èñòî÷íèêà, ñîñòîèò

5V

8 (W)
U/D 2
INC 1 CAT5113

7

4

2k 5

6 R1 3

10k (0) 10k (1)

10k 13 _ 5V

IC1 14 1k 2 _ 4
LMC6064
VS 12 + IC2 1 VOUT
LMC6064
3 + 11

2.5V

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà ìîæåò ñëóæèòü àòòåíþàòîðîì èëè óñèëèòåëåì àáñîëþòíîãî çíà÷åíèÿ.

118 ÑÕÅÌÛ

ïîòåíöèîìåòðà (0) äî äðóãîãî (1). Äëÿ âõîä- òèâëåíèè ìåæäó êîíöàìè ïîòåíöèîìåòðà
íûõ íàïðÿæåíèé, ïðåâûøàþùèõ îïîðíîå, RPOT. Ïðè âêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ äâèæîê óñòà-
íàïðèìåð, (VS > 2.5 Â), è íàïðÿæåíèé, ìåíü- íàâëèâàåòñÿ â ïîëîæåíèå, ñîõðàíåííîå â åãî
øèõ îïîðíîãî (VS < 2.5 Â), âûõîäíîå íàïðÿæå- ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòè. Ýòî ñîõðàíåí-
íèå ðàâíî íîå çíà÷åíèå óñòàíàâëèâàåò çíà÷åíèå êîýô-
ôèöèåíòà óñèëåíèÿ ïî óìîë÷àíèþ ïîñëå
VOUT = 2.5  + p5VS = 2.5  + GVS . âêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ. Îñíîâíàÿ èäåÿ ýòîé
ñõåìû âçÿòà èç [1]. ÐË
Ïîòåíöèîìåòð CAT5113 èìååò 100 ïîëî-
æåíèé äâèæêà è èíêðåìåíòíî-äåêðåìåíòíûé Ññûëêà
èíòåðôåéñ. Ïðè èñïîëüçîâàíèè ýòîãî ïîòåí-
öèîìåòðà êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ ñõåìû 1. Cipri, Teno, “Absolute-value comparator touts
ìîæåò èçìåíÿòüñÿ îò 5/99 äî 5. Èçìåðåííàÿ accuracy, size”
òî÷íîñòü ñõåìû ñîñòàâëÿåò ïðèáëèçèòåëüíî
1% äëÿ óìåðåííûõ çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòà Ìàòåðèàëû ïî òåìå
óñèëåíèÿ (îò 0.5 äî 4) è ïðè èçâåñòíîì ñîïðî-
1. Datasheet ON Semiconductor CAT5113
2. Datasheet Texas Instruments LMC6064

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 119

Ñõåìà êîìïåíñàöèè

ðàçáðîñà íàïðÿæåíèÿ âêëþ÷åíèÿ
GaAs MESFET

Ken Yang

EDN

ÏÏîðîãîâûå íàïðÿæåíèÿ âêëþ÷åíèÿ àðñå- èìåþò çíà÷èòåëüíûé ðàçáðîñ, äàæå â ïðåäå-
ëàõ îäíîé ïàðòèè. Ýòî çàòðóäíÿåò ðàçðàáîòêó
íèä ãàëëèåâûõ (GaAs) MESFET (metal- ñõåìû ñìåùåíèÿ, îñîáåííî åñëè óñòðîéñòâî
ñîçäàåòñÿ äëÿ êðóïíîñåðèéíîãî ïðîèçâîä-
semiconductor field-effect transistors – ìåòàëë-

ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïîëåâîé òðàíçèñòîð)

VDD

ÄÐÎÑÑÅËÜ
Â×-ÂÛÕÎÄ

Â×-ÂÕÎÄ

MESFET

0.1
1k RSENSE

IC1 RG1 RG2
MAX4473 1k 1k
2
1 SR2

SR1 +
_
4 PC +
SR3
+ VPC _ 6 7
_ OUT
RG3 1 nF
3R VEE
VEE +
R _
3 SHDN VGND
VCC
8 GND
5

VEE

Ðèñóíîê 1. Ìèêðîñõåìà èíòåëëåêòóàëüíîãî ñìåùåíèÿ ãàðàíòèðóåò êîìïåíñàöèþ ðàçáðîñà
ïîðîãîâûõ íàïðÿæåíèé GaAs ïîëåâûõ òðàíçèñòîðîâ ïðè êðóïíîñåðèéíîì ïðîèçâîäñòâå.

120 ÑÕÅÌÛ

ñòâà. ×òîáû ïðåîäîëåòü ýòîò íåäîñòàòîê, Òîê, ïðîõîäÿùèé ÷åðåç RG1, çàâèñèò îò
ìîæíî ââåñòè äàò÷èê òîêà, êîòîðûé áóäåò âåëè÷èíû íàïðÿæåíèÿ VPC îòíîñèòåëüíî
îòñëåæèâàòü òîê ñìåùåíèÿ è îáåñïå÷èâàòü íàïðÿæåíèÿ îòðèöàòåëüíîãî èñòî÷íèêà ïèòà-
îáðàòíóþ ñâÿçü íà âõîä çàòâîðà (Ðèñóíîê 1). íèÿ VEE, ïðèëîæåííîãî ê âõîäó óïðàâëåíèÿ
IC1 îáúåäèíÿåò äàò÷èê òîêà è óñèëèòåëü îøèá- ìîùíîñòüþ (âûâîä 4). Ðåàëèçîâàòü VPC
êè. Ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ óïðàâëåíèÿ âûõîä- ìîæíî ñ ïîìîùüþ äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ,
íîé ìîùíîñòüþ ðàäèî÷àñòîòíûõ óñèëèòåëåé, îïîðíîãî èñòî÷íèêà èëè èñòî÷íèêà ðåãóëèðó-
ýòà ìèêðîñõåìà èçìåðÿåò òîê ñòîê-èñòîê IDS åìîãî íàïðÿæåíèÿ. Ïîñêîëüêó íàïðÿæåíèå
íà èñòîêå òðàíçèñòîðà, ñðàâíèâàåò è èíòåãðè- çàòâîðà îòðèöàòåëüíî îòíîñèòåëüíî èñòîêà,
ðóåò ðàçíîñòü ìåæäó ïàäåíèÿìè íàïðÿæåíèÿ ïîäêëþ÷åíèå ïèòàíèÿ ê ìèêðîñõåìå IC1 íåîá-
íà RSENSE è RG1 è ïîäàåò âûõîäíîå íàïðÿæå- õîäèìî èçìåíèòü, ÷òîáû îáåñïå÷èòü îòðèöà-
íèå îáðàòíîé ñâÿçè íà çàòâîð MESFET. òåëüíîå íàïðÿæåíèå óïðàâëåíèÿ çàòâîðîì
Îáðàòíàÿ ñâÿçü ðåãóëèðóåò IDS òàêèì îáðà- MESFET: Âûâîä VCC ìèêðîñõåìû íóæíî ïîä-
çîì, ÷òîáû äâà ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ áûëè êëþ÷èòü ê çåìëå, à âûâîä çåìëè ê øèíå VEE.
ðàâíû, òåì ñàìûì, ïîääåðæèâàÿ òðåáóåìûé Ýòó ñõåìó ìîæíî ëåãêî ìîäèôèöèðîâàòü äëÿ
òîê èñòîêà, íåçàâèñèìî îò ïîðîãîâûõ õàðàê- ñìåùåíèÿ áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ è
òåðèñòèê çàòâîðà MESFET. Âûðàæåíèå äëÿ MOSFET. ÐË
òîêà ñòîê-èñòîê èìååò âèä
Ìàòåðèàëû ïî òåìå
IDS = VPCRG1 .
4 RG3RSENSE 1. Datasheet Maxim MAX4473

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 121

Ëîãè÷åñêèé ïðîáíèê

äëÿ ñèãíàëîâ ÒÒË è ÊÌÎÏ
èç íåáîëüøîãî
êîëè÷åñòâà êîìïîíåíòîâ

Aruna Rubasinghe

EDN

 ñõåìå ëîãè÷åñêîãî ïðîáíèêà ÒÒË/ÊÌÎÏ çàãîðàåòñÿ ïðè íèçêîì ëîãè÷åñêîì óðîâíå,
êðàñíûé óêàçûâàåò íà âûñîêèé óðîâåíü.
íà Ðèñóíêå 1 èñïîëüçóåòñÿ âêëþ÷åííûé êîì-
ïàðàòîðîì ñäâîåííûé îïåðàöèîííûé óñèëè- Íåèíâåðòèðóþùèé âõîä IC1A è èíâåðòèðó-
òåëü (ÎÓ) LM358 è íåñêîëüêî äðóãèõ íåäîðî- þùèé âõîä IC1B ïîäêëþ÷àþòñÿ ê èçìåðèòåëü-
ãèõ êîìïîíåíòîâ. Óñòðîéñòâî ïîëó÷àåò ïèòà- íîìó ùóïó.  êà÷åñòâå ïîðîãîâîãî óðîâíÿ
íèå îò ïðîâåðÿåìîé ñõåìû, ÷òî ïîçâîëÿåò «ëîã. 1» ñõåìà èñïîëüçóåò 90% îò íàïðÿæå-
åìó ðàáîòàòü ñ ëîãè÷åñêèìè óðîâíÿìè ÒÒË íèÿ ïèòàíèÿ â ðåæèìå ÊÌÎÏ è 2.7  â ðåæèìå
èëè ÊÌÎÏ. Îáà ÎÓ IC1A è IC1B íàõîäÿòñÿ â ÒÒË.  êà÷åñòâå ïîðîãà «ëîã. 0», êàê äëÿ ÒÒË,
îäíîì êîðïóñå ìèêðîñõåìû LM358. Ïåðåêëþ- òàê è äëÿ ÊÌÎÏ, èñïîëüçóåòñÿ óðîâåíü 0.7 Â.
÷àòåëü S1 ïðåäíàçíà÷åí äëÿ âûáîðà ðåæèìû Ðåçèñòèâíûé äåëèòåëü R3/R4 äåëèò íàïðÿæå-
ðàáîòû – ÒÒË èëè ÊÌÎÏ. Çåëåíûé ñâåòîäèîä íèå 2.7 Â ñòàáèëèòðîíà D1 ïîïîëàì, îáåñïå-

J1 R6 LED2 R2
1.2k ÊÐÀÑÍÛÉ 1.5k
ÏÎËÎÆÈÒÅËÜÍÎÅ
ÍÀÏÐßÆÅÍÈÅ 3 + 8 R2 8 IC1B + 5 J3
ÏÈÒÀÍÈß IC1A 1 1k LM358AD
7 4 –6 ÈÇÌÅÐÈÒÅËÜÍÛÉ
R5 LM358AD ÙÓÏ
1k
D2
2– 1N4148
4

S1 LED2
ÇÅËÅÍÛÉ
ÒÒË ÊÌÎÏ
R3
10k

D1 R4 R7
J2 2.7 Â 10k 10k

ÇÅÌËß

Ðèñóíîê 1. Äâà êîìïàðàòîðà è íåñêîëüêî äåëèòåëåé íàïðÿæåíèÿ îïðåäåëÿþò ñòàòóñ
ÒÒË èëè ÊÌÎÏ ëîãè÷åñêîãî ñèãíàëà.

122 ÑÕÅÌÛ

÷èâàÿ ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå 1.35  íà íåèí- çîì, óðîâåíü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ IC1A íèç-
âåðòèðóþùåì âõîäå IC1A è èíâåðòèðóþùåì êèé. Íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå
âõîäå IC1B. Ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ 0.7 Â íà ñìå- IC1B, òî åñòü, íàïðÿæåíèå íà ùóïå, áîëüøå
ùåííîì â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè äèîäå D2 ñëó- íàïðÿæåíèÿ 0.7 Â íà åãî íåèíâåðòèðóþùåì
æèò íèæíèì ïîðîãîì, ïðåäñòàâëÿþùèì âõîäå. Óðîâåíü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ IC1B,
«ëîã. 0». Ýòî íàïðÿæåíèå ïîäàåòñÿ íà íåèí- ñîîòâåòñòâåííî, âûñîêèé. Çàãîðàåòñÿ çåëå-
âåðòèðóþùèé âõîä IC1B. íûé ñâåòîäèîä, èíäèöèðóÿ íèçêèé ëîãè÷åñêèé
óðîâåíü.
 ðåæèìå ÒÒË íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþ-
ùåì âõîäå IC1A ðàâíî 2 Â. Â ðåæèìå ÊÌÎÏ Ïðè èçìåðåíèè «ëîã. 1» â ðåæèìå ÊÌÎÏ
íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå IC1A íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå IC1A,
îïðåäåëÿåòñÿ äåëèòåëåì R6/R7 è ñîñòàâëÿåò ñîñòàâëÿþùåå 90% îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ,
ïîðÿäêà 90% îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Êîãäà áîëüøå ÷åì íàïðÿæåíèå íà åãî íåèíâåðòèðó-
ùóï íàõîäèòñÿ â âûñîêîèìïåäàíñíîì ñîñòî- þùåì âõîäå. Òàêèì îáðàçîì, óðîâåíü âûõîä-
ÿíèè â ðåæèìå ëèáî ÊÌÎÏ, ëèáî ÒÒË, íàïðÿ- íîãî íàïðÿæåíèÿ âûñîêèé. Íàïðÿæåíèå íà
æåíèå íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå óñèëèòåëÿ èíâåðòèðóþùåì âõîäå IC1B, òî åñòü, íàïðÿæå-
IC1A áîëüøå íàïðÿæåíèÿ 1.35 Â íà åãî íåèí- íèå íà ùóïå, ïðåâûøàåò íàïðÿæåíèÿ 0.7 Â íà
âåðòèðóþùåì âõîäå. Íàïðÿæåíèå íà âûõîäå åãî íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå, è óðîâåíü
IC1A èìååò íèçêèé óðîâåíü. Íàïðÿæåíèå íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå íèçêèé. Çàãîðàåòñÿ
1.35 Â íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå IC1B áîëüøå, êðàñíûé ñâåòîäèîä, èíäèöèðóÿ âûñîêèé ëîãè-
÷åì íàïðÿæåíèå 0.7  íà íåèíâåðòèðóþùåì ÷åñêèé óðîâåíü.
âõîäå. Óðîâåíü âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ IC1B
òàêæå íèçêèé, è îáà ñâåòîäèîäà íå ãîðÿò. Ïðè èçìåðåíèè «ëîã. 0» íàïðÿæåíèå íà
èíâåðòèðóþùåì âõîäå IC1A, ñîñòàâëÿþùåå
 ðåæèìå ÒÒË ïðè èçìåðåíèè «ëîã. 1» 90% îò íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ, ïðåâûøàåò
íàïðÿæåíèå 2.7 Â íà èíâåðòèðóþùåì âõîäå íàïðÿæåíèå íà åãî íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå.
IC1A ìåíüøå íàïðÿæåíèÿ íà åãî íåèíâåðòèðó- Òîãäà óðîâåíü íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå IC1A
þùåì âõîäå, êîòîðîå ÿâëÿåòñÿ íàïðÿæåíèåì áóäåò íèçêèì, à íà âûõîäå IC1B – âûñîêèì,
ùóïà. Íàïðÿæåíèå íà âûõîäå IC1A èìååò ïîñêîëüêó íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðóþùåì
âûñîêèé óðîâåíü. Íàïðÿæåíèå íà èíâåðòèðó- âõîäå IC1B áîëüøå, ÷åì 0.7  íà íåèíâåðòèðó-
þùåì âõîäå IC1A, òî åñòü, íàïðÿæåíèå íà þùåì âõîäå. Çàãîðàåòñÿ çåëåíûé ñâåòîäèîä,
ùóïå, áîëüøå íàïðÿæåíèÿ 0.7  íà íåèíâåð- èíäèöèðóÿ íèçêèé ëîãè÷åñêèé óðîâåíü. Êîãäà
òèðóþùåì âõîäå. Ñîîòâåòñòâåííî, íà âûõîäå ñèãíàë íà èçìåðèòåëüíîì ùóïå èìååò èì-
IC1B íàïðÿæåíèå íèçêîå. Êðàñíûé ñâåòîäèîä ïóëüñíûé õàðàêòåð, îáà ñâåòîäèîäà ïîïåðå-
çàãîðàåòñÿ, èíäèöèðóÿ âûñîêèé ëîãè÷åñêèé ìåííî âêëþ÷àþòñÿ è âûêëþ÷àþòñÿ ñ ÷àñòîòîé
óðîâåíü. Åñëè èçìåðÿåìûé ëîãè÷åñêèé óðî- èìïóëüñîâ. ÐË
âåíü íèçêèé, íàïðÿæåíèå 2.7 Â íà íåèíâåðòè-
ðóþùåì âõîäå ÎÓ IC1A áîëüøå, ÷åì íàïðÿæå- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íèå íà åãî íåèíâåðòèðóþùåì âõîäå, êîòîðîå
ÿâëÿåòñÿ íàïðÿæåíèåì ùóïà. Òàêèì îáðà- 1. Datasheet Texas Instruments LM358

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 123

Êîìïàðàòîð ÷àñòîò
ñ âûõîäîì ñòàòóñà

Susanne Nell

EDN

ÏÏåðâîíà÷àëüíîå íàçíà÷åíèå ñõåìû íà Åñëè ÷àñòîòà íèæå íèæíåé ãðàíèöû, ñâåòîäè-
îä íå ãîðèò. Åñëè ÷àñòîòà íàõîäèòñÿ ìåæäó
Ðèñóíêå 1 çàêëþ÷àëîñü â ïðîâåðêå ÷èñëà ýòèìè ïðåäåëàìè, ñâåòîäèîä âñïûõèâàåò ñ
îáîðîòîâ äâèãàòåëÿ ñ ïîìîùüþ ñâåòîäèîäà â ïîñòîÿííûì ïåðèîäîì, à åñëè ÷àñòîòà âûøå
êà÷åñòâå åäèíñòâåííîãî óñòðîéñòâà èíäèêà- âåðõíåãî ïðåäåëà, ñâåòîäèîä ãîðèò ïîñòîÿí-
öèè. Äëÿ òàêèõ èçìåðåíèé îáû÷íî èñïîëüçó- íî. Õîòÿ ýòó ðàáîòó ìîæåò âûïîëíÿòü ìèêðî-
þòñÿ äàò÷èêè, ÷àñòîòà âûõîäíîãî ñèãíàëà êîíòðîëëåð, èíîãäà ëó÷øå èñïîëüçîâàòü àíà-
êîòîðûõ ïðîïîðöèîíàëüíà ÷èñëó îáîðîòîâ. ëîãîâóþ ñõåìó – íàïðèìåð, åñëè èçìåðÿåìàÿ
Ñõåìà ñðàâíèâàåò ÷àñòîòó âûõîäíîãî ñèãíà- ÷àñòîòà ñëèøêîì âûñîêà äëÿ ïðîñòîãî êîí-
ëà äàò÷èêà ñ íèæíèì è âåðõíèì ïðåäåëîì è òðîëëåðà.  ñõåìå íà Ðèñóíêå 1 èñïîëüçóåòñÿ
âûäàåò âèçóàëüíûé ðåçóëüòàò íà ñâåòîäèîä.

5Â

5Â 5Â

IC1 100 nF
74HC4046 16
J1 D1 22k
1 LED 470

1 µF 4 VCOUT VDD Q2
ÂÕÎÄÍÎÉ 3 BSS89
ÑÈÃÍÀË
CIN

14 P1 2 100k
SIN P2
13
6 C1A P3 15
PP
7 1 1 µF 5Â
11 C1B 22k
C1 R1 10 C2
10 nF 12 R2 DEMO 2.2 µF
5Â
R1 5 INH 9 100k
100k VCOIN R2 100k
100k
GND

J2 8
1
R4
R3 100k Q1
100k BC548

ÇÅÌËß

Ðèñóíîê 1.  ýòîì àíàëîãîâîì ÷àñòîòíîì êîìïàðàòîðå äëÿ èíäèêàöèè âåðõíåãî è
íèæíåãî ïðåäåëîâ ÷àñòîòû èñïîëüçóåòñÿ ñâåòîäèîä.

124 ÑÕÅÌÛ

îäíà ñòàíäàðòíàÿ íåäîðîãàÿ ìèêðîñõåìà, íå Ýòîò âûñîêèé âûõîäíîé óðîâåíü âêëþ÷àåò
òðåáóþùàÿ íàïèñàíèÿ ïðîãðàììíîãî êîäà. òðàíçèñòîð Q2 è çàêðûâàåò Q1. Ïðè âûêëþ-
Êðîìå òîãî, ýòî äåøåâëå, ÷åì ïîäîáíûå ñõå- ÷åííîì Q1 íàïðÿæåíèå ÃÓÍ óâåëè÷èâàåòñÿ
ìû, îñíîâàííûå íà ìèêðîêîíòðîëëåðàõ. äî âòîðîãî çíà÷åíèÿ, áîëåå âûñîêîãî, îïðå-
äåëÿåìîãî ñîïðîòèâëåíèÿìè ðåçèñòîðîâ R2 è
Îñíîâíûì êîìïîíåíòîì ñõåìû ÿâëÿåòñÿ R3, è ÃÓÍ ãåíåðèðóåò ÷àñòîòó äëÿ âåðõíåãî
ìèêðîñõåìà ÔÀÏ× 74HC4046. Ïðè íàïðÿæå- ïðåäåëà. Åñëè ÷àñòîòà âõîäíîãî ñèãíàëà íàõî-
íèè ïèòàíèÿ 12 Â âìåñòî íåå ìîæíî èñïîëüçî- äèòñÿ ìåæäó ýòèìè äâóìÿ ïðåäåëàìè, ôàçî-
âàòü CD4046 áåç äîïîëíèòåëüíîãî ðåãóëÿòî- âûé êîìïàðàòîð ãåíåðèðóåò èìïóëüñû ïðÿìî-
ðà íàïðÿæåíèÿ. Ìèêðîñõåìà ñîäåðæèò ãåíå- óãîëüíîé ôîðìû. ×àñòîòà ýòèõ èìïóëüñîâ
ðàòîð, ôàçîâûé êîìïàðàòîð è îäèí óñèëèòåëü çàäàåòñÿ êîíäåíñàòîðîì îáðàòíîé ñâÿçè C2.
äëÿ âõîäíîãî ñèãíàëà. Âõîäíîé ñèãíàë ïîäà- Ïðè âûáîðå åìêîñòè 2.2 ìêÔ ÷àñòîòà ðàâíà
åòñÿ íà âõîä ôàçîâîãî êîìïàðàòîðà ÷åðåç ïðèáëèçèòåëüíî 1 Ãö. Ýòà ÷àñòîòà ÿâëÿåòñÿ
âñòðîåííûé óñèëèòåëü ìèêðîñõåìû. Ñõåìà ÷àñòîòîé ìèãàíèÿ ñâåòîäèîäà. Åñëè ÷àñòîòà
ñðàâíèâàåò ýòîò óñèëåííûé ñèãíàë ñ ÷àñòîòîé âõîäíîãî ñèãíàëà óâåëè÷èâàåòñÿ äî çíà÷å-
ãåíåðàòîðà, óïðàâëÿåìîãî íàïðÿæåíèåì íèÿ, ïðåâûøàþùåãî âåðõíþþ ÷àñòîòó ÃÓÍ,
(ÃÓÍ). ×àñòîòà çàäàåòñÿ ñ ïîìîùüþ âíåøíèõ âûõîäíîé ñèãíàë ôàçîâîãî êîìïàðàòîðà îñòà-
êîìïîíåíòîâ C1, R1 è íàïðÿæåíèÿ íà âûâîäå íåòñÿ âûñîêèì, à ñâåòîäèîä áóäåò ãîðåòü
9. Åñëè ÷àñòîòà âõîäíîãî ñèãíàëà íèæå ÷àñòî- ïîñòîÿííî. Ïðè çíà÷åíèÿõ íîìèíàëîâ êîìïî-
òû ÃÓÍ, óðîâåíü ñèãíàëà íà âûõîäå ôàçîâîãî íåíòîâ, ïîêàçàííûõ íà Ðèñóíêå 1, íèæíèé è
êîìïàðàòîðà (âûâîä 13) áóäåò íèçêèì.  ýòîì âåðõíèé ïîðîãè ÷àñòîòû ðàâíû, ñîîòâå-
ñëó÷àå òðàíçèñòîð Q2 çàêðûò, à Q1 îòêðûò, è òñòâåííî, 3.81 êÃö è 7.35 êÃö. ÐË
ñâåòîäèîä íå ãîðèò, èíäèöèðóÿ ñîñòîÿíèå
«íèçêàÿ ÷àñòîòà». Ðåçèñòîðû R2, R3 è R4 îïðå- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
äåëÿþò íàïðÿæåíèå íà âûâîäå 9 è íèæíþþ
ïîðîãîâóþ ÷àñòîòó. Åñëè ÷àñòîòà âõîäíîãî 1. Datasheet NXP 74HC4046AD
ñèãíàëà óâåëè÷èâàåòñÿ è äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ
÷àñòîòû ÃÓÍ, óðîâåíü âûõîäíîãî ñèãíàëà 2. Datasheet Texas Instruments CD4046B
ôàçîâîãî êîìïàðàòîðà ñòàíîâèòñÿ âûñîêèì.
3. Datasheet Infineon BSS89

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 125

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!