РадиоЛоцман 2021 №03-04

FILTSEL

Input

OUT

B

GAG G G
DQ DQ DQ DQ

RRR R

CLK_MUX_OUT
CLR

Ðèñóíîê 4. Îòêëþ÷àåìûé óçåë ôèëüòðàöèè è ñèíõðîíèçàöèè (Filter/Synch).

Ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî îïåðàíä ìîæåò áûòü Äâóõñòóïåí÷àòûé ñèíõðîíèçàòîð,
«çàìàñêèðîâàí» (ïðèâÿçàí ê íèçêîìó óðîâ- ôèëüòð è äåòåêòîð ôðîíòà
íþ). Ïðè ìàñêèðîâàíèè òàáëèöà èñòèííîñòè
ïðèíèìàåò óïðîùåííûé âèä (Òàáëèöû 3, 4). Âûõîä òàáëèöû èñòèííîñòè ÿâëÿåòñÿ êîì-
áèíàòîðíîé ôóíêöèåé âõîäíûõ îïåðàíäîâ,
Ïîíèìàíèå òîãî, êàê íåîáõîäèìî ïðîñòà- ÷òî ìîæåò âûçâàòü êîðîòêèå ñáîè â ðàáîòå
âèòü çíà÷åíèÿ â òàáëèöå èñòèííîñòè äëÿ ïîëó- àëãîðèòìà ïðè èçìåíåíèè èõ çíà÷åíèÿ. Â
÷åíèÿ òðåáóåìîãî ëîãè÷åñêîãî âûðàæåíèÿ, áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ýòè ñáîè íå âûçûâàþò
ÿâëÿåòñÿ êëþ÷îì ê ïðàâèëüíîé íàñòðîéêå êàêèõ-ëèáî ïðîáëåì, íî, åñëè âûõîä LUT
CCL-ìîäóëÿ. íàñòðîåí, íàïðèìåð, íà çàïóñê òàéìåðà, ñáîé
ìîæåò âûçâàòü åãî íåæåëàòåëüíûé çàïóñê è
Ñîåäèíåíèå íåñêîëüêèõ LUT íàðóøèòü ðàáîòó ïåðèôåðèè. Äëÿ ïîäàâëå-
íèÿ ñáîåâ èñïîëüçóþòñÿ ñïåöèàëüíûå êîìïî-
 òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà òðåõ âõîäíûõ îïåðàí- íåíòû, òàêèå êàê äâóõñòóïåí÷àòûé ñèíõðîíè-
äîâ îêàçûâàåòñÿ íåäîñòàòî÷íî, à ìèêðîêîí- çàòîð, ôèëüòð è äåòåêòîð ôðîíòà.
òðîëëåð èìååò íà áîðòó íåñêîëüêî LUT, ðàç-
ðàáîò÷èê ìîæåò ïðèáåãíóòü ê èõ ñâÿçûâàíèþ Äâóõñòóïåí÷àòûé ñèíõðîíèçàòîð
äëÿ ïîëó÷åíèÿ âîçìîæíîñòè ñîñòàâëåíèÿ
áîëåå ñëîæíûõ ëîãè÷åñêèõ âûðàæåíèé. Òàê, Äâóõñòóïåí÷àòûé ñèíõðîíèçàòîð â ñîâî-
ïðè ñâÿçûâàíèè äâóõ LUT êîëè÷åñòâî âõîä- êóïíîñòè ñ ôèëüòðîì îáðàçóþò îòêëþ÷àåìûé
íûõ îïåðàíäîâ óâåëè÷èâàåòñÿ äî 5. Ïðè ñâÿ- óçåë ôèëüòðàöèè è ñèíõðîíèçàöèè (Filter/
çûâàíèè ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî âîçìîæíî òîëüêî Synch) (Ðèñóíîê 4). Ïðè èñïîëüçîâàíèè äàí-
ïîñëåäîâàòåëüíîå ñîåäèíåíèå ìîäóëåé, òî íîãî óçëà âûõîäíîé ñèãíàë òàáëèöû èñòèí-
åñòü âûõîä LUTn ìîæåò ñâÿçûâàòüñÿ òîëüêî ñ íîñòè ñèíõðîíèçèðóåòñÿ ñ òàêòîâûì ñèãíà-
âõîäîì LUTn + 1, à ïîñëåäíèé LUT ìîæåò ñâÿ- ëîì ìèêðîêîíòðîëëåðà è çàäåðæèâàåòñÿ íà
çûâàòüñÿ òîëüêî ñ ïåðâûì LUT (Ðèñóíîê 3).

CLK_MUX_OUT
INPUT
A
B
OUT

Ðèñóíîê 5. Òàéìèíã äâóõñòóïåí÷àòîãî ñèíõðîíèçàòîðà â óçëå ôèëüòðàöèè è ñèíõðîíèçàöèè.

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 51

CLK_MUX_OUT
INPUT
A
B
C
D
OUT

Ðèñóíîê 6. Òàéìèíã ôèëüòðà â óçëå ôèëüòðàöèè è ñèíõðîíèçàöèè.

âåëè÷èíó äî äâóõ òàêòîâ ïðè ñèíõðîíèçàöèè çàïóñòèòü ïðîöåññ ãåíåðàöèè èìïóëüñà ïðè
áåç ôèëüòðàöèè è äî ÷åòûðåõ òàêòîâ ïðè ñèí- îáíàðóæåíèè íàðàñòàþùåãî ôðîíòà íà
õðîíèçàöèè ñ ôèëüòðàöèåé. Ñáîè, âîçíèêàþ- âõîäå (Ðèñóíîê 7). Ïðèìåðîì èñïîëüçîâàíèÿ
ùèå â LUT íà ïðîòÿæåíèè ýòèõ òàêòîâ, áóäóò äåòåêòîðà ôðîíòà ìîæåò ÿâëÿòüñÿ îòïðàâêà
îòñåÿíû (Ðèñóíîê 5). èìïóëüñà ñ ïîìîùüþ ñèñòåìû ñîáûòèé äëÿ
çàïóñêà äðóãîãî ïåðèôåðèéíîãî óñòðîéñòâà,
Ôèëüòð íàïðèìåð, òàéìåðà ïðè îáíàðóæåíèè ôðîíòà
ñèãíàëà îò LUT (Ðèñóíîê 8).
Äëÿ ïîâûøåíèÿ âåðîÿòíîñòè îòñåèâàíèÿ
ñáîåâ ñèíõðîíèçàòîð ìîæåò áûòü èñïîëüçî- EDGESEL
âàí âêóïå ñ íàñòðàèâàåìûì ôèëüòðîì. Ïðè
âêëþ÷åíèè ôèëüòðà âûõîäíîé ñèãíàë LUT OUT
áóäåò çàäåðæàí íà ÷åòûðå òàêòà, è ñèãíàë
êîðî÷å äâóõ òàêòîâ áóäåò îòôèëüòðîâàí (Ðè- Input D QN
ñóíîê 6). Îäíàêî â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà âûõîä- CLK_MUX_OUT Q/
íîé ñèãíàë LUT èìååò âûñîêîå ñîñòîÿíèå â
òå÷åíèå íåñêîëüêèõ òàêòîâ, ðàáîòà ñèñòåìû CLR R
ìîæåò áûòü íàðóøåíà, òàê êàê ÷àñòü ïîëåçíî-
ãî ñèãíàëà áóäåò îòôèëüòðîâàíà. Ôèëüòð ñëå- Ðèñóíîê 7. Äåòåêòîð ôðîíòà.
äóåò èñïîëüçîâàòü òîëüêî òîãäà, êîãäà íå
èìååò îñîáîãî çíà÷åíèÿ, áóäåò ëè çàäåðæàí Ïðàêòè÷åñêîå èñïîëüçîâàíèå CCL
èëè óêîðî÷åí âûõîäíîé ñèãíàë. Ïåðåä âêëþ-
÷åíèåì ôèëüòðà ðåêîìåíäóåòñÿ ïðîàíàëèçè- Íàñòðîéêà ìîäóëÿ CCL â ìèêðîêîíòðîëëå-
ðîâàòü ñàìûé êîðîòêèé äåéñòâèòåëüíûé ñèã- ðàõ AVR ìîæåò ïðîèçâîäèòüñÿ êàê ïîñðåä-
íàë LUT â òåêóùåé êîíôèãóðàöèè. ñòâîì çàïèñè çíà÷åíèé òàáëèöû èñòèííîñòè â
ðåãèñòðû ïàìÿòè, òàê è ïðè ïîìîùè ñïåöè-
Äåòåêòîð ôðîíòà àëüíûõ ïðîãðàììíûõ ïàêåòîâ, ïîçâîëÿþùèõ

Äåòåêòîð ôðîíòà (Edge Detector) ïîçâîëÿ-
åò âûäåëèòü ôðîíò ñèãíàëà è, íàïðèìåð,

CLK_MUX_OUT ÑÒÀÒÜÈ
INPUT
Q/

OUT

Ðèñóíîê 8. Òàéìèíã äåòåêòîðà ôðîíòà.

52

Ðèñóíîê 9. Ïðèìåð ðàáîòû â MPLAB Code ðàçðàáîòêè îò Microchip) èëè óñòàíîâëåí â
Configurator. êà÷åñòâå ïëàãèíà â MPLAB X IDE (ïîëíîôóíê-
öèîíàëüíàÿ èíòåãðèðîâàííàÿ ñðåäà ðàçðà-
Ðèñóíîê 10. Ïðèìåð ðàáîòû â Atmel START. áîòêè). MPLAB Code Configurator ïîäõîäèò
äëÿ íàñòðîéêè øèðîêîãî ñïåêòðà ïåðèôåðèé-
íûõ óñòðîéñòâ è ïîääåðæèâàåò ðàáîòó ñ ìèê-
ðîêîíòðîëëåðàìè AVR è PIC (Ðèñóíîê 9).

Atmel START – áåñïëàòíûé îíëàéí-
èíñòðóìåíò äëÿ ãðàôè÷åñêîãî êîíôèãóðèðî-
âàíèÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ äëÿ âñòðàèâàåìûõ
ïðèëîæåíèé íà áàçå AVR è SAM (Ðèñóíîê 10).

Ïðåèìóùåñòâîì Atmel START ÿâëÿåòñÿ
ïðîñòîé èíòåðôåéñ è âîçìîæíîñòü ðàáîòû
îíëàéí ïðàêòè÷åñêè ñ ëþáîãî óñòðîéñòâà áåç
íåîáõîäèìîñòè óñòàíîâêè äîïîëíèòåëüíîãî
ÏÎ. Ñðåäà Atmel START ñðåäà îòëè÷íî
ïîäîéäåò äëÿ äåìîíñòðàöèè ïðèìåðîâ CCL,
ïîýòîìó îñòàíîâèìñÿ íà íåé.

Ñîçäàíèå ïðîåêòà è ðåàëèçàöèÿ
ïðîñòûõ ôóíêöèé

Ñîçäàäèì íîâûé ïðîåêò â Atmel START è
âûáåðåì ìèêðîêîíòðîëëåð, êîòîðûé ïîääåð-
æèâàåò CCL (Ðèñóíîê 11).

Äàëåå äîáàâèì â ïðîåêò ìîäóëü CCL; äëÿ
ýòîãî íàæìåì êíîïêó «Add software compo-
nent» è ââåäåì â ïîèñê CCL, ïîñëå ÷åãî äîáà-
âèì â ïðîåêò äðàéâåð «Digital Glue Logic» (Ðè-
ñóíêè 12, 13).

Ïðîåêò ãîòîâ ê ðàáîòå, ïåðåéäåì â ðàçäåë
CCL (Ðèñóíîê 14).

Äëÿ ðåàëèçàöèè ïðîñòûõ ëîãè÷åñêèõ ôóíê-
öèé â Atmel Start ïîëüçîâàòåëþ äîñòàòî÷íî
âûáðàòü íóæíóþ ôóíêöèþ â ñîîòâåòñòâóþ-
ùåé ãðàôå è ïîäêëþ÷èòü ê âûáðàííîìó áëîêó

Ðèñóíîê 11. Âûáîð ìèêðîêîíòðîëëåðà â Atmel Ðèñóíîê 12. Äîáàâëåíèå íîâîãî ìîäóëÿ â ïðî-
START. åêò Atmel START.

íàñòðàèâàòü CCL ÷åðåç ãðàôè÷åñêèé èíòåð-
ôåéñ. Òàêèìè ïàêåòàìè â ÷àñòíîñòè ÿâëÿþòñÿ
MPLAB Code Configurator è Atmel Start.

MPLAB Code Configurator (MCC) – ýòî
áåñïëàòíûé ãðàôè÷åñêèé ïëàãèí äëÿ èíèöèà-
ëèçàöèè ñèñòåìû, êîòîðûé òàêæå ïðåäîñòàâ-
ëÿåò äðàéâåðû äëÿ ðàáîòû ñ êîìïîíåíòàìè.
MCC ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ ÷åðåç IDE
MPLAB Xpress (îáëåã÷åííàÿ îíëàéí-ñðåäà

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 53

Ðèñóíîê 13. Äîáàâëåíèå «Digital Glue Logic» â Ðèñóíîê 15. Âûáîð è ïîäêëþ÷åíèå ïðîñòîé
ïðîåêò Atmel START. ëîãè÷åñêîé ôóíêöèè â Atmel START.

Ðèñóíîê 14. Ðàçäåë CCL ïðîåêòà Atmel START. Ðèñóíîê 16. Ñîñòàâëåíèå ñîáñòâåííîãî ëîãè-
÷åñêîãî âûðàæåíèÿ â Atmel START.
LUT äîñòóïíûå âõîäû è âûõîäû (Ðèñóíîê 15).
Ïðè âûáîðå ôóíêöèè âûïîëíÿåòñÿ àâòîìàòè- Ðèñóíîê 17. Ðåàëèçàöèÿ RS-òðèããåðà â Atmel
÷åñêîå ïîñòðîåíèå òàáëèöû èñòèííîñòè â START.
çàâèñèìîñòè îò êîëè÷åñòâà ïîäêëþ÷åííûõ Ïîäêëþ÷åíèå ê âõîäàì òðèããåðà R è S ïðî-
âõîäîâ (êîëè÷åñòâà îïåðàíäîâ). èñõîäèò ÷åðåç áëîêè LUT. Åñëè ìû íå õîòèì
äîáàâëÿòü â ñõåìó êàêèõ-ëèáî äðóãèõ ëîãè-
 òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà ñòàíäàðòíûõ ôóíê-
öèé îêàçûâàåòñÿ íåäîñòàòî÷íî, ïîëüçîâà-
òåëü ìîæåò ñîçäàòü ñîáñòâåííûé áëîê ïðè
ïîìîùè ëîãè÷åñêîãî âûðàæåíèÿ èëè ïîñðå-
äñòâîì ðåäàêòèðîâàíèÿ òàáëèöû èñòèííîñòè
(Ðèñóíîê 16).

Ðàáîòà ñ ïîñëåäîâàòåëüíîé ëîãèêîé

Ïîñòðîåíèå ýëåìåíòîâ ïîñëåäîâàòåëüíîé
ëîãèêè òàêæå íå âûçûâàåò îñîáûõ ïðîáëåì.
Äëÿ îðãàíèçàöèè òàêèõ ýëåìåíòîâ íåîáõîäèìî
èñïîëüçîâàíèå íåñêîëüêèõ LUT. Â Atmel START
ïðèñóòñòâóåò ñïåöèàëüíàÿ ãðàôà, ïîçâîëÿþ-
ùàÿ âûáðàòü îäèí èç ñòàíäàðòíûõ ýëåìåíòîâ
ïîñëåäîâàòåëüíîé ëîãèêè (Ðèñóíîê 17).

54 ÑÒÀÒÜÈ

Ðèñóíîê 18. Íàñòðîéêè ñèñòåìû ñîáûòèé â ôèëüòðàöèè âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ïðèâåäåò ê
Atmel START. íåïðåäñêàçóåìîìó ïîâåäåíèþ ÀÖÏ, ïîñêîëü-
êó ñèãíàë ìîæåò íåñêîëüêî ðàç ïåðåêëþ÷àòü-
Ðèñóíîê 19. Íàñòðîéêà CCL â Atmel START. ñÿ ìåæäó âûñîêèì è íèçêèì ñîñòîÿíèåì.
÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, äîñòàòî÷íî äëÿ êàæäîãî Åñëè ïðèëîæåíèå ÷óâñòâèòåëüíî ê äðåáåçãó,
LUT â òàáëèöå èñòèííîñòè óêàçàòü 0 íà âûõî- íåîáõîäèìî ðåàëèçîâàòü çàùèòó â åãî àïïà-
äå ïðè çíà÷åíèè 0 íà âõîäå è 1 íà âûõîäå ïðè ðàòíîé èëè ïðîãðàììíîé ÷àñòè.
1 íà âõîäå.
Çàùèòà îò äðåáåçãà ìîæåò îñóùåñòâëÿòü-
Ðåàëèçàöèÿ çàùèòû îò äðåáåçãà è ñÿ ïóòåì ôèëüòðàöèè ñèãíàëà ñ ïîìîùüþ
èñïîëüçîâàíèå ÀÖÏ áëîêà Filter/Synch CCL (Ðèñóíîê 18), ïîñëå
÷åãî îòôèëüòðîâàííûé ñèãíàë áóäåò èñïîëü-
Ìîäóëü CCL â Atmel START ïîçâîëÿåò çîâàòüñÿ äëÿ çàïóñêà ïðåîáðàçîâàíèÿ ÀÖÏ.
ðàáîòàòü íå òîëüêî ñî ñòàíäàðòíûìè âõîäà- Ñèãíàëû íàïðàâëÿþòñÿ ÷åðåç ñèñòåìó ñîáû-
ìè/âûõîäàìè, íî è ñèñòåìîé ñîáûòèé, RTC è òèé (Ðèñóíîê 19), è êîãäà ðåçóëüòàò ïðåîáðà-
UART, SPI, ÀÖÏ è äðóãèìè áëîêàìè. Ïðèìå- çîâàíèÿ ãîòîâ, îí ïåðåäàåòñÿ ÷åðåç ìîäóëü
ðîì èñïîëüçîâàíèÿ ñòîðîííèõ áëîêîâ ìîæåò USART. Ïðèìåð ðàññìàòðèâàåìîãî ïðîåêòà
ñëóæèòü èíèöèèðîâàíèå ïðåîáðàçîâàíèÿ äîñòóïåí ïî ññûëêå [3].
ÀÖÏ ïðè íàæàòèè íà êíîïêó. Îäíàêî èñïîëü-
çîâàíèå êíîïêè áåç êàêîé-ëèáî ôîðìû Çàêëþ÷åíèå

Èñïîëüçîâàíèå ìîäóëÿ êîíôèãóðèðóåìîé
ïîëüçîâàòåëüñêîé ëîãèêè (CCL) ïîçâîëÿåò
óïðîñòèòü ïðîöåññ ðàçðàáîòêè âñòðàèâàåìûõ
ïðèëîæåíèé çà ñ÷åò èñêëþ÷åíèÿ íåîáõîäè-
ìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ âíåøíèõ êîìïîíåíòîâ,
à òàêæå ðàñøèðèòü âîçìîæíîñòè èõ íàñòðîé-
êè (â òîì ÷èñëå â ïîëåâûõ óñëîâèÿõ) áåç âíå-
ñåíèÿ èçìåíåíèé â àïïàðàòíóþ ÷àñòü.

CCL ÿâëÿåòñÿ îòëè÷íûì ïîäñïîðüåì äëÿ
áûñòðîãî ñîçäàíèÿ ïðîòîòèïîâ è ãîòîâûõ
ðåøåíèé, à ñîâðåìåííûå ïðîãðàììíûå
èíñòðóìåíòû îò êîìïàíèè Microchip, òàêèå
êàê Atmel START è MPLAB Code Configurator
åùå áîëüøå óïðîùàþò ïðîöåññ ðàáîòû,
ïîçâîëÿÿ ñîçäàâàòü ðàáî÷èå ïðèëîæåíèÿ
âñåãî çà íåñêîëüêî ìèíóò, â òîì ÷èñëå áåç
íåîáõîäèìîñòè óñòàíîâêè êàêîãî-ëèáî ïðî-
ãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ.ÐË

Ëèòåðàòóðà

1. Àëåêñàíäð Áåëîâ. Íîâûå ìèêðîêîíòðîëëåðû
AVR îò Microchip – ïðååìíèêè Mega.

2. Íèêîëàé Àðòåìîâ. Çíàêîìñòâî ñ íîâûìè ìèê-
ðîêîíòðîëëåðàìè SMART ARM êîìïàíèè
Atmel.

3. Getting Started with Core Independent Periphe-
rals on AVR Microcontrollers

4. Interfacing Quadrature Encoder using CCL with
TCA and TCB

5. Manchester Encoder Using USART and CCL on
ATtiny817

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 55

Ñõåìà ñíèæàåò

îòðèöàòåëüíûå íàïðÿæåíèÿ

íà óïðàâëÿþùåé ìèêðîñõåìå

Michael Day

EDN

 ñèíõðîííûõ ïîíèæàþùèõ èìïóëüñíûõ ïîâðåæäåíèå. Õîòÿ ïîëíîñòüþ èñêëþ÷èòü
âîçíèêíîâåíèå îòðèöàòåëüíûõ íàïðÿæåíèé â
èñòî÷íèêàõ ïèòàíèÿ äâà MOSFET è âûõîäíîé êîììóòàöèîííîì óçëå íåâîçìîæíî, íåîáõî-
äðîññåëü âñòðå÷àþòñÿ â êîììóòàöèîííîì äèìî, ÷òîáû íàïðÿæåíèå íà óïðàâëÿþùåé
óçëå (Ðèñóíîê 1). Êîììóòàöèîííûé óçåë ÷àñòî ìèêðîñõåìå íå ñòàíîâèëîñü íàñòîëüêî îòðè-
ïîäêëþ÷àåòñÿ íåïîñðåäñòâåííî ê óïðàâëÿþ- öàòåëüíûì, ÷òîáû îíî íåãàòèâíî âëèÿëî íà
ùåé ìèêðîñõåìå. Íàïðÿæåíèå â ýòîì óçëå ìèêðîñõåìó èëè ïîâðåæäàëî åå.
èçìåíÿåòñÿ îò çíà÷åíèÿ, ðàâíîãî âõîäíîìó
íàïðÿæåíèþ, òî íåêîòîðîãî íàïðÿæåíèÿ, Îñöèëëîãðàììà A íà Ðèñóíêå 2à ïîêàçû-
ìåíüøåãî óðîâíÿ çåìëè. Åñëè íàïðÿæåíèå âàåò ôîðìó íàïðÿæåíèÿ â êîììóòàöèîííîì
îïóñòèòñÿ ñëèøêîì íèçêî îòíîñèòåëüíî çåì- óçëå ïðè VIN = 12 Â, VOUT = 3.5 Â è òîêå 8 À.
ëè, ñòðóêòóðû çàùèòû îò ýëåêòðîñòàòè÷åñêèõ Êîãäà âåðõíèé MOSFET îòêðûò, âûõîäíîé òîê
ðàçðÿäîâ èëè äðóãèå öåïè âíóòðè ìèêðîñõå- òå÷åò ÷åðåç íåãî è ÷åðåç äðîññåëü íà âûõîä.
ìû óïðàâëåíèÿ ìîãóò îêàçàòüñÿ ñìåùåííûìè Â ýòî âðåìÿ íàïðÿæåíèå â êîììóòàöèîííîì
â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè, ÷òî ïðèâåäåò ê ïðîòå- óçëå ðàâíî VIN. Íèæíèé MOSFET äîëæåí îñòà-
êàíèþ òîêîâ ÷åðåç ïîäëîæêó ìèêðîñõåìû. âàòüñÿ çàêðûòûì äî ïîëíîãî âûêëþ÷åíèÿ
Ñëåäñòâèåì ýòèõ íåæåëàòåëüíûõ òîêîâ âåðõíåãî MOSFET. Êîãäà âåðõíèé MOSFET
ìîæåò ñòàòü íåóñòîé÷èâîå ïîâåäåíèå ìèêðî- çàêðûâàåòñÿ, òîê íà÷èíàåò òå÷ü èç çåìëè
ñõåìû, à ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ è åå ÷åðåç íèæíèé MOSFET è âûõîäíîé äðîññåëü.
Ìåðòâîå âðåìÿ – ýòî ïðîìåæóòîê âðåìåíè
VIN ìåæäó âûêëþ÷åíèåì âåðõíåãî MOSFET è
âêëþ÷åíèåì íèæíåãî MOSFET.  èíòåðâàëå
VOUT ìåðòâîãî âðåìåíè òîê èäåò ÷åðåç ïàðàçèòíûé
äèîä íèæíåãî MOSFET, è íàïðÿæåíèå êîììó-
TPS5103 òàöèîííîãî óçëà, â çàâèñèìîñòè îò óðîâíåé
òîêà è ïàðàìåòðîâ MOSFET, ñîñòàâëÿåò ïðè-
Ðèñóíîê 1. Íåäîñòàòêîì êëàññè÷åñêîãî ïîíè- áëèçèòåëüíî –1 Â. Êîãäà îòêðûâàåòñÿ íèæíèé
æàþùåãî ðåãóëÿòîðà ÿâëÿåòñÿ ÷ðåçìåðíîå MOSFET, òîê ïðîòåêàåò íå ÷åðåç ïàðàçèòíûé
îòðèöàòåëüíîå íàïðÿæåíèå â êîììóòàöèîí- äèîä, à ÷åðåç ÌÎÏ-ñòðóêòóðó.  ýòî âðåìÿ
íîì óçëå. íàïðÿæåíèå çàâèñèò îò âûõîäíîãî òîêà è
ñîïðîòèâëåíèÿ MOSFET.

 òå÷åíèå ìåðòâîãî âðåìåíè ñóììà îòðè-
öàòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ è âûáðîñîâ, îáóñëîâ-
ëåííûõ çâîíîì, ìîæåò ïðåâûñèòü ïðåäåëü-

56 ÑÒÀÒÜÈ

A: Âûêëþ÷åíèå D
1 ìêñ âåðõíåãî MOSFET
5Â C
Âêëþ÷åíèå
íèæíåãî MOSFET B
D, C, B:
–0.4 Â 20 íñ
200 ìÂ
–0.7 Â

–0.92 Â
Ìåðòâîå âðåìÿ

Ðèñóíîê 2. Äåòàëüíîå ðàññìîòðåíèå îñöèëëîãðàìì íà èíòåðâàëå ìåðòâîãî âðåìåíè (à) ïðè òðåõ
ñöåíàðèÿõ (á): ïîíèæàþùèé ðåãóëÿòîð áåç äîðàáîòîê (êðèâàÿ B), äîáàâëåíèå äèîäà Øîòòêè (êðè-
âàÿ C), èñïîëüçîâàíèå ïðîñòîãî ðåøåíèÿ, ïîêàçàííîãî íà Ðèñóíêå 3 (êðèâàÿ D).

íîå çíà÷åíèå, äîïóñòèìîå äëÿ ìèêðîñõåìû êå 2á äåìîíñòðèðóåò ôîðìó íàïðÿæåíèÿ,
óïðàâëåíèÿ. Îñöèëëîãðàììà B íà Ðèñóíêå 2á âîçíèêàþùåãî ïðè äîáàâëåíèè áîëüøîãî
ïîêàçûâàåò ôîðìó íàïðÿæåíèÿ â êîììóòàöè- äèîäà Øîòòêè MBRD835L â êîðïóñå D-Pak.
îííîì óçëå, êîãäà âåðõíèé MOSFET âûêëþ÷à- Äèîä óìåíüøàåò íàïðÿæåíèå äî –0.6 Â. Íà-
åòñÿ. Âûõîäíîé òîê òå÷åò ÷åðåç ïàðàçèòíûé ïðÿæåíèå íà âûâîäå óïðàâëÿþùåé ìèêðîñõå-
äèîä íèæíåãî MOSFET, è ïàäåíèå íàïðÿæå- ìû ïðè çâîíå ñîñòàâëÿåò –0.7 Â.
íèÿ íà òðàíçèñòîðå ðàâíî –0.76 Â. Ïðè çâîíå
â ñõåìå íàïðÿæåíèå êîììóòàöèîííîãî óçëà Íåáîëüøàÿ è íåäîðîãàÿ ñõåìà, ïîêàçàí-
ìîæåò îïóñêàòüñÿ íèæå –1 Â; à âåäü ýòî íàÿ íà Ðèñóíêå 3, çíà÷èòåëüíî ñíèæàåò
íàïðÿæåíèå, ïîäàâàåìîå íåïîñðåäñòâåííî íàïðÿæåíèå â êîììóòàöèîííîì óçëå íà âûâî-
íà óïðàâëÿþùóþ ìèêðîñõåìó. Êîãäà íèæíèé äå ìèêðîñõåìû óïðàâëåíèÿ. Ðåçèñòîð èç öåïè
MOSFET âêëþ÷àåòñÿ, íàïðÿæåíèå ïàäàåò çàòâîðà ïåðåìåùåí ê èñòîêó âåðõíåãî
ïðèìåðíî äî –0.1 Â (8 À × 0.013 Îì). Ñèòóà- MOSFET. Íàáëþäåíèå çà òîêîì ìèêðîñõåìû,
öèþ ìîæåò èñïðàâèòü äîáàâëåíèå äèîäà Øîò- êîãäà îíà çàðÿæàåò è ðàçðÿæàåò åìêîñòü
òêè ïàðàëëåëüíî íèæíåìó òðàíçèñòîðó, íî çàòâîðà âåðõíåãî òðàíçèñòîðà, ïîêàçûâàåò,
äèîä Øîòòêè âåëèê, äîðîã è ïðè ýòîì ìàëî ÷òî ïåðåìåùåíèå ðåçèñòîðà íà ðàáîòó ñõåìû
âëèÿåò íà íàïðÿæåíèå. Êðèâàÿ C íà Ðèñóí- íå âëèÿåò. Ê óïðàâëÿþùåé ìèêðîñõåìå ïîä-
êëþ÷åí äèîä Øîòòêè â êîðïóñå SOT-23 èëè
VIN SOD-123 ñ äîïóñòèìûì òîêîì 0.5 À. Êàê
ìîæíî âèäåòü èç îñöèëëîãðàììû D íà Ðèñóí-
TPS5103 VOUT êå 2á, êîãäà íàïðÿæåíèå íà ïàðàçèòíîì äèîäå
OUT_U MOSFET äîñòèãàåò –1 Â, äèîä Øîòòêè îãðàíè-
÷èâàåò íàïðÿæåíèå íà ìèêðîñõåìå ïðèìåðíî
LL äî –0.3 Â. Ïîëíûé âûõîäíîé òîê ïðîõîäèò
÷åðåç MOSFET, à ðåçèñòîð îãðàíè÷èâàåò òîê
OUT_D ÷åðåç äèîä Øîòòêè. Ýòî íåáîëüøîå è íåäîðî-
GND ãîå ðåøåíèå ïðåäîòâðàùàåò íåïðàâèëüíóþ
ðàáîòó èëè ïîâðåæäåíèå ìèêðîñõåìû, óïðàâ-
Ðèñóíîê 3. Ïåðåìåùåíèå îäíîãî ðåçèñòîðà è ëÿþùåé èñòî÷íèêîì ïèòàíèÿ.ÐË
äîáàâëåíèå ñëàáîòî÷íîãî äèîäà Øîòòêè
ìèíèìèçèðóåò íàïðÿæåíèå êîììóòàöèîííî- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ãî óçëà.
1. Datasheet Texas Instruments TPS5103IDB

2. Datasheet ON Semiconductor MBRD835L

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 57

Óâåëè÷åíèå âðåìåíè
àâòîíîìíîé ðàáîòû
íîñèìîé òåõíèêè

è óñòðîéñòâ Èíòåðíåòà âåùåé
ñ ïîìîùüþ ìàëîãàáàðèòíûõ
ñèñòåì ñáîðà ýíåðãèè

Bill Schweber

Electronic Design

ÊÊîìïàêòíûå ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè ìîãóò Îäíèì èç âîçìîæíûõ âàðèàíòîâ ðåøåíèÿ
ýòîé ïðîáëåìû ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå ñïå-
ñòàòü ïðåêðàñíîé îñíîâîé äëÿ ñîçäàíèÿ âñïî- öèàëèçèðîâàííûõ êîíòðîëëåðîâ ñ ôóíêöèåé
ìîãàòåëüíûõ èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ ìàëîïîò- îòñëåæèâàíèÿ òî÷êè ìàêñèìàëüíîé ìîùíîñ-
ðåáëÿþùåãî ýëåêòðîííîãî îáîðóäîâàíèÿ, òè (Maximum Power Point Tracking, MPPT),
íàïðèìåð, íîñèìûõ óñòðîéñòâ, áåñïðîâîä- íàïðèìåð, ìèêðîñõåìû MAX20361 ïðîèçâîä-
íûõ óçëîâ Èíòåðíåòà âåùåé èëè äàò÷èêîâ ñòâà Maxim Integrated (Ðèñóíîê 1). Ïðè òàêîì
ìåñòîïîëîæåíèÿ äâèæóùèõñÿ îáúåêòîâ. ïîäõîäå îäíî- èëè ìíîãîýëåìåíòíûå ôîòî-
Ïðèâëåêàòåëüíîñòü ôîòîýëåìåíòîâ â êà÷åñ- ýëåêòðè÷åñêèå ÿ÷åéêè ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñ
òâå èñòî÷íèêîâ ïèòàíèÿ îáóñëîâëåíà èõ íàä- ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîé ýôôåêòèâíîñòüþ,
åæíîñòüþ, äîëãîâå÷íîñòüþ, îòñóòñòâèåì äâè- ïîýòîìó îíè ñìîãóò ñòàòü äîïîëíèòåëüíûì
æóùèõñÿ ÷àñòåé è ëåãêîé èíòåãðàöèåé ïðàê- èñòî÷íèêîì ýíåðãèè è îùóòèìî ïðîäëèòü
òè÷åñêè â ëþáîå óñòðîéñòâî. Îäíàêî íà ïðàê- âðåìÿ àâòîíîìíîé ðàáîòû óñòðîéñòâ ñ áàòà-
òèêå ñáîð ñâåòîâîé ýíåðãèè èç îêðóæàþùåé ðåéíûì ïèòàíèåì.
ñðåäû óñòðîéñòâàìè, íàõîäÿùèìèñÿ â ïîñòî-
ÿííîì äâèæåíèè, îáû÷íî ñîïðÿæåí ñ ðÿäîì Ñîãëàñíî èíôîðìàöèè, ïðåäîñòàâëåííîé
òðóäíîñòåé, â îñíîâíîì ñâÿçàííûõ ñ îãðàíè- Maxim, ñèñòåìó ñáîðà ýíåðãèè íà îñíîâå
÷åííûì äîñòóïîì ê èñòî÷íèêàì ñâåòà, èç-çà MAX20361 ìîæíî ðàçìåñòèòü â îáúåìå, íå
÷åãî ôîòîýëåìåíòû íå ìîãóò ðàáîòàòü ñ ìàê- ïðåâûøàþùåì ïîëîâèíû îáúåìà, çàíèìàþ-
ñèìàëüíîé ýôôåêòèâíîñòüþ. ùåãî êîíêóðèðóþùèìè ðåøåíèÿìè äðóãèõ
ïðîèçâîäèòåëåé. Äîñòèæåíèå ñòîëü âûñîêîãî
óðîâíÿ óäåëüíîé ìîùíîñòè ñòàëî âîçìîæ-
íûì êàê çà ñ÷åò óìåíüøåíèÿ îáùåãî êîëè÷åñ-
òâà êîìïîíåíòîâ, òàê è áëàãîäàðÿ èñïîëüçî-
âàíèþ ðàäèîýëåìåíòîâ ìåíüøåãî ðàçìåðà.
Íàïðèìåð, â êà÷åñòâå íàêîïèòåëÿ ïîâûøàþ-
ùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ìîæíî èñïîëüçîâàòü
äðîññåëü ñ ìèíèìàëüíîé èíäóêòèâíîñòüþ

58 ÑÒÀÒÜÈ

* 4.7µH LX
SRC
10µF
MAX20361 SYS
ÎÃÐÀÍÈ×ÈÒÅËÜ 1µF
SRC
VBatReg
ÌÎÙÍÛÉ or
ÐÅÇÈÑÒÎÐ
VSysReg
(DISsrc)
INT ÇÀÐßÄÎÂÛÉ ÏÎÂÛØÀÞÙÈÉ
ÍÀÑÎÑ ÊÎÍÒÐÎËËÅÐ
10MW

VBatReChg

VCC ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÊÎÍÒÐÎËËÅÐ
ÂÍÓÒÐÅÍÍÅÃÎ MPPT
1µF
REF ÏÈÒÀÍÈß VWAKE

VTEMP ÌÀËÎ- ÖÈÔÐÎÂÀß SDA
ÏÎÒÐÅÁËßÞÙÈÉ ËÎÃÈÊÀ È SCL
THM ÂÂÎÄ/ÂÛÂÎÄ INT
NTC ÃÅÍÅÐÀÒÎÐ

WAKE EN GND

Ðèñóíîê 1. Ñèñòåìà ñáîðà ñâåòîâîé ýíåðãèè íà îñíîâå MAX20361.

4.7 ìêÃí, ðàçìåðû êîòîðîãî ìîãóò ñîñòàâëÿòü íûé ðàáîòàòü ïðè âõîäíîì íàïðÿæåíèè, íà÷è-
âñåãî 2 × 1.6 × 1.2 ìì. íàÿ îò 225 ìÂ. Åãî ìàêñèìàëüíîå âûõîäíîå
íàïðÿæåíèå è ïîðîã ïîÿâëåíèÿ ñèãíàëà
Îäíàêî íàèáîëüøàÿ âûãîäà îò èñïîëüçî- WAKE, ïðîáóæäàþùåãî îñòàëüíóþ ñèñòåìó,
âàíèÿ MAX20361 çàêëþ÷àåòñÿ â áîëüøåì ÿâëÿþòñÿ ïðîãðàììèðóåìûìè è ïðè íåîáõî-
êîëè÷åñòâå ñîáðàííîé ýíåðãèè. Èñïîëüçîâà- äèìîñòè ìîãóò áûòü óñòàíîâëåíû ïîëüçîâà-
íèå àäàïòèâíîãî àëãîðèòìà MPPT ïîçâîëÿåò òåëåì ÷åðåç èíòåðôåéñ I2C.
óâåëè÷èòü ýòîò ïàðàìåòð íå ìåíåå ÷åì íà 5%
ïî ñðàâíåíèþ ñ áëèæàéøèì êîíêóðèðóþùèì Íàèáîëüøåå êîëè÷åñòâî ýíåðãèè èç îêðó-
àíàëîãîì. Ñòîëü âûñîêàÿ ýôôåêòèâíîñòü æàþùåé ñðåäû ìîæíî ïîëó÷èòü ïðè ñîãëàñî-
äîñòèãàåòñÿ çà ñ÷åò ïåðèîäè÷åñêîãî àíàëèçà âàíèè ïàðàìåòðîâ èñòî÷íèêà ýëåêòðè÷åñêîé
è îïòèìèçàöèè ðàáîòû ñèñòåìû ïî êðèòåðèþ ýíåðãèè, â äàííîì ñëó÷àå – ôîòîýëåìåíòà, è
ìàêñèìóìà âûõîäíîé ìîùíîñòè, ïðè îïðåäå- åå íàêîïèòåëÿ. Ìèêðîñõåìà MAX20361 îïòè-
ëåíèè êîòîðîé èñïîëüçóþòñÿ çíà÷åíèÿ óíè- ìèçèðîâàíà äëÿ ðàáîòû ñ ëèòèé-èîííûìè
êàëüíîãî ñ÷åò÷èêà êîëè÷åñòâà öèêëîâ ïîâû- àêêóìóëÿòîðàìè, ïîýòîìó îíà èìååò âñòðîåí-
øàþùåãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ (Harvest Counter), íûå óçëû äëÿ èõ çàðÿäà è çàùèòû. Îäíàêî
ïðîïîðöèîíàëüíûå âûõîäíîìó òîêó ñèñòå- áëàãîäàðÿ âîçìîæíîñòè ïðîãðàììèðîâàòü
ìû. Ýòî ïîçâîëÿåò îòáèðàòü ýíåðãèþ ó ôîòî- ÷åðåç I2C ïîðîãè îòêëþ÷åíèÿ çàðÿäíîãî óñò-
ýëåìåíòîâ ñ ÊÏÄ äî 86% â äèàïàçîíå ìîù- ðîéñòâà ïðè ïåðåíàïðÿæåíèè è ïåðåãðåâå
íîñòåé îò 15 ìêÂò äî 300 ìÂò (è âûøå) è ÿ÷ååê, ýòîò êîíòðîëëåð ìîæíî èñïîëüçîâàòü
ïèòàòü îñíîâíóþ ñõåìó òîêîì äî 30 ìÀ ïðè êàê ñ àêêóìóëÿòîðàìè äðóãèõ òèïîâ, òàê è
íàïðÿæåíèè 3.8 Â. ñîâìåñòíî ñ èîíèñòîðàìè è «òðàäèöèîííû-
ìè» ýëåêòðîëèòè÷åñêèìè êîíäåíñàòîðàìè.
Êëþ÷åâûì óçëîì ñèñòåìû ñáîðà ýíåðãèè
íà îñíîâå MAX20361 ÿâëÿåòñÿ ïîâûøàþùèé Èçó÷èòü âñå òîíêîñòè ðàáîòû ýòîé ìèêðî-
ïðåîáðàçîâàòåëü ñ óëüòðàíèçêèì òîêîì ñõåìû ìîæíî ñ ïîìîùüþ ïîäðîáíîé 32-
ñîáñòâåííîãî ïîòðåáëåíèÿ (360 íÀ), ñïîñîá- ñòðàíè÷íîé äîêóìåíòàöèè, â êîòîðîé ïðèâå-

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 59

äåíû âñå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè, Ðèñóíîê 2. Âíåøíèé âèä îöåíî÷íîé
ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà, íàçíà÷åíèå âûâîäîâ, ïëàòû MAX20361EVKIT.
îïèñàíèå ôóíêöèé, à òàêæå äåñÿòêè ãðàôè-
êîâ, èëëþñòðèðóþùèõ ðàáîòó ñèñòåìû â ðàç- ôîòîýëåìåíò èç ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî êðåì-
ëè÷íûõ ðåæèìàõ. MAX20361 âûïóñêàþòñÿ â íèÿ, èîíèñòîð, íàãðóçî÷íûé ðåçèñòîð, à
12-âûâîäíûõ êîðïóñàõ WLP ñ ðàçìåðàìè òàêæå äàò÷èê âûõîäíîãî òîêà. Ïðèíöèïèàëü-
1.63 × 1.23 ìì è øàãîì âûâîäîâ 0.4 ìì. Ñòîè- íàÿ ñõåìà, ðàçâîäêà âñåõ ÷åòûðåõ ñëîåâ
ìîñòü îäíîé ìèêðîñõåìû íà ñàéòå ïðîèçâî- ïå÷àòíîé ïëàòû ñ óêàçàíèåì ìåñòà ðàñïîëî-
äèòåëÿ ðàâíà $23.64 ïðè óñëîâèè çàêàçà íå æåíèÿ êîìïîíåíòîâ, ñïèñîê ðàäèîýëåìåí-
ìåíåå 1000 ïðèáîðîâ. òîâ, à òàêæå ïîäðîáíîå îïèñàíèå è èíñòðóê-
öèè ïî èñïîëüçîâàíèþ âõîäÿò â ñîñòàâ òåõíè-
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âîçìîæíîñòåé ýòîé ìèê- ÷åñêîé äîêóìåíòàöèè, ïîñòàâëÿåìîé âìåñòå
ðîñõåìû ìîæíî ïðèîáðåñòè îöåíî÷íóþ ïëàòó ñ ïëàòîé.ÐË
MAX20361EVKIT (Ðèñóíîê 2) ñòîèìîñòüþ $57,
ïîçâîëÿþùóþ çà ìèíèìàëüíîå âðåìÿ Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ñîçäàòü è çàïóñòèòü òåñòîâóþ óñòàíîâêó äëÿ
ñáîðà ñâåòîâîé ýíåðãèè. Ïðè èñïîëüçîâàíèè 1. Datasheet Maxim MAX20361
MAX20361EVKIT íàñòðîéêó ñèñòåìû ìîæíî
îñóùåñòâèòü ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëèçèðîâàí-
íîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, ïîñòàâëÿå-
ìîãî â êîìïëåêòå íàáîðà. Äëÿ íàñòðîéêè
ïëàòû åå íåîáõîäèìî ïîäêëþ÷èòü ê êîìïüþ-
òåðó ñ ïîìîùüþ àäàïòåðà USB2PMB2, îáåñ-
ïå÷èâàþùåãî ñîãëàñîâàíèå èíòåðôåéñîâ I2C
è USB.

Êðîìå ìèêðîñõåìû MAX20361, íà ïå÷àò-
íîé ïëàòå îöåíî÷íîãî êîìïëåêòà óñòàíîâëå-
íû âñòðîåííûé ðåãóëèðóåìûé èñòî÷íèê òîêà,

60 ÑÒÀÒÜÈ

Îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé
ñïîñîá ðåàëèçàöèè

ïðîãðàììèðóåìîãî
äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ

Thomas Brand, Analog Devices

Ôîòî ñ ñàéòà http://www.tektonministries.org/. ïîêàçàí ïðèìåð 3-êàíàëüíîé êîíôèãóðàöèè
äðàéâåðà ñâåòîäèîäîâ.
ÒÒðåáîâàíèÿ ê ýíåðãîýôôåêòèâíîñòè, óñòà-
Êàæäîå èç òðåõ âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé
íàâëèâàåìûå ðåãóëèðóþùèìè îðãàíàìè, öèôðî-àíàëîãîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ (ÖÀÏ),
ïîñòîÿííî óæåñòî÷àþòñÿ, ïîýòîìó ñâåòîäèî- â äàííîì ñëó÷àå – AD5686 êîìïàíèè Analog
äû âñå ÷àùå èñïîëüçóþòñÿ â êà÷åñòâå ýíåð- Devices, óïðàâëÿåò ñâîèì ïðåîáðàçîâàòåëåì
ãîñáåðåãàþùèõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà. Èõ ïðåèìó- íàïðÿæåíèå-òîê, â öåïè íàãðóçêè êîòîðîãî
ùåñòâà ïåðåä îáû÷íûìè ëàìïàìè î÷åâèäíû: ðàñïîëîæåí îòäåëüíûé äëÿ êàæäîãî êàíàëà
îíè ïîòðåáëÿþò ìåíüøå ýíåðãèè, èìåþò ñâåòîäèîä. Âñå òðè êàñêàäà ïðåîáðàçîâàòå-
áîëåå äëèòåëüíûé ñðîê ñëóæáû è äîñòóïíû â ëåé ñäåëàíû íà îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëÿõ
ðàçëè÷íûõ öâåòàõ. Íàïðèìåð, áëàãîäàðÿ ñâå- (ÎÓ) ADA4500-2 è ïîäêëþ÷åííûõ ê íèì
òîäèîäàì, ñàìóþ áîëüøóþ öåðêîâü â ìèðå, MOSFET, óïðàâëÿþùèõ òîêàìè ñâåòîäèîäîâ.
áàçèëèêó Ñâÿòîãî Ïåòðà â Ðèìå, òåïåðü Òîêè ñâåòîäèîäîâ òåîðåòè÷åñêè ìîãóò äîñòè-
ìîæíî óâèäåòü â íîâîì ñâåòå. Áëàãîäàðÿ ãàòü íåñêîëüêèõ àìïåð, â çàâèñèìîñòè îò
èíòåëëåêòóàëüíîé ñèñòåìå óïðàâëåíèÿ äàæå íàïðÿæåíèÿ èñòî÷íèêà VS è ñîïðîòèâëåíèÿ
ìåëü÷àéøèå äåòàëè åãî áåñöåííûõ èíòåðüå- íàãðóçêè, êîòîðîå â äàííîé ñõåìå ðàâíî 2 Îì.
ðîâ ìîãóò áûòü ïîä÷åðêíóòû ñ ïîìîùüþ ïðåä- Òàêèì îáðàçîì, î÷åíü âàæåí âûáîð ïîäõîäÿ-
óñòàíîâëåííûõ ñöåíàðèåâ îñâåùåíèÿ. Ïðîã- ùåãî MOSFET.
ðàììèðóåìûå äðàéâåðû ýòèõ öèôðîâûõ ñèñ-
òåì óïðàâëåíèÿ ïîçâîëÿþò ïî æåëàíèþ àêòè- Êà÷åñòâî âûõîäíûõ íàïðÿæåíèé ÖÀÏ ñèëü-
âèðîâàòü êàæäûé ñâåòîäèîä. Íà Ðèñóíêå 1 íî çàâèñèò îò èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæå-
íèÿ VREF. Ñëåäóåò èñïîëüçîâàòü âûñîêîêà-
÷åñòâåííûé èñòî÷íèê îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ.
Îäíèì èç ïðèìåðîâ òàêîãî èñòî÷íèêà ÿâëÿåò-
ñÿ ìèêðîñõåìà ADR4520, ïîêàçàííàÿ íà
Ðèñóíêå 1. Îíà îáåñïå÷èâàåò î÷åíü íèçêèé
óðîâåíü øóìîâ, èñêëþ÷èòåëüíî âûñîêóþ è
äîëãîâðåìåííóþ òî÷íîñòü è âûñîêóþ òåìïå-
ðàòóðíóþ ñòàáèëüíîñòü.

Èç-çà îñîáåííîñòåé âíóòðåííåé êîíñòðóê-
öèè ADA4500-2, êàê è äðóãèå òèïè÷íûå rail-to-
rail óñèëèòåëè, âíîñèò îïðåäåëåííóþ íåëè-
íåéíîñòü è èñêàæåíèÿ òèïà «ñòóïåíüêà» Èõ

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 61

ADR4520 VREF 3.3 V VS
LED
3.3 V IN OUT

1 µF 0.1 µF GND 1 µF VREF VDD VOUTA ADA4500-2
– 1 kW
+ 1 nF 2 µF

1 kW

AD5686 VS 2 W
LED

CS VOUTB ADA4500-2
SCLK – 1 kW
MOSI + 1 nF 2 µF
SYNC
1 kW

2 W VS
LED

VOUTC ADA4500-2 2 µF
GND1 – 1 kW
+ 1 nF

1 kW

2W

Ðèñóíîê 1. Óïðîùåííàÿ ñõåìà äðàéâåðà äëÿ óïðàâëåíèÿ òðåìÿ îòäåëüíûìè ñâåòîäèîäàìè.

âõîäíûå êàñêàäû ñîñòîÿò èç äâóõ äèôôåðåí- íûõ ñèãíàëîâ îò îäíîé øèíû ïèòàíèÿ äî äðó-
öèàëüíûõ òðàíçèñòîðíûõ ïàð, ñîåäèíåííûõ ãîé áåç èñïîëüçîâàíèÿ âòîðîé äèôôåðåíöè-
ïàðàëëåëüíî: êàñêàäà íà p-n-p òðàíçèñòîðàõ àëüíîé ïàðû è, òàêèì îáðàçîì, èçáåæàòü ñòó-
(Q1 è Q2) è íà n-p-n òðàíçèñòîðàõ (Q3 è Q4), ïåí÷àòûõ èñêàæåíèé. Äðóãèìè ïðåèìóùåñ-
êàê ïîêàçàíî íà Ðèñóíêå 2. òâàìè ADA4500-2 ÿâëÿþòñÿ íèçêèå ñîñòàâëÿ-
þùèå íàïðÿæåíèÿ ñìåùåíèÿ, òîêà ñìåùåíèÿ
 çàâèñèìîñòè îò ïðèëîæåííîãî ñèíôàç- è øóìîâ.
íîãî íàïðÿæåíèÿ äâå âõîäíûå ïàðû âíîñÿò
ðàçíûå íàïðÿæåíèÿ ñìåùåíèÿ è òîêè ñìåùå- Â òàêèõ ñõåìàõ âàæíî îáðàùàòü âíèìàíèå
íèÿ. Åñëè íà âõîä óñèëèòåëÿ ïîäàåòñÿ ñèí- íà èíäóêòèâíîñòü â öåïè íàãðóçêè, èñòî÷íè-
ôàçíîå íàïðÿæåíèå, îòëè÷àþùååñÿ îò îòðè- êîì êîòîðîé ìîãóò áûòü ëèíèè ïîäêëþ÷åíèÿ
öàòåëüíîãî èëè ïîëîæèòåëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ñâåòîäèîäîâ. Äëèíà ïðîâîäîâ ÷àñòî äîñòèãà-
ïèòàíèÿ VS ìåíåå ÷åì íà 0.7 Â, òî àêòèâåí åò íåñêîëüêèõ ìåòðîâ, ÷òî ïðè îòñóòñòâèè
áóäåò òîëüêî îäèí èç äâóõ âõîäíûõ êàñêàäîâ. ïðàâèëüíîé êîìïåíñàöèè ìîæåò âûçâàòü
 ýòîì ñëó÷àå èñòî÷íèêîì îøèáêè (íàïðÿæå- íåæåëàòåëüíóþ ãåíåðàöèþ.  ýòîé ñõåìå êîì-
íèÿ ñìåùåíèÿ è òîêà ñìåùåíèÿ) áóäåò òîëüêî ïåíñàöèÿ ðåàëèçóåòñÿ ñ ïîìîùüþ îáðàòíîé
îäèí ñîîòâåòñòâóþùèé àêòèâíûé êàñêàä. ñâÿçè, êîòîðàÿ âîçâðàùàåò çíà÷åíèå òîêà,
Åñëè æå íàïðÿæåíèå ïîäíèìåòñÿ äî 0.8 Â, èçìåðåííîå øóíòèðóþùèì ðåçèñòîðîì, íà
áóäóò àêòèâíû îáà âõîäíûõ êàñêàäà. Òîãäà âõîä ÎÓ. Íîìèíàëû ðåçèñòîðîâ è êîíäåíñà-
íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ ìîæåò ðåçêî èçìå- òîðîâ, ïîäêëþ÷åííûõ ê ADA4500-2, ñëåäóåò
íèòüñÿ, ÷òî ïðèâåäåò ê òàê íàçûâàåìûì «èñ- ïîäîáðàòü â ñîîòâåòñòâèè ñ ôàêòè÷åñêèì
êàæåíèÿì òèïà ñòóïåíüêà» è íåëèíåéíîñòè. çíà÷åíèåì èíäóêòèâíîñòè.

 îòëè÷èå îò ýòîãî, ADA4500-2 èìååò íà Ñ ïîìîùüþ ñõåìû, ïîêàçàííîé íà Ðèñóí-
âõîäíîé ñòîðîíå âñòðîåííûé çàðÿäîâûé êå 1, îòíîñèòåëüíî ëåãêî ðåàëèçóåòñÿ ìíîãî-
íàñîñ, ÷òî ïîçâîëÿåò îõâàòèòü äèàïàçîí âõîä- êàíàëüíûé äðàéâåð ñâåòîäèîäîâ, êîòîðûé ñ

62 ÑÒÀÒÜÈ

+VS òèðîâàòü êîíñòðóêöèþ óñòðîéñòâà ê êîíêðåò-
íûì òðåáîâàíèÿì ïðèëîæåíèÿ.
Q1 Q3 I1
Çàêëþ÷åíèå
+IN …
… Îïèñàííàÿ â ýòîé ñòàòüå ñõåìà äåìîí-
–IN ñòðèðóåò îòíîñèòåëüíî ïðîñòîé ñïîñîá ñîç-
Q4 Q2 äàíèÿ ïðîãðàììèðóåìîãî äðàéâåðà ñâåòîäè-
îäîâ, èäåàëüíî ïîäõîäÿùåãî äëÿ ïðèëîæå-
… OUT íèé òî÷íîãî óïðàâëåíèÿ îñâåùåíèåì, òðåáó-
þùèõ êîìïàêòíîãî, ìàñøòàáèðóåìîãî, íå
… òðåáîâàòåëüíîãî ê âõîäíîìó íàïðÿæåíèþ è
… âûñîêîëèíåéíîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ. Îäíàêî
ðàçìåðû è êîíñòðóêöèÿ ïëàòû äîëæíû áûòü
I2 àäàïòèðîâàíû ê òðåáîâàíèÿì ïðèëîæåíèÿ,
÷òîáû èçáåæàòü íåêîððåêòíîé ðàáîòû ñõåìû
–VS èç-çà íàëè÷èÿ èíäóêòèâíîñòè ïðîâîäîâ è
ïàðàçèòíîé èíäóêòèâíîñòè. ÐË
Ðèñóíîê 2. Óïðîùåííàÿ ñõåìà âõîäíîãî êàñ-
êàäà rail-to-rail îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ íà Ìàòåðèàëû ïî òåìå
áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðàõ.
1. Datasheet Analog Devices AD5686
ïîìîùüþ ÖÀÏ ìîæíî çàïðîãðàììèðîâàòü
äëÿ òî÷íîãî óïðàâëåíèÿ îñâåùåíèåì. Îäíà- 2. Datasheet Analog Devices ADA4500-2
êî äëÿ ïðàâèëüíîé ðàáîòû ñõåìû âàæíî àäàï-
3. Datasheet Analog Devices ADR4520

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 63

 äèôôåðåíöèàëüíîì

óñèëèòåëå èñïîëüçóþòñÿ

öèôðîâûå ïîòåíöèîìåòðû

Reza Moghimi

EDN

ÈÈíîãäà òðåáóåòñÿ èçìåðèòü ñëàáûé ñèã- ùèé 1024 ïîëîæåíèÿ äâèæêà. Êðîìå òîãî,
èñïîëüçîâàíà ìèêðîñõåìà óñèëèòåëÿ ñ àâòî-
íàë íà ôîíå áîëüøîãî ñèíôàçíîãî ñèãíàëà. ïîäñòðîéêîé íóëÿ AD8628 (IC2), îáðàçóþùàÿ
Øèðîêîå ïðèìåíåíèå â òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ äèôôåðåíöèàëüíûé óñèëèòåëü ñ êîýôôèöè-
íàõîäÿò òðàäèöèîííûå èíñòðóìåíòàëüíûå åíòîì óñèëåíèÿ 15. Âîçìîæíîñòü ïðîãðàììè-
óñèëèòåëè, âíóòðåííÿÿ ñòðóêòóðà êîòîðûõ ðîâàíèÿ AD5235 ïîçâîëÿåò âûïîëíÿòü óñòà-
îñíîâàíà íà äâóõ èëè òðåõ îïåðàöèîííûõ íîâêó è ïîäñòðîéêó óñèëåíèÿ çà îäèí øàã.
óñèëèòåëÿõ. Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 ïðåäñòàâëÿ- Óñèëèòåëè ñ àâòîïîäñòðîéêîé íóëÿ, òàêèå êàê
åò àëüòåðíàòèâíûé ïîäõîä, êîòîðûé ìîæåò AD8628 è ñåìåéñòâî AD855x, ÿâëÿþòñÿ ëó÷-
áûòü ïîëåçåí, êîãäà íèçêàÿ ñòîèìîñòü è íèç- øèì âûáîðîì äëÿ òàêèõ ïðèëîæåíèé. Îíè
êèé äðåéô âàæíåå âûñîêîé òî÷íîñòè. èìåþò âûñîêóþ òî÷íîñòü ïî ïîñòîÿííîìó
òîêó è íåçíà÷èòåëüíûå âûõîäíûå îøèáêè.
Èñïîëüçîâàííàÿ â ñõåìå ìèêðîñõåìà IC1 Äîëãîâðåìåííàÿ ñòàáèëüíîñòü óñèëèòåëåé ñ
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé öèôðîâîé ïîòåíöèîìåòð àâòîïîäñòðîéêîé íóëÿ èñêëþ÷àåò íåîáõîäè-
AD5235 ñ ýíåðãîíåçàâèñèìîé ïàìÿòüþ, èìåþ- ìîñòü ïîâòîðíîé êàëèáðîâêè. Ïðè ìèíèìàëü-
íîì êîýôôèöèåíòå ïîäàâëåíèÿ ñèíôàçíîãî
VCC ñèãíàëà óñèëèòåëåì ñ àâòîïîäñòðîéêîé íóëÿ,
ðàâíîì 140 äÁ, îñíîâíûì îãðàíè÷èâàþùèì
V1 IC1A 3 + V+ 1 VOUT ôàêòîðîì â áîëüøèíñòâå ñõåì ÿâëÿåòñÿ
V2 ½AD5235 IC2 ñîãëàñîâàíèå ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ.
Ïåðåäàòî÷íàÿ ôóíêöèÿ ñõåìû íà Ðèñóíêå 1
A AD8628 îïèñûâàåòñÿ âûðàæåíèåì
W2 2 – V–
é çèæç1+ R W 1B 2 ÷÷öø ù
B B ê R W 1A 2
R W 1B 2 ê ú
W1 R W 1A 2
VOUT = ê æçèç1+ RW ø÷÷ö V2 - V1 ú , (1)
A IC1B ê RW ú
½AD5235 êë

2A1 ú
2B1 ûú

Ðèñóíîê 1. Äëÿ óñòàíîâêè êîýôôèöèåíòà ãäå
óñèëåíèÿ ýòîãî íåäîðîãîãî äèôôåðåíöèàëü-
íîãî óñèëèòåëÿ èñïîëüçóåòñÿ öèôðîâîé RAnBn – íîìèíàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå
ïîòåíöèîìåòð. ìåæäó êîíöàìè ïîòåíöèîìåòðà;

64 ÑÒÀÒÜÈ

RWnBn – ñîïðîòèâëåíèå ìåæäó äâèæêîì W 100CMRR (äÁ)
è âûâîäîì B: RWB = RAB × D/2N; 90
RWnAn – ñîïðîòèâëåíèå ìåæäó äâèæêîì W è
âûâîäîì A: RWA = RAB – RWB = RAB (1 – D/2N); 80
D – äåñÿòè÷íûé ýêâèâàëåíò äâîè÷íîãî 70
ñëîâà; 60
N – êîëè÷åñòâî áèò. 50
Îñîáàÿ ñèòóàöèÿ âîçíèêàåò, êîãäà 40
30
RW1B2 = RW 2A1 . 20
R RW1A2 10
W 2B1
100 1k 10k 100k 1M 10M
Âûðàæåíèå äëÿ ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèè ×ÀÑÒÎÒÀ (Ãö)
òîãäà ñîêðàùàåòñÿ äî
Ðèñóíîê 2. Ãðàôèê çàâèñèìîñòè êîýôôèöè-
VOUT R W 1B 2 (V2 - V1), (2) åíòà ïîäàâëåíèÿ ñèíôàçíîãî ñèãíàëà
R W 1A 2 (CMRR) îò ÷àñòîòû äëÿ ñõåìû Ðèñóíîê 1
äàåò çíà÷åíèå 98 äÁ.
Ìîæíî âèäåòü, ÷òî âûõîäíîé ñèãíàë ïðåä-
ñòàâëÿåò ñîáîé ðàçíîñòü ñèãíàëîâ íà äâóõ íîê 2). Áëàãîäàðÿ òî÷íîìó ñîãëàñîâàíèþ ýëå-
âõîäàõ, óìíîæåííóþ íà êîýôôèöèåíò óñèëå- ìåíòîâ ìèêðîñõåì, òåìïåðàòóðíûé êîýôôè-
íèÿ, çíà÷åíèå êîòîðîãî ìîæíî óñòàíîâèòü öèåíò ñõåìû ìîæåò äîñòèãàòü 15 ppm/°C. Õîòÿ
ëþáûì, âêëþ÷àÿ åäèíè÷íîå. Âûðàæåíèå (2) õàðàêòåðèñòèêè ñõåìû íèæå, ÷åì ó ïðåöèçèîí-
ñïðàâåäëèâî, ïîñêîëüêó âñå ðåçèñòîðû îáúå- íûõ èíñòðóìåíòàëüíûõ óñèëèòåëåé, îíà ïîä-
äèíåíû íà îäíîì êðèñòàëëå è, ñëåäîâàòåëüíî, õîäèò äëÿ ìíîãèõ íåäîðîãèõ ïðèëîæåíèé.ÐË
èõ ñîïðîòèâëåíèÿ òî÷íî ñîâïàäàþò. Êîýôôè-
öèåíò ïîäàâëåíèÿ íèçêî÷àñòîòíîãî ñèíôàçíî- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ãî ñèãíàëà ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 98 äÁ (Ðèñó-
1. Datasheet Analog Devices AD5235
2. Datasheet Analog Devices AD8628WARZ-RL

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 65

Ñõåìà çàùèòû

ñèñòåìû îò ïåðåãðåâà

Kerry Lacanette

EDN

ÑÑîñòîÿùàÿ èç äâóõ ìèêðîñõåì ñõåìà íà òåìïåðàòóðû. Ñõåìà êîíòðîëèðóåò òåìïåðà-
òóðó ïå÷àòíîé ïëàòû, à òàêæå òåìïåðàòóðó
Ðèñóíêå 1 îáåñïå÷èâàåò óïðàâëåíèå âåíòè- êðèñòàëëà ïðîöåññîðà, ÏËÈÑ èëè äðóãîé
ëÿòîðîì, ïðåäóïðåæäåíèå î ïåðåãðåâå è ìèêðîñõåìû. IC1 – ýòî äàò÷èê òåìïåðàòóðû è
ôîðìèðîâàíèå ñèãíàëîâ îòêëþ÷åíèÿ äëÿ äðàéâåð âåíòèëÿòîðà îõëàæäåíèÿ ñ íîìè-
çàùèòû ñèñòåìû îò ÷ðåçìåðíîãî ïîâûøåíèÿ

3.3 Â ÂÅÍÒÈËßÒÎÐ
4.5 … 24  / 250 ìÀ

IC1
MAX6665ASA45

ÄÀÒ×ÈÊ TFAN + FANOUT
ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÛ _ FANON
TFAN WARN
HYST 1, 4, 8° 15° + 3.3 Â
FORCEON _ OT 10k
TFAN
30° + 3.3 Â TOVER
_

ÖÏ, ÏËÈÑ DXP IC2
ÈËÈ DXN MAX6512UT125

ÑÏÅÖ. ÈÑ

2.2 nF ÄÀÒ×ÈÊ +
ÒÅÌÏÅÐÀÒÓÐÛ _

TFAN

HYST 5, 10°

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà îáåñïå÷èâàåò óïðàâëåíèå âåíòèëÿòîðîì è çàùèòó îò ïåðåãðåâà ñèñòåì è
öèôðîâûõ ìèêðîñõåì, ïîòðåáëÿþùèõ áîëüøóþ ìîùíîñòü.

66 ÑÒÀÒÜÈ

íàëüíûì ðàáî÷èì òîêîì 250 ìÀ. Ïðè íèçêîé ìû.  êà÷åñòâå äàò÷èêà òåìïåðàòóðû ê íåé,
òåìïåðàòóðå âåíòèëÿòîð îõëàæäåíèÿ âû- êàê ïðàâèëî, ïîäêëþ÷àåòñÿ p-n ïåðåõîä âíåø-
êëþ÷åí, ÷òîáû ìèíèìèçèðîâàòü øóì è èçíîñ. íåãî ìàëîñèãíàëüíîãî p-n-p òðàíçèñòîðà. IC2
Êîãäà òåìïåðàòóðà ñèñòåìû ïîâûøàåòñÿ ïðîïóñêàåò òîê ÷åðåç ýòîò p-n ïåðåõîä, èçìå-
áîëåå ÷åì äî 45 °C, çàïðîãðàììèðîâàííûé ðÿåò ðåçóëüòèðóþùåå íàïðÿæåíèå è âû÷èñ-
íà çàâîäå êîìïàðàòîð òåìïåðàòóðû ìèêðî- ëÿåò òåìïåðàòóðó ïåðåõîäà. Çàòåì IC2 ñðàâ-
ñõåìû IC1 àêòèâèðóåò âûõîä óïðàâëåíèÿ âåí- íèâàåò âû÷èñëåííóþ òåìïåðàòóðó ñ ïðåä-
òèëÿòîðîì FANOUT, ïîäêëþ÷àÿ íèæíþþ óñòàíîâëåííûì ïîðîãîì. Êîãäà òåìïåðàòóðà
êëåììó âåíòèëÿòîðà ê çåìëå. Âåíòèëÿòîð ïåðåõîäà ïðåâûñèò ïîðîã, â äàííîì ñëó÷àå –
ìîæåò ðàáîòàòü ïðè íàïðÿæåíèÿõ äî 24 Â. 125 °C, ìèêðîñõåìà IC2 àêòèâèðóåò âûõîä
Ïîñëå âêëþ÷åíèÿ âåíòèëÿòîðà òåìïåðàòóðà TOVER, êîòîðûé ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ
ñèñòåìû îáû÷íî ëèáî ïðîäîëæàåò ïîâû- îòêëþ÷åíèÿ ñèñòåìû.
øàòüñÿ ñ ìåíüøåé ñêîðîñòüþ, ëèáî íåñêîëü-
êî ïàäàåò. Åñëè òåìïåðàòóðà ïàäàåò äîñòà- Âûõîäû ñ îòêðûòûìè ñòîêàìè OT è TOVER
òî÷íî ñèëüíî, âåíòèëÿòîð âûêëþ÷àåòñÿ. ìèêðîñõåì IC1 è IC2 ïîäêëþ÷åíû ê îáùåìó
×òîáû èçáåæàòü ïîñòîÿííîãî âêëþ÷åíèÿ è íàãðóçî÷íîìó ðåçèñòîðó è ê êëåììå îòêëþ÷å-
âûêëþ÷åíèÿ âåíòèëÿòîðà, IC1 îáåñïå÷èâàåò íèÿ ïèòàíèÿ. Åñëè òåìïåðàòóðà ïëàòû èëè
ãèñòåðåçèñ 1, 4 èëè 8 °C, êîòîðûé ìîæíî ìèêðîñõåìû ïðåâûøàåò ìàêñèìàëüíî äîïóñ-
âûáðàòü ñ ïîìîùüþ âõîäà HYST. òèìûé áåçîïàñíûé óðîâåíü, ñèñòåìà îòêëþ-
÷àåòñÿ äî òîãî, êàê ìîæåò ïðîèçîéòè åå
Ïðè íàëè÷èè ïðîáëåì îõëàæäåíèÿ, òàêèõ ïîâðåæäåíèå. IC1 ñëåäóåò ðàçìåñòèòü â òîì
êàê ÷ðåçìåðíîå ðàññåèâàíèå ìîùíîñòè èëè ìåñòå, òåìïåðàòóðó êîòîðîãî íåîáõîäèìî
çàáëîêèðîâàííûå ïóòè âåíòèëÿöèè, ðîñò òåì- èçìåðÿòü. Â çàâèñèìîñòè îò ñèñòåìû, ýòî
ïåðàòóðû ñèñòåìû ìîæåò ïðîäîëæàòüñÿ. IC1 ìåñòî ìîæåò áûòü ðÿäîì ñ «ãîðÿ÷åé òî÷êîé»
èìååò äâà âûõîäà, ïðåäóïðåæäàþùèõ î èëè íà ïóòè âîçäóøíîãî ïîòîêà âåíòèëÿòîðà
òàêîì ñîñòîÿíèè. Âûõîä WARN ñòàíîâèòñÿ îõëàæäåíèÿ. Ïå÷àòíûå ïðîâîäíèêè ìåæäó IC2
àêòèâíûì, êîãäà òåìïåðàòóðà ïðåâûøàåò è âûíîñíûì äàò÷èêîì òåìïåðàòóðû äîëæíû
60 °C, à OT ñîîáùàåò î òîì, ÷òî òåìïåðàòóðà áûòü äîñòàòî÷íî êîðîòêèìè è îòäåëåííûìè îò
ïîäíÿëàñü âûøå 75 °C. OT ìîæíî èñïîëüçî- âûñîêîñêîðîñòíûõ ëèíèé äàííûõ. ÐË
âàòü â êà÷åñòâå ñèãíàëà âûêëþ÷åíèÿ ñèñòå-
ìû. Åñëè IC1 êîíòðîëèðóåò òåìïåðàòóðó ïëà- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
òû, òî IC2 êîíòðîëèðóåò òåìïåðàòóðó êðèñòàë-
ëà äðóãîé ìèêðîñõåìû – îáû÷íî ïðîöåññîðà, 1. Datasheet Maxim MAX6512UT125
ÏËÈÑ èëè ñïåöèàëèçèðîâàííîé ìèêðîñõå-
2. Datasheet Maxim MAX6665ASA45

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 67

Ìèëëèîììåòð

ñ 7-ñåãìåíòíûì ÆÊÈ

×àñòü 2

Îêîí÷àíèå. Íà÷àëî â íîìåðå 01,02-2021
Àëåêñåé Êóçüìèíîâ, Ìîñêâà

Ðàçâîäêà è ôîòîãðàôèè ïëàò è âñåãî (à)
óñòðîéñòâà
(á)
Ðàçâîäêà âñåõ ïëàò ñäåëàíà àâòîðîì ñ
ïîìîùüþ ïðîãðàììû Sprint Layout 6.0. Òàêèõ (â)
ïëàò òðè: ïåðâàÿ – îñíîâíàÿ ïëàòà ñ ÌÊ, âòî- Ðèñóíîê 4. Ïëàòà ìèëëèîììåòðà: ðàçâîäêà (à)
ðàÿ – ïëàòà ñîïðÿæåíèÿ ÆÊÈ ÈÆÖ 13-8-7 ñ è âíåøíèé âèä (á) ïëàòû ño ñòîðîíû êîìïîíåí-
äâóìÿ êîíòðîëëåðàìè ÊÐ1820ÂÃ1 è òðåòüÿ – òîâ äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî ìîíòàæà, (â) – ðàçâîä-
ìèíèàòþðíàÿ ïëàòà äëÿ óñòàíîâêè ðàçúåìà êà ïëàòû ñî ñòîðîíû íàâåñíûõ êîìïîíåíòîâ.
äëÿ çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà. Ðàçâîäêà ïëàò
âñåõ òðåõ ïëàò â ôîðìàòå *.lay6 äîñòóïíà ïî
ññûëêå â ðàçäåëå Çàãðóçêè.

Íà Ðèñóíêå 4 ïðèâåäåíà ðàçâîäêà è ôîòîã-
ðàôèÿ (ïåðåä ðàñïàéêîé êîìïîíåíòîâ íàâåñ-
íîãî ìîíòàæà) îñíîâíîé ïëàòû ìèëëèîììåò-
ðà. Êðóæêàìè íà ðàçâîäêå ïîêàçàíû ìåñòà ñ
äâóñòîðîííåé ïðîïàéêîé. Íà Ðèñóíêå 5 – ðàç-
âîäêà ïëàòû ñ ðàçúåìîì äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ
çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà. Ðàçâîäêà ïëàòû ñ ÆÊÈ
íå ïîêàçàíà â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî îíà òàêàÿ æå,
÷òî è â [1].

Êîíñòðóêöèÿ ïðèáîðà

Ïî ôîòîãðàôèè ïðèáîðà â îòêðûòîì êîð-
ïóñå ðàçìåðîì 120×60×40 ìì (Ðèñóíîê 6)
ìîæíî ñîñòàâèòü ïðåäñòàâëåíèå î åãî âíóò-
ðåííåì óñòðîéñòâå.

Êîðïóñ ñîñòîèò èç äâóõ ïîëîâèí. Íà ïåðâîé
ðàñïîëîæåíà ëèöåâàÿ ñòîðîíà ïðèáîðà. Â íåé

68 ÑÕÅÌÛ

Ðèñóíîê 5. Ðàçâîäêà ïëàòû ñ ðàçúåìîì äëÿ êîðïóñà âèíòîì Ì3 âïîòàé. Àêêóìóëÿòîð ïðè-
çàðÿäíîãî óñòðîéñòâà. êëååí ê äíèùó êîðïóñà ãóá÷àòîé ëåíòîé ñ äâó-
ñòîðîííèì ëèïêèì ñëîåì. Ïëàòà ñ ðàçúåìîì
Ðèñóíîê 6. Âíóòðåííåå óñòðîéñòâî ìèëëè- äëÿ çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà ïðèêðó÷åíà ê
îììåòðà. äíèùó êîðïóñà äâóìÿ âèíòàìè Ì2, à âûâîä
ðàçúåìà ðàñïîëîæåí íà òîðöå êîðïóñà â ïðî-
ïðîðåçàíî îêíî äëÿ äèñïëåÿ, ïëàòà êîòîðîãî ñâåðëåííîì äëÿ íåãî îòâåðñòèè.
ïðèêðó÷åíà âèíòàìè Ì2 ê ïëàñòìàññîâûì
ñòîéêàì, ïðèêëååííûì ê âíóòðåííåé ÷àñòè Îáå ïîëîâèíû êîðïóñà ñêðó÷èâàþòñÿ âèí-
êîðïóñà, è äîïîëíèòåëüíî ïðèæàòà ê êîðïóñó òàìè Ì3 âïîòàé.
äâóìÿ ïëàñòèíàìè, ïðèêðó÷åííûìè ê øòàò-
íûì ñòîéêàì âèíòàìè Ì3. Íà ýòîé æå ïîëîâè- Çàðÿäêà àêêóìóëÿòîðà ïðèáîðà
íå êîðïóñà ðàñïîëîæåíû: äâà èçìåðèòåëüíûõ
ðàçúåìà, ê êîòîðûì ïîäêëþ÷àþòñÿ îòâåòíûå Êàê óæå óïîìèíàëîñü âûøå, äëÿ çàðÿäêè
ðàçúåìû ñ êàáåëÿìè, ñîåäèíåííûìè ñ çàæè- àêêóìóëÿòîðà èñïîëüçóåòñÿ ñïåöèàëüíàÿ
ìàìè Êåëüâèíà; ãàëåòíûé ïåðåêëþ÷àòåëü, ïëàòà íà áàçå ìèêðîñõåìû TP4056, îáîðóäî-
ðó÷êà êîòîðîãî âûâåäåíà íà ëèöåâóþ ïîâåðõ- âàííàÿ ðàçúåìîì microUSB äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ
íîñòü êîðïóñà; âûêëþ÷àòåëü ïèòàíèÿ è ñâåòî- ê íåé óñòðîéñòâà äëÿ çàðÿäêè òåëåôîíà ñ
äèîä. Íà âòîðîé ïîëîâèíå êîðïóñà ðàñïîëî- âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì 5 Â. Ê âûõîäíûì
æåíà îñíîâíàÿ ïëàòà ïðèáîðà. Îíà äåðæèòñÿ êîíòàêòàì óñòðîéñòâà íà TP4056 ïðèïàÿí
íà äîñòàòî÷íî æåñòêèõ âûâîäàõ òðàíçèñòîðà, äâóõïðîâîäíûé êàáåëü, à íà äðóãîé åãî êîíåö
êîòîðûé ïðèïàÿí ê ìåäíîé ïëàñòèíå ðàçìå- – îòâåòíûé ðàçúåì DJK-11K (2.5×0.7-L9) –
ðîì 20×15×1.5 ìì, ïðèêðó÷åííîé ê äíèùó âèëêà íà êàáåëü (Ðèñóíîê 7). Ïðîâîäà â ìåñòå
ïàéêè êàáåëÿ ê ïëàòå óêðåïëåíû êàïëåé òåð-
ìîêëåÿ. Èíà÷å îò ÷àñòîãî èçãèáàíèÿ êàáåëÿ
ïðîâîäà â ìåñòå ïàéêè ìîãóò îòëîìèòüñÿ.
Ýòîò êàáåëü ïîäêëþ÷åí ê ðàçúåìó çàðÿäêè
ïðèáîðà DJK-19S (XZ, Ðèñóíîê 3á), ðàñïàÿí-
íîì íà íåáîëüøîé ïëàòå (Ðèñóíîê 5, Ðèñó-
íîê 6 – ñïðàâà ñâåðõó), à ðàçúåì microUSB îò
óñòðîéñòâà çàðÿäêè òåëåôîíà – ê ïëàòå. Ïðè
çàðÿäêå àêêóìóëÿòîðà ïèòàíèå ïðèáîðà äîë-
æíî áûòü âûêëþ÷åíî, à çàðÿäêà äëÿ òåëåôî-
íà ïîäêëþ÷åíà ê ñåòè. Ïðè ïðàâèëüíîì ïîä-
êëþ÷åíèè íà ïëàòå âêëþ÷èòñÿ êðàñíûé ñâåòî-
äèîä, è íà÷íåòñÿ çàðÿäêà àêêóìóëÿòîðà. Ïî
çàâåðøåíèè (êîãäà àêêóìóëÿòîð çàðÿäèòñÿ äî
íàïðÿæåíèÿ 4.2 Â) êðàñíûé ñâåòîäèîä ïîãàñ-
íåò, è âêëþ÷èòñÿ ñèíèé, ñèãíàëèçèðóÿ î êîíöå
çàðÿäêè. Çäåñü ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî íà

Ðèñóíîê 7. Çàðÿäêà àêêóìóëÿòîðà ïðèáîðà.

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 69

ïëàòå ñ TP4056 ïî óìîë÷àíèþ óñòàíîâëåíî Äëÿ çàïóñêà ïîäïðîãðàììû êàëèáðîâêè
ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå çàðÿäíîãî òîêà â 1 À. ïîëíîé øêàëû ÀÖÏ íåîáõîäèìî:
Òàêîé òîê îáåñïå÷èâàþò äàëåêî íå âñå çàðÿä-
íûå óñòðîéñòâà äëÿ òåëåôîíà. Êðîìå òîãî, 1. Ñíÿòü ñ ðàçúåìà XD/RS (Ðèñóíîê 2) îòâåò-
ïðè òîêå 1 À ïëàòà ñ TP4056 äîñòàòî÷íî ñèëü- íûé ðàçúåì êàáåëÿ.
íî íàãðåâàåòñÿ è ìîæåò âûéòè èç ñòðîÿ îò
ïåðåãðåâà. Ïîýòîìó, åñëè èñïîëüçîâàòü 2. Ïîäêëþ÷èòü ê êîíòàêòàì 1-3 ðàçúåìà
çàðÿäêó äëÿ òåëåôîíà (èëè, íàïðèìåð, äëÿ XD/RS 3-êîíòàêòíóþ ïåðåìû÷êó – îòâåò-
çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðîâ IQOS), îáåñïå÷èâàþ- íûé ðàçúåì ñ ñîåäèíåííûìè òðåìÿ êîí-
ùóþ òîê 1 À (èëè áîëåå), òî ïëàòó íåîáõîäèìî òàêòàìè ìåæäó ñîáîé.
óñòàíîâèòü íà ðàäèàòîð. Àâòîð èñïîëüçîâàë
èãîëü÷àòûé ðàäèàòîð ñ ïëîùàäüþ ïîâåðõíîñ- 3. Ñíÿòü 2-êîíòàêòíóþ ïåðåìû÷êó (äæàì-
òè îêîëî 70 ñì2. Ïëàòà ïðèêëååíà ê ðàäèàòîðó ïåð) ñ êîíòàêòîâ ðàçúåìà XR3Vref.
ãèáêîé òåðìîïðîêëàäêîé ñ äâóñòîðîííèì ëèï-
êèì ñëîåì (îíà áåëîãî öâåòà íà Ðèñóíêå 7). 4. Ñîåäèíèòü êîíòàêò 2 ðàçúåìà XR3Vref ñ
Åñëè æå çàðÿäêà äëÿ òåëåôîíà îáåñïå÷èâàåò êîíòàêòîì îäíîêîíòàêòíoãî ðàçúåìà
òîê íå áîëåå 0.5 À, òî ðàäèàòîð íå íóæåí, ò.ê. â XRef. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî èçãîòîâèòü
ýòîì ñëó÷àå íàãðåâ ïëàòû íåáîëüøîé; ïðàâ- îäíîïðîâîäíûé êàáåëü ñ äâóìÿ îòâåòíû-
äà, âðåìÿ çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà áóäåò ñóùåñ- ìè êîíòàêòàìè (ãíåçäàìè) íà åãî êîíöàõ.
òâåííî áîëüøå.
5. Âêëþ÷èòü ïèòàíèå ïðèáîðà.
Ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà è óïðàâëå-
íèå ðàáîòîé ïðèáîðà Ïîäïðîãðàììà èçìåðèò îïîðíîå íàïðÿæå-
íèå VREF â áåçðàçìåðíîì âèäå, ò.å. ÀÖÏ ïîêà-
Ìåòîä ïåðåäèñêðåòèçàöèè è îñðåäíåíèÿ æåò çíà÷åíèå áëèçêîå ê 1 (íàïðèìåð, ó îäíîãî
äëÿ óâåëè÷åíèÿ ðàçðåøàþùèé ñïîñîáíîñòè ýêçåìïëÿðà ÌÊ ýòî çíà÷åíèå áûëî ðàâíî
14-ðàçðÿäíîãî SAR-ÀÖÏ (âñòðîåííîãî â ÌÊ 0.9998). Äàëåå âû÷èñëèòñÿ îáðàòíîå çíà÷å-
EFM8LB12), èñïîëüçóåìûé äëÿ èçìåðåíèé íèå (â äàííîì ñëó÷àå îíî áóäåò ðàâíî
íåîáõîäèìûõ íàïðÿæåíèé â ìèëëèîììåòðå, 1/0.9998 » 1.0002), êîòîðîå â âèäå êîýôôèöè-
ïîäðîáíî îïèñàí â [1], ïîýòîìó îïèñûâàòü åãî åíòà Ê çàïèøåòñÿ âî ôëýø-ïàìÿòü ÌÊ
çäåñü åùå ðàç, íà âçãëÿä àâòîðà, íåò ñìûñëà. (Ê = 1.0002) è ïðî÷èòàåòñÿ èç íåå. Äàëåå
Âûâîä èíôîðìàöèè íà ÆÊÈ ÈÆÖ 13-8-7 áóäåò ïðîèçâåäåíî ïîâòîðíîå èçìåðåíèå
òàêæå ïîäðîáíî îïèñàí â [1], ïîýòîìó çäåñü íàïðÿæåíèÿ, êîòîðîå áóäåò óìíîæåíî íà Ê è
íå ïðèâîäèòñÿ. Ôîðìóëà (8) äëÿ ðàñ÷åòà èçìå- âûâåäåíî íà äèñïëåé. Ïîêàçàíèå íà äèñïëåå
ðÿåìîãî ðåçèñòîðà RX ïðèìèòèâíî ïðîñòà, è äîëæíî áûòü: «1.0000». Åñëè íà äèñïëåå
çàïðîãðàììèðîâàòü åå â ÌÊ íå ñîñòàâëÿåò ïîëó÷åíî òàêîå ïîêàçàíèå, òî ýòî áóäåò îçíà-
áîëüøîãî òðóäà. Ïîýòîìó íèæå áóäåò îïèñàíà ÷àòü, ÷òî êàëèáðîâêà ïîëíîé øêàëû ïðîèçâå-
òîëüêî ñóòü ðàáîòû ïîäïðîãðàìì, èñïîëüçóå- äåíà ïðàâèëüíî.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå íåîáõî-
ìûõ â ìèëëèîììåòðå, è ñïîñîá èõ çàïóñêà. äèìî ïðîèçâåñòè êàëèáðîâêó çàíîâî, âûêëþ-
÷èâ è âêëþ÷èâ ïèòàíèå ïðèáîðà.
Òàêèõ ïîäïðîãðàìì òðè: ïåðâàÿ – ïîäïðîã-
ðàììà êàëèáðîâêè ïîëíîé øêàëû ÀÖÏ ÌÊ, Ïîñëå êàëèáðîâêè ïîëíîé øêàëû íåîáõî-
âòîðàÿ – ïîäïðîãðàììà óñòàíîâêè íóëÿ ïðè- äèìî âåðíóòü âñå ðàçúåìû â ïåðâîíà÷àëüíîå
áîðà íà âûáðàííîì äèàïàçîíå, òðåòüÿ – ïîä- ñîñòîÿíèå, è çàêðûòü êîðïóñ ïðèáîðà. Íà ýòîì
ïðîãðàììà øòàòíîé ðàáîòû ïðèáîðà. Êðîìå êàëèáðîâêà ïîëíîé øêàëû çàêàí÷èâàåòñÿ.
òîãî, â ìèëëèîììåòðå èñïîëüçóåòñÿ åùå
îäíà ïîäïðîãðàììà – äëÿ èíäèêàöèè óðîâíÿ Ïîäïðîãðàììà óñòàíîâêè íóëÿ äëÿ
çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà, èëè, äðóãèìè ñëîâà- êàæäîãî äèàïàçîíà èçìåðåíèé
ìè, ñòåïåíè åãî ðàçðÿæåííîñòè.
Çàïóñê ýòîé ïîäïðîãðàììû íåîáõîäèìî
Ïîäïðîãðàììà êàëèáðîâêè ïîëíîé øêàëû ïðîâîäèòü â ñëåäóþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè.
ÀÖÏ ìîæåò áûòü çàïóùåíà òîëüêî ïðè îòêðû-
òîì êîðïóñå ïðèáîðà (Ðèñóíîê 6). Ýòó ïîäïðîã- 1. Ïîäêëþ÷èòü ê ïðèáîðó øòåêåðû îò çàæè-
ðàììó òðåáóåòñÿ çàïóñòèòü âñåãî îäèí ðàç, ìîâ è ñîåäèíèòü èõ èçìåðèòåëüíûå êîí-
ïåðåä òåì êàê êîðïóñ ïðèáîðà áóäåò çàêðûò. òàêòû ìåæäó ñîáîé.

2. Íå âêëþ÷àÿ ïèòàíèÿ, íàæàòü êíîïêó è, íå
îòïóñêàÿ åå, âêëþ÷èòü ïèòàíèå. Äàëåå
êíîïêó îòïóñòèòü. Ïîäïðîãðàììà ïðî÷è-
òàåò èç ôëýø-ïàìÿòè êîýôôèöèåíò Ê,

70 ÑÕÅÌÛ

ïîëó÷åííûé ïðè êàëèáðîâêå ïîëíîé òèìîå íàïðÿæåíèå, ïðè êîòîðîì àêêóìóëÿòîð
øêàëû ÀÖÏ, è ñ ó÷åòîì ýòîãî êîýôôèöè- ôóíêöèîíèðóåò â øòàòíîì ðåæèìå, ñîñòàâëÿ-
åíòà ïðîèçâåäåò èçìåðåíèå ñîïðîòèâëå- åò 2.7 Â. Ðàçíèöà ìåæäó ýòèìè äâóìÿ íàïðÿ-
íèÿ (â äàííîì ñëó÷àå ýòî ñîïðîòèâëåíèå æåíèÿìè ñîñòàâëÿåò: 4.2  – 2.7  = 1.5 Â.
ðàâíî íóëþ). Ðåçóëüòàò áóäåò âûâåäåí íà Åñëè ðàçäåëèòü ýòó ðàçíèöó íà 3 ÷àñòè, òî
äèñïëåé. Ïîêàçàíèÿ äîëæíû áûòü íóëå- ïîëó÷èì 0.5 Â.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì ìîæíî
âûå íà êàæäîì äèàïàçîíå. Ïîäïðîãðàì- íàéòè 3 ãðàíè÷íûõ íàïðÿæåíèÿ, îïðåäåëÿþ-
ìà âû÷èñëèò ðàçíèöó ìåæäó íóëåì è ùèå ñòåïåíü çàðÿæåííîñòè àêêóìóëÿòîðà:
èçìåðåííûì ñîïðîòèâëåíèåì, çàïèøåò 2.7 Â, 3.2 Â è 3.7 Â.
ýòó ðàçíèöó â âèäå êîýôôèöèåíòà (Ê0 –
äëÿ ïåðâîãî äèàïàçîíà, Ê1 – äëÿ âòîðîãî Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âûõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ
è Ê2 – äëÿ òðåòüåãî). àêêóìóëÿòîðà (íàçîâåì åãî UÁÀÒ), êàê áûëî
óêàçàíî âûøå (ñì. Ðèñóíîê 2), ýòî íàïðÿæå-
3. Âûêëþ÷èòü ïèòàíèå, è âêëþ÷èòü åãî çàíî- íèå (ñíèæåííîå â 2 ðàçà äåëèòåëåì R15-R16)
âî. Çàòåì íàæàòü è îòïóñòèòü êíîïêó. Ïðî- ïîäàåòñÿ íà âõîä êàíàëà 1 ÀÖÏ ÌÊ (ADC0.1 –
ãðàììà ïðî÷èòàåò èç ôëýø-ïàìÿòè çàïè- ñèãíàë ADCIN_Vp). Èíäèêàöèÿ ñòåïåíè
ñàííûå ðàíåå êîýôôèöèåíòû (Ê, Ê0, Ê1 è çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà îñóùåñòâëÿåòñÿ íà
Ê2), èçìåðèò ñîïðîòèâëåíèå (íóëåâîå, ò.ê. äèñïëåå ñ ïîìîùüþ îòäåëüíîãî îêíà. Â ýòîì
çàæèìû çàêîðî÷åíû) è ñ ó÷åòîì êîýôôè- îêíå (ñïðàâà) èíäèöèðóåòñÿ 1 ðàçðÿä äèñ-
öèåíòîâ âûâåäåò ðåçóëüòàò íà ýêðàí äèñ- ïëåÿ, ñîñòîÿùèé èç òðåõ ãîðèçîíòàëüíûõ ñåã-
ïëåÿ. Ïîêàçàíèÿ ïðèáîðà òàêæå äîëæíû ìåíòîâ. Ïîäïðîãðàììà èçìåðÿåò íàïðÿæå-
áûòü íóëåâûìè.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå
íåîáõîäèìî ïðîèçâåñòè ïîâòîðíî óñòà- íèå UÁÀÒ, è, åñëè UÁÀÒ £ 2.7 Â, òî èíäèöèðóåòñÿ
íîâêó íóëÿ (ï. 2). Âî âðåìÿ èçìåðåíèÿ «ïóñòîé» àêêóìóëÿòîð (íè îäèí èç ñåãìåíòîâ
êðàòêîâðåìåííî (íå áîëåå ñåêóíäû) çàãî-
ðèòñÿ è ïîãàñíåò ñâåòîäèîä. íå «ãîðèò»), åñëè 2.7 Â < UÁÀÒ £ 3.2 Â, òî èíäè-
öèðóåòñÿ îäèí íèæíèé ñåãìåíò, åñëè 3.2 Â <
4. Ïðîèçâåñòè óñòàíîâêó íóëÿ íà âñåõ òðåõ
äèàïàçîíàõ. < UÁÀÒ £ 3.7 Â – äâà ñåãìåíòà (íèæíèé è ñðåä-
íèé), åñëè UÁÀÒ > 3.7 Â – âñå òðè ñåãìåíòà.
Íà ýòîì óñòàíîâêà íóëÿ ïðèáîðà çàêàí÷è- Åñëè äëÿ èçìåðåíèÿ íàïðÿæåíèé UOUT è
âàåòñÿ. URÎÁÐ, èñïîëüçóþùèõñÿ â ðàñ÷åòå çíà÷åíèÿ
èçìåðÿåìîãî ðåçèñòîðà RX ïî ôîðìóëå (8),
Èçìåðåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòî- ïðîèçâîäèòñÿ 64-êðàòíîå îñðåäíåíèå ðåçóëü-
ðîâ â øòàòíîì ðåæèìå ðàáîòû òàòîâ 1024 ïîêàçàíèé ÀÖÏ (îñðåäíåííûõ ñ
äåöèìàöèåé), òî äëÿ èçìåðåíèÿ çíà÷åíèÿ
1. Ïîäêëþ÷èòü èçìåðÿåìûé ðåçèñòîð ê çàæè- UÁÀÒ ïðîèçâîäèòñÿ 8-êðàòíîå îñðåäíåíèå.
ìàì. Ýòî ñäåëàíî â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî âûñîêàÿ òî÷-
íîñòü èçìåðåíèÿ UÁÀÒ íå íóæíà, à 8-êðàòíîå
2. Óñòàíîâèòü íóæíûé äèàïàçîí èçìåðåíèÿ. îñðåäíåíèå òðåáóåò â 8 ðàç ìåíüøå âðåìåíè
(ò.å. ïî÷òè íà ïîðÿäîê), ÷åì 64-êðàòíîå. À ýòî
3. Âêëþ÷èòü ïèòàíèå ïðèáîðà. äîïîëíèòåëüíîå âðåìÿ, êîòîðîå âõîäèò â
îáùåå âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ áîëüøîãî òîêà
4. Íàæàòü è îòïóñòèòü êíîïêó. (0.5 À). Ïîýòîìó îíî è ñíèæåíî â 8 ðàç, ÷òîáû
àêêóìóëÿòîð ìåíüøå ðàçðÿæàëñÿ.
Ïðîãðàììà ïðî÷èòàåò èç ôëýø-ïàìÿòè
çàïèñàííûå ðàíåå êîýôôèöèåíòû (Ê, Ê0, Ê1 è Çäåñü ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî åñëè âðåìÿ
Ê2), èçìåðèò ñîïðîòèâëåíèå ïîäêëþ÷åííîãî èçìåðåíèÿ RX íå ïðåâûøàåò 1 ñåêóíäû, ò.å.
ðåçèñòîðà è ñ ó÷åòîì êîýôôèöèåíòîâ âûâå- êàæäîå èçìåðåíèå òðåáóåò 0.5 À·ñ, òî àêêóìó-
äåò ðåçóëüòàò íà ýêðàí äèñïëåÿ. Âî âðåìÿ ëÿòîðà åìêîñòüþ 3 À·÷ (3600 À·ñ×3 =
èçìåðåíèÿ êðàòêîâðåìåííî (íå áîëåå ñåêóí- = 10800 À·ñ) õâàòèò íà 10800 À·ñ /0.5 A·ñ =
äû) çàãîðèòñÿ ñâåòîäèîä, êîòîðûé çàòåì
ïîãàñíåò, à ïîêàçàíèÿ îñòàíóòñÿ íà äèñïëåå. = 21600 (» 20000) èçìåðåíèé äî ïîëíîãî ðàç-
ðÿäà àêêóìóëÿòîðà.
Ïîäïðîãðàììà äëÿ èíäèêàöèè óðîâíÿ
çàðÿäêè àêêóìóëÿòîðà ðàáîòàåò ñëåäóþùèì Ïîòðåáëåíèå òîêà ìèëëèîììåòðîì òîëüêî
îáðàçîì. ïðè èíäèêàöèè ïîêàçàíèé ñîñòàâëÿåò îêîëî
15 ìÀ, ò.å. ñóùåñòâåííî ìåíüøå, ÷åì âî
Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå, äî êîòîðîãî âðåìÿ èçìåðåíèÿ (500 ìÀ). Òàêæå ñëåäóåò
çàðÿæàåòñÿ àêêóìóëÿòîð, êàê áûëî óïîìÿíóòî
âûøå, ñîñòàâëÿåò 4.2 Â. Ìèíèìàëüíî äîïóñ-

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 71

îòìåòèòü, ÷òî ïîòðåáëåíèå òîêà òîëüêî â ðåæè- (à)
ìå èíäèêàöèè äëÿ ìèëëèîììåòðà (15 ìÀ) â
3 ðàçà âûøå, ÷åì ïîòðåáëåíèå òîêà âîëüò- (á)
ìåòðîì (5 ìÀ), îïèñàííûì â [1]. Óòðîåííîå
ïîòðåáëåíèå òîêà – ñëåäñòâèå ó÷åòâåðåííîé Ðèñóíîê 9. Èçìåðåíèÿ (âòîðîé äèàïàçîí)
òàêòîâîé ÷àñòîòû ïðîöåññîðà ÌÊ (72 ÌÃö â ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ íîìèíàëîì:
ìèëëèîììåòðå ïðîòèâ 18 ÌÃö – â âîëüòìåòðå (à) – 0.1 Îì 1% (KNP300), (á) – 0.01 Îì 1%
[1]). Îäíàêî ó÷åòâåðåíèå òàêòîâîé ÷àñòîòû (SMD 2512).
ïðîöåññîðà ÌÊ ñíèçèëî âðåìÿ èçìåðåíèÿ
(êîãäà ïðîòåêàåò òîê 0.5 À) äî 1 ñåêóíäû (ïðè ñîïðîòèâëåíèÿ, íî îòêóäà âçÿëèñü òàêàÿ íåâå-
÷àñòîòå 18 ÌÃö ýòî âðåìÿ ñîñòàâëÿåò 3 ñåêóí- ðîÿòíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü è äîñòàòî÷íî ïðè-
äû). Çäåñü, íà âçãëÿä àâòîðà, êîììåíòàðèè åìëåìàÿ òî÷íîñòü, îñîáåííî ïðè èçìåðåíèè
èçëèøíè. ñîïðîòèâëåíèé øóíòîâ (Ðèñóíîê 10)?

Ïðîãðàììà äëÿ ÌÊ ìèëëèîììåòðà â óæå Åñëè ñóäèòü î ïîãðåøíîñòÿõ ðåçóëüòàòîâ
ãîòîâîì çàãðóçî÷íîì *.hex-ôîðìàòå äîñòóï- èçìåðåíèé, òî, ó÷èòûâàÿ ôîðìóëó (8), ìîæíî
íà ïî ññûëêå â ðàçäåëå Çàãðóçêè. ïðèéòè ê âûâîäó, ÷òî ñîïðîòèâëåíèå èçìåðÿå-
ìîãî ðåçèñòîðà RX çàâèñèò îò ÷åòûðåõ ïàðà-
Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ìåòðîâ: îò ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé äâóõ
íàïðÿæåíèé UOUT è URÎÁÐ, îò êîýôôèöèåíòà
Äëÿ ïðîâåðêè ðàáîòîñïîñîáíîñòè ïðèáî- óñèëåíèÿ ÈÓ G è íîìèíàëà RÎÁÐ. Åñëè íå ó÷è-
ðà àâòîð ïîäîáðàë íåñêîëüêî îäíîïðîöåí- òûâàòü ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèé íàïðÿæåíèé
òíûõ ðåçèñòîðîâ ðàçíîãî íîìèíàëà è äâà UOUT è URÎÁÐ, òî îñòàþòñÿ 2 ïàðàìåòðà: G è
øóíòà (êëàññà 0.5). Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé RÎÁÐ. Êàê ñëåäóåò èç ñïðàâî÷íîãî ëèñòêà íà
ïîêàçàíû íà Ðèñóíêàõ 8-10, â ïîäðèñóíî÷íûõ ÈÓ INA333, òèïîâàÿ (ìàêñèìàëüíàÿ) ïîãðåø-
ïîäïèñÿõ ê êîòîðûì óêàçàíû íîìèíàëû íîñòü óñòàíîâêè êîýôôèöèåíòà G ïðè G = 1
ðåçèñòîðîâ è øóíòîâ. ñîñòàâëÿåò 0.01% (0.1%), ïðè G = 10 – 0.05%
(0.25%), ïðè G = 100 – 0.07% (0.25%). Óñòà-
Ïðîâåäÿ ýêñïåðèìåíòû ïî èçìåðåíèþ íîâêà êîýôôèöèåíòà G îñóùåñòâëÿåòñÿ
ñîïðîòèâëåíèé è óâèäåâ èõ ðåçóëüòàòû (Ðè- ðåçèñòîðàìè R6 è R7 (Ðèñóíîê 2), èìåþùèìè
ñóíêè 8-10), àâòîð, ïðèçíàòüñÿ, áûë íåñêîëü- ïîãðåøíîñòü 0.1%. Ñîïðîòèâëåíèå îáðàçöî-
êî èçóìëåí. Êîíå÷íî, ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî âîãî ðåçèñòîðà RÎÁÐ áûëî èçìåðåíî áîëåå
ïðèáîð, ïî èäåå, äîëæåí èçìåðÿòü ïîäîáíûå òî÷íûì ïðèáîðîì, ñ ïîãðåøíîñòüþ îêîëî
0.1%. Åñëè ïðèíÿòü ñðåäíåå çíà÷åíèå
(à) ïîãðåøíîñòè óñòàíîâêè êîýôôèöèåíòà G
ðàâíîé dG = 0.1% è ñëîæèòü åå ñ ïîãðåøíîñ-
(á) òÿìè d(R6/R7) = 0.1% è dRÎÁÐ » 0.1%, òî ïîëó-
÷èì, ÷òî îñðåäíåííàÿ ïîãðåøíîñòü èçìåðå-
Ðèñóíîê 8. Èçìåðåíèÿ (ïåðâûé äèàïàçîí) íèÿ ïðèáîðîì ñîïðîòèâëåíèÿ RX áóäåò ðàâíà:
ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ íîìèíàëîì: dRX = dG + d(R6/R7) + dRÎÁÐ » 0.3%. Íî äàæå
(a) – 5.11 Îì 1% (Ñ2-29Â-1), (á) – 0.15 Îì 1% åñëè ïðèíÿòü ìàêñèìàëüíóþ ïîãðåøíîñòü
(Ñ5-16ÌÂ 1 Âò).

72 ÑÕÅÌÛ

(à) êè 8á, 9á è 10á), ò.å. ïðàêòè÷åñêè íóëåâóþ
ïîãðåøíîñòü, òî ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî
(á) ïîãðåøíîñòü, ïîõîæå, äàæå ìåíüøå, ÷åì
0.3%. Çäåñü ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî ñîâïàäå-
(â) íèå èçìåðåííûõ ìèëëèîììåòðîì çíà÷åíèé ñ
Ðèñóíîê 10. Èçìåðåíèÿ (òðåòèé äèàïàçîí) íîìèíàëàìè ðåçèñòîðîâ è øóíòà, ñêîðåå âñå-
ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ íîìèíàëîì: ãî, ÷èñòî ñëó÷àéíî, ïîñêîëüêó êàê ðåçèñòîðû,
(à) – 0.005 Îì 1% (SMD 2512), (á) – 1 ìÎì òàê è øóíò èìåþò ñâîè ïîãðåøíîñòè (1% è
0.5% (øóíò 75ØÑMM3-75-0.5 – 75À, 75 ìÂ, 0.5%, ñîîòâåòñòâåííî), è ïðè èçìåðåíèè ýòè
êëàññ 0.5), (â) – 0.5 ìÎì 0.5% (øóíò ïîãðåøíîñòè ìîãëè ïðîñòî ñêîìïåíñèðîâàòü-
75ØÑÌÒ2 – 150 À, 75 ìÂ, êëàññ 0.5). ñÿ ñ ïîãðåøíîñòÿìè ïðèáîðà. Îäíàêî ýòîò
ôàêò åùå ðàç ïîäòâåðæäàåò, ÷òî èçìåðåíèÿ
dG = 0.25%, dRÎÁÐ = 0.5% è d(R6/R7) = 0.1%, òî ìàëûõ ñîïðîòèâëåíèé ïðèáîðîì äîñòàòî÷íî
ïîëó÷èì dRX = 0.85%, ò.å. íå áîëåå 1%, ïðè- àäåêâàòíû. Êîíå÷íî, õîðîøî áû èçìåðèòü
÷åì íà âñåõ òðåõ äèàïàçîíàõ. ñîïðîòèâëåíèÿ òåõ æå ðåçèñòîðîâ, ÷òî ïðèâå-
äåíû íà Ðèñóíêàõ 8–10, áîëåå òî÷íûì ïðèáî-
Íà îñíîâå âûøåïðèâåäåííûõ ðàññóæäå- ðîì, íî, ê ñîæàëåíèþ, ó àâòîðà ïîäîáíîãî
íèé ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïîãðåøíîñòü ïðèáîðà íåò. À åñëè áû áûë, âîçìîæíî, íå
dRX ëåæèò ãäå-òî ïîñðåäèíå ìåæäó 0.3% è áûëî áû îïèñàííîãî ìèëëèîììåòðà (è, âåðî-
0.85%. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, åñëè ïîñìîòðåòü íà ÿòíî, ñàìîé ñòàòüè).
ðåçóëüòàòû íåêîòîðûõ èçìåðåíèé, êîòîðûå
âîîáùå â òî÷íîñòè ïîêàçàëè íîìèíàë (Ðèñóí- Çàêëþ÷åíèå

Çàãðóçêè  çàêëþ÷åíèå õîòåëîñü áû îòìåòèòü äîñòà-
òî÷íî ïðèëè÷íóþ òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ ïðèáî-
ðîì ìàëûõ ñîïðîòèâëåíèé. Ïðîñòîòà ñõåì è,
â ñâÿçè ñ ýòèì, íåñëîæíàÿ ðàçâîäêà ïëàò è èõ
ìàëûé ðàçìåð ïîçâîëèëè ðàñïîëîæèòü ïðè-
áîð â íåáîëüøîì êîðïóñå è, êðîìå òîãî, îïðå-
äåëèëè âîçìîæíîñòü åãî ëåãêîãî ïîâòîðåíèÿ.
Ñòîèìîñòü âñåõ êîìïëåêòóþùèõ ïðèáîðà, ïî
ïîäñ÷åòàì àâòîðà, íå ïðåâûøàåò 10$. ÐË

Ëèòåðàòóðà

1. Êóçüìèíîâ À. Öèôðîâîé âîëüòìåòð ñ ïîâûøåí-
íîé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ.

2. Êóçüìèíîâ À. Þ. Ñâÿçü ìåæäó êîìïüþòåðîì è
ìèêðîêîíòðîëëåðîì. Ñîâðåìåííûå àïïàðàò-
íûå è ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà. Ì.: «Ïåðî».
2018.

3. Êóçüìèíîâ À. Ïðîãðàììèðîâàíèå ìèêðîêîí-
òðîëëåðîâ EFM8 ñ ïîìîùüþ âñòðîåííîãî
çàãðóç÷èêà ïðîãðàìì. Ðàäèî. 2018. ¹ 12.

Ìàòåðèàëû ïî òåìå

1. Datasheet Silicon Labs EFM8LB12

2. Datasheet Texas Instruments INA333

3. Datasheet Texas Instruments OPA334

4. Datasheet Texas Instruments REF3125

5. Datasheet STMicroelectronics STD30PF03

Äîïîëíèòåëüíûå ìàòåðèàëû ê ñòàòüå

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 73

Ýëåêòðîííàÿ

íàãðóçêà Áàñêîâ Ì. Ï.

Ì.Ï. Áàñêîâ, Î.Ä. Ëåâàøîâ, Ìîñêâà

«Êàæäàÿ æåíùèíà äîëæíà ïîçâîëèòü
ñåáå êóïèòü êðåì “Áóðåíêà”.
Õîòÿ áû ðàç â æèçíè».
Òåëåâèçèîííàÿ ðåêëàìà.

ÏÏåðåôðàçèðóÿ ýïèãðàô, ìîæíî ñìåëî Íåëèíåéíûé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ ñîïðî-
òèâëåíèÿ ëàìï íàêàëèâàíèÿ îò ïðîòåêàþùå-
óòâåðæäàòü, ÷òî êàæäûé ðàçðàáîò÷èê õîòÿ áû ãî ÷åðåç íèõ òîêà íå âëèÿåò íà õàðàêòåðèñòè-
ðàç â æèçíè ñòàëêèâàëñÿ ñ íåîáõîäèìîñòüþ êè ïðèáîðà.
ïðèìåíåíèÿ ýëåêòðîííîé íàãðóçêè.
Ñõåìà óñòðîéñòâà ïðèâåäåíà íà Ðèñóíêå 1.
Ïåðôåêöèîíèñòû ïîêóïàþò êèòàéñêèå ïî- Íà ìèêðîñõåìå DA1 ñîáðàí ãåíåðàòîð ëèíåé-
äåëêè ñ ìèêðîêîíòðîëëåðàìè íà áîðòó, íî íîãî ïèëîîáðàçíîãî íàïðÿæåíèÿ. Äëÿ ïîâû-
áîëüøèíñòâî ìóæåñòâåííî ïðåîäîëåâàþò øåíèÿ íàãðóçî÷íîé ñïîñîáíîñòè èñïîëüçîâàí
òÿãîòû è ëèøåíèÿ, âîçíèêàþùèå ïðè ñàìî- îäèí èç îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé îøèáêè â
ñòîÿòåëüíîì èçãîòîâëåíèè ýëåêòðîííûõ ðåæèìå ïîâòîðèòåëÿ. Íèæíåå çíà÷åíèå
íàãðóçîê. íàïðÿæåíèÿ íà âûõîäå îïåðàöèîííîãî óñèëè-
òåëÿ ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 400 ìÂ. Ïðèìåíå-
Íåñêîëüêî ëåò íàçàä àâòîðû òàêæå ñïîäî- íèå äèîäà VD1 ñíèæàåò åãî äî 40–50 ìÂ, ÷òî
áèëèñü ïðèîáùèòüñÿ ê ìîùíîé ãðóïïèðîâêå ïîçâîëÿåò ïîëó÷èòü òîêîâóþ ðàçâåðòêó ïðàê-
(ñóäÿ ïî îáèëèþ òåìàòè÷åñêèõ YouTube- òè÷åñêè îò íóëÿ.
êàíàëîâ) ðàçðàáîò÷èêîâ ýòèõ ïðèáîðîâ.
Ïåðåêëþ÷àòåëü SW1 ïîçâîëÿåò âûáðàòü
Îïèñàííàÿ íèæå ýëåêòðîííàÿ íàãðóçêà ðåæèì ðàáîòû ïðèáîðà.
èçíà÷àëüíî ïðåäíàçíà÷àëàñü äëÿ èññëåäî-
âàíèÿ õàðàêòåðèñòèê ñîëíå÷íûõ ïàíåëåé, Íà ìèêðîñõåìå DA2, òðàíçèñòîðàõ VT1,
îäíàêî óæå ìíîãî ëåò èñïîëüçóåòñÿ â ðàçíî- VT2 è VT3 ñîáðàí øèðîòíî-èìïóëüñíûé ðåãó-
îáðàçíîé ëàáîðàòîðíîé ïðàêòèêå. Îíà îáëà- ëÿòîð ñ îáðàòíîé ñâÿçüþ ïî òîêó. Ñõåìíîå
äàåò íåñêîëüêèìè îñîáåííîñòÿìè: ðåøåíèå ñòàíäàðòíîå, îñîáåííîñòåé íå èìå-
åò. Ðàáî÷àÿ ÷àñòîòà øèðîòíî-èìïóëüñíîãî
1. Íàëè÷èåì òîêîâîé ðàçâåðòêè, ïîçâîëÿþ- ðåãóëÿòîðà îêîëî 10 êÃö. Íàãðóçêîé ðåãóëÿòî-
ùåé íàáëþäàòü íà ýêðàíå îñöèëëîãðàôà ðà ñëóæàò äâå 12-âîëüòîâûå àâòîìîáèëüíûå
õàðàêòåð èçìåíåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà âûõî- ëàìïû Philips, íèòè íàêàëà êîòîðûõ (65 Âò è
äå èññëåäóåìîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ; 55 Âò) ñîåäèíåíû ïàðàëëåëüíî, à ñàìè
ëàìïû ñîåäèíåíû ïîñëåäîâàòåëüíî. Àâòî-
2. Èñïîëüçîâàíèåì â êà÷åñòâå ýíåðãîïîãëî-
ùàþùåãî ýëåìåíòà àâòîìîáèëüíûõ ëàìï
íàêàëèâàíèÿ.

74 ÑÕÅÌÛ

Ðèñóíîê 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ýëåêòðîííîé íàãðóçêè. +12 Â

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 DA1 TL494P DA2 TL494P + C4 C8 VD4
1500ìê 1500ìê C9 B20100G
14 REF 12 14 REF 12 35Â
VCC VCC 35Â 1ìê +3…30 Â
R3* VD2 0…9 À
8 5ê R6 R7 8 SR506 à
C1 4ê3 5ê1 C1 +
C3 VT1
11 11 150í* BD139 á
C2 C2 L1*
VD3 FR103
2– 3 2– 3
1+ FB 1+ FB +
5 5
– 15 VD1 – 15 C10
CT BAT41 1 2 CT
16 16
+ SW1 +

R1 6 E2 10 R8 R9 6 E2 10 R13 10 VT3 6000ìê
C1 10ê RT 1ê C2 10ê RT VT2 IRF3205 35Â
10ìê 15í
13 E1 9 13 E1 9
CTR CTR

47 47 BD140 R14
DTC GND DTC GND R10

360 0.08

R2 250ê ×àñòîòà òîêîâîé Ðåãóëèðîâêà òîêà C6 C7
ðàçâåðòêè 100í 100í

R11 R12

SW1 â ïîëîæåíèè «1» – òîêîâàÿ ðàçâåðòêà 1ê 1ê
SW1 â ïîëîæåíèè «2» – ðó÷íîå óïðàâëåíèå òîêîì

à á

L1 – ëàìïû Philips 12 Â/65+55 Âò

75

ìîáèëüíûå ëàìïû èìåþò, êàê ìèíèìóì, 30% Ðèñóíîê 3. Ôîðìà ñèãíàëà íà ñòîêå VT3 ïðè
çàïàñ ïî ìîùíîñòè, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçî- åãî çàïèðàíèè.
âàòü ñèñòåìó èç äâóõ ïîñëåäîâàòåëüíî âêëþ-
÷åííûõ ëàìï äî íàïðÿæåíèÿ â 30 Â. ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ (ñïàäà) ñèãíàëà è
óìåíüøåíèå âûáðîñîâ ïðè êîììóòàöèè
Ìàêñèìàëüíàÿ ìîùíîñòü, íà êîòîðîé èìåþò âàæíîå çíà÷åíèå äëÿ ñíèæåíèÿ äèíà-
áûëà èñïûòàíà äàííàÿ íàãðóçêà, ñîñòàâëÿåò ìè÷åñêèõ ïîòåðü. Ñ ýòîé æå öåëüþ òðàíçèñòî-
270 Âò â òå÷åíèå 10 ìèíóò, îäíàêî ïðè èñïîëü- ðû VT1 è VT2 óñòàíîâëåíû â íåïîñðåäñòâåí-
çîâàíèè â ðåæèìå 24×7 ìîùíîñòü íå äîëæíà íîé áëèçîñòè îò òðàíçèñòîðà VT3.
ïðåâûøàòü 120–150 Âò.
Ïðîâîäà, âåäóùèå îò âõîäíûõ êëåìì ê
Êîíñòðóêòèâíûå îñîáåííîñòè è ñèëîâîé ÷àñòè, èìåþò ñå÷åíèå 4 ìì2. Äëÿ
ðåêîìåíäàöèè ïî ìîíòàæó êîíòðîëÿ òîêà, ïîòðåáëÿåìîãî ýëåêòðîííîé
íàãðóçêîé îò òåñòèðóåìîãî èñòî÷íèêà ïèòà-
Âíåøíèé âèä ïðèáîðà ïîêàçàí íà Ðèñóí- íèÿ, íà ëèöåâîé ïàíåëè ïðèáîðà óñòàíîâëåí
êå 2. Ïðèáîð âûïîëíåí â êîðïóñå áëîêà ïèòà- âîëüòìåòð-àìïåðìåòð 100 Â/10 À, êóïëåííûé
íèÿ ÀÒÕ-400W è èñïîëüçóåò øòàòíûé âåíòè- íà AliExpress è èìåþùèé òî÷íîñòü îêîëî 1.5%
ëÿòîð äëÿ îõëàæäåíèÿ ëàìï. Cõåìà âåíòèëÿ- ± åäèíèöà ïîñëåäíåãî ðàçðÿäà. Ïðè ïîâòîðå-
öèè ñîõðàíåíà èñõîäíîé – «íà âûòÿæêó». íèè êîíñòðóêöèè æåëàòåëüíî ïîñòàâèòü ÷åòû-
ðåõðàçðÿäíûé âîëüòìåòð-àìïåðìåòð, ÷òî
Ðèñóíîê 2. Âíåøíèé âèä ïðèáîðà. ïîçâîëèò ïîëó÷èòü áîëåå âûñîêóþ òî÷íîñòü
èçìåðåíèé.
Ñ ïîâûøåíèåì òîêà íàãðóçêè óâåëè÷èâà-
åòñÿ äîëÿ ýíåðãèè, èçëó÷àåìàÿ â âèäå ñâåòî- Äèîä VD4 è òðàíçèñòîð VT3 óñòàíîâëåíû
âîãî ïîòîêà, íà êîòîðûé íå âëèÿåò âåíòèëÿ- íà ðàäèàòîðå 20 ñì2 ÷åðåç ñèëèêîíîâûå ïðî-
öèÿ. Ïîýòîìó äëÿ çàùèòû ýëåêòðîííûõ êîì- êëàäêè. Òåìïåðàòóðà ðàäèàòîðà, íàõîäÿùå-
ïîíåíòîâ îò íàãðåâà ïðèìåíåí «ôîòîííûé ãîñÿ â îõëàæäàþùåì ïîòîêå âîçäóõà, íå ïðå-
îòðàæàòåëü» â âèäå ïîëèðîâàííîé àëþìèíè- âûøàåò 45 ãðàäóñîâ.
åâîé ïëàñòèíû òîëùèíîé 0.5 ìì.
Ýëåêòðîííàÿ ÷àñòü, çà èñêëþ÷åíèåì òðàí-
Êîìïîíåíòû, ñîåäèíåííûå íà ïðèíöèïè- çèñòîðà VT3, ïèòàåòñÿ îò ñåòåâîãî àäàïòåðà
àëüíîé ñõåìå òîëñòûìè ëèíèÿìè, íàõîäÿòñÿ íàïðÿæåíèåì 12 Â.
íà ìèíèìàëüíîì òåõíè÷åñêè âîçìîæíîì ðàñ-
ñòîÿíèè äðóã îò äðóãà, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ìèíè- Ðåêîìåíäóåì â êà÷åñòâå ïðîâîäîâ, ñîåäè-
ìèçàöèè ïàðàçèòíûõ èíäóêòèâíîñòåé ìîí- íÿþùèõ âõîä ýëåêòðîííîé íàãðóçêè è âûõîä
òàæíûõ ñîåäèíåíèé, è, â ñâîþ î÷åðåäü, îãðà- èññëåäóåìîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, èñïîëüçî-
íè÷èâàåò âûáðîñû íà ñòîêå ñèëîâîãî òðàí- âàòü äâîéíîé àóäèîêàáåëü ñ ñå÷åíèåì
çèñòîðà äî áåçîïàñíûõ çíà÷åíèé. Íàãðåâ 4–6 ìì2. Òàêîé êàáåëü âûïîëíåí èç ýëåêòðî-
äèîäà VD2 îòñóòñòâóåò. ëèòè÷åñêîé ìåäè è îòëè÷àåòñÿ ÷ðåçâû÷àéíî
íèçêèì ñîïðîòèâëåíèåì, ÷òî ïîçâîëÿåò íå
Íà Ðèñóíêå 3 ïîêàçàíà ôîðìà ñèãíàëà íà òîëüêî óìåíüøèòü òåïëîâûå ïîòåðè, íî è êîí-
ñòîêå VT3 ïðè åãî çàïèðàíèè. Ïîâûøåíèå òðîëèðîâàòü âûõîäíîå íàïðÿæåíèå òåñòèðó-

76 ÑÕÅÌÛ

åìîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ âñòðîåííûì âîëüò- ÷åãî çàäåéñòâîâàòü ñâîáîäíûé óñèëèòåëü
ìåòðîì ýëåêòðîííîé íàãðóçêè. îøèáêè â ìèêðîñõåìå DA2.

Ðåêîìåíäàöèè ïî íàñòðîéêå Åñëè íåäîñòàòî÷íî ëèíåéíîé òîêîâîé ðàç-
ðåæèìà òîêîâîé ðàçâåðòêè âåðòêè, íóæíî äîáàâèòü åùå îäíî ïîëîæåíèå
ïåðåêëþ÷àòåëÿ SW1 è âíåøíèé âõîä, íà êîòî-
Óáåäèâøèñü â ðàáîòîñïîñîáíîñòè ïðèáî- ðûé ìîæíî ïîäàâàòü ïîëîæèòåëüíûé ñèãíàë
ðà, ïðèñòóïàåì ê íàñòðîéêå òîêîâîé ðàçâåð- ïðîèçâîëüíîé ôîðìû îò ôóíêöèîíàëüíîãî
òêè. Ïîäêëþ÷àåì îñöèëëîãðàô ê ñðåäíåìó ãåíåðàòîðà. Íàñòðîéêà ìàêñèìàëüíîãî óðîâ-
âûâîäó ïåðåêëþ÷àòåëÿ SW1. íÿ âíåøíåãî ñèãíàëà ïðîèçâîäèòñÿ, àíàëî-
ãè÷íî îïèñàííîé âûøå, èçìåíåíèåì ñîïðî-
Âûáèðàåì ðåæèì ðó÷íîãî óïðàâëåíèÿ è òèâëåíèÿ ðåçèñòîðà, âêëþ÷åííîãî ìåæäó
óñòàíàâëèâàåì òîê íàãðóçêè, ðàâíûé ìàêñè- íîâûì êîíòàêòîì SW1 è âíåøíèì âõîäîì.
ìàëüíîìó òîêó, ñ êîòîðûì áóäåò èñïîëüçî-
âàòüñÿ íàãðóçêà.  çàâèñèìîñòè îò êîíñòðóê- Ìàêñèìàëüíîå ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå ìîæ-
òèâíîãî èñïîëíåíèÿ è íàçíà÷åíèÿ ýòî ìîæåò íî óâåëè÷èòü èçìåíåíèåì êîëè÷åñòâà ëàìï,
áûòü è 5 À è 10 À. âêëþ÷åííûõ ïîñëåäîâàòåëüíî, è ïðèìåíåíè-
åì áîëåå âûñîêîâîëüòíûõ ýëåìåíòîâ â ñèëî-
Îòìå÷àåì ïîëîæåíèå ëèíèè íà ýêðàíå âîé ÷àñòè.
îñöèëëîãðàôà (óäîáíî óñòàíîâèòü â ýòî ïîëî-
æåíèå âòîðîé ëó÷). Çàêëþ÷åíèå

Ïåðåêëþ÷àåì SW1 â ïîëîæåíèå òîêîâîé Çàâåðøàÿ îïèñàíèå ýëåêòðîííîé íàãðóç-
ðàçâåðòêè. Èçìåíÿåì ñîïðîòèâëåíèå R3 äî êè, àâòîðû ñ÷èòàþò íåîáõîäèìûì óêàçàòü íà
òåõ ïîð, ïîêà ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ïèëî- îñíîâíîé íåäîñòàòîê äàííîãî ñõåìîòåõíè-
îáðàçíîãî íàïðÿæåíèÿ ñòàíåò ðàâíî èëè ÷óòü ÷åñêîãî ðåøåíèÿ. Ñ ïîìîùüþ îïèñàííîãî
áîëüøå îòìå÷åííîãî ðàíåå çíà÷åíèÿ. Íàñ- ïðèáîðà íåëüçÿ èññëåäîâàòü áûñòðûå äèíà-
òðîéêà çàêîí÷åíà. ìè÷åñêèå ïðîöåññû â òåñòèðóåìîì èñòî÷íèêå
ïèòàíèÿ. Äëÿ íåêîòîðûõ ïðèìåíåíèé ýòî êðè-
Òåïåðü ïðè ïåðåõîäå â ðåæèì òîêîâîé ðàç- òè÷åñêè âàæíî. ÐË
âåðòêè òîê, ïîòðåáëÿåìûé íàãðóçêîé îò
èññëåäóåìîãî èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ, áóäåò Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ëèíåéíî èçìåíÿòüñÿ ïðàêòè÷åñêè îò íóëÿ äî
óñòàíîâëåííîãî ðàíåå çíà÷åíèÿ. 1. Datasheet Texas Instruments TL494

Âîçìîæíîå ðàñøèðåíèå 2. Datasheet ON Semiconductor BD139
ôóíêöèîíàëà
3. Datasheet ON Semiconductor BD140
Ïðè íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàòü ýëåê-
òðîííóþ íàãðóçêó èìåííî äëÿ òåñòèðîâàíèÿ 4. Datasheet Infineon IRF3205
ôîòîýëåêòðè÷åñêèõ ìîäóëåé, ìîæíî äîáà-
âèòü ðåæèì ñòàáèëèçàöèè íàïðÿæåíèÿ, äëÿ 5. Datasheet Thinki Semiconductor B20100G

6. Datasheet STMicroelectronics BAT41

7. Datasheet Won-Top FR103

8. Datasheet MCC SR506

Çàãðóçêè

Âèäåîðîëèê, äåìîíñòðèðóþùèé ýëåêòðîííóþ íàãðóçêó â ðàáîòå

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 77

Ñåëåêòîð èìïóëüñîâ

ïî ÷àñòîòå

Ìèõàèë Øóñòîâ, ã. Òîìñê

Ïðèâåäåíà ñõåìà óñòðîéñòâà äëÿ ñðàâíåíèÿ äâóõ âõîäíûõ ñèãíàëîâ ïî èõ ÷àñòîòå è âûäå-
ëåíèÿ íà âûõîäå ñèãíàëà ìèíèìàëüíîé èëè ìàêñèìàëüíîé ÷àñòîòû.

ÑÑåëåêòîð èìïóëüñîâ ïî ÷àñòîòå ïîçâîëÿåò Ñ âûõîäîâ òðèããåðîâ ñèãíàëû ïîñòóïàþò
íà ïðîñòåéøèå ïðåîáðàçîâàòåëè «×àñòîòà-
ïðîèçâîäèòü ñðàâíåíèå äâóõ öèôðîâûõ ñèã- íàïðÿæåíèå», âûïîëíåííûå ïî êëàññè÷åñ-
íàëîâ ïî ÷àñòîòå è ïðîïóñêàòü íà âûõîä êîé ñõåìå íà îñíîâå ýëåìåíòîâ C2–C5, R2,
óñòðîéñòâà ñèãíàë, ÷àñòîòà êîòîðûå âûøå R5, VD1–VD4. Ïðåîáðàçîâàííûå òàêèì îáðà-
ëèáî, íàïðîòèâ, íèæå. Ñåëåêòîð òàêæå ñïîñî- çîì ñèãíàëû ïîñòóïàþò çàòåì íà âõîäû êîì-
áåí ñðàâíèâàòü ÷àñòîòû àíàëîãîâûõ ñèãíàëîâ ïàðàòîðà íà ìèêðîñõåìå DA2.1 LM339. Â
ïîñëå ïðåîáðàçîâàíèÿ èõ â öèôðîâóþ ôîðìó. çàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿ íàïðÿæåíèé íà
âõîäàõ êîìïàðàòîðà åãî âûõîäíîé ñèãíàë
Âõîäíàÿ öåïü óñòðîéñòâà, Ðèñóíîê 1, èìååò óðîâåíü ëîãè÷åñêîãî íóëÿ èëè ëîãè-
ñîäåðæèò äâà èäåíòè÷íûõ êàíàëà, êàæäûé ÷åñêîé åäèíèöû.
èç êîòîðûõ ñîäåðæèò äåëèòåëè ÷àñòîòû íà
D-òðèããåðàõ ìèêðîñõåìû DD1 CD4013. Íàç- Ê âûõîäó êîìïàðàòîðà ïîäêëþ÷åí àíàëîã
íà÷åíèå ýòèõ òðèããåðîâ â òîì, ÷òîáû íà âûõî- ëîãè÷åñêîãî ýëåìåíòà «ÍÅ», âûïîëíåííûé
äå äåëèòåëåé ÷àñòîòû ôîðìèðîâàëèñü ñèã- íà ïîëåâîì òðàíçèñòîðå VT1 2N7000. Íàãðóç-
íàëû ñêâàæíîñòüþ 2 âíå çàâèñèìîñòè îò êàìè êîìïàðàòîðà è ýêâèâàëåíòà ëîãè÷åñêîãî
ñêâàæíîñòè âõîäíûõ ñèãíàëîâ.

DA1.1 10 11

+15 Â FA¹FB ±1%
Åñëè
DD1.1 12 FA<FB òî FB
FA>FB òî FA
+15 Â 6 ST Q1 R1 VD1, VD2 C1 14 R3
FA 3 C 2ê C2 1N4148 220í DD1, DA1 2.4ê R6

A 5D 2 2í 7 HL1 HL2 8
4R Q
+15 Â VD3, VD4 R2 C3 3
FB C4 1N4148 200ê 220í + 8 FA < FB FA > FB

B 1 VT1
2N7000
DD1.2 2
– 4 DA2.1
8 ST LM339
11 C
Q 13 R4
2ê
9D 12 2í
10 R Q R5 C5
200ê 220í DD1 – CD4013
DA1 – CD4066 6

DA1.2 9

Ðèñóíîê 1. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà óñòðîéñòâà äëÿ ñðàâíåíèÿ äâóõ öèôðîâûõ ñèãíàëîâ ïî èõ ÷àñòîòå.

78 ÑÕÅÌÛ

ýëåìåíòà «ÍÅ» ÿâëÿåòñÿ ðåçèñòîð R3, à òåëÿ «×àñòîòà-íàïðÿæåíèå» è äëÿ óêàçàííûõ
òàêæå ñâåòîäèîäû HL1 è HL2. Ýòè ñâåòîäèî- íà ñõåìå íîìèíàëîâ ïðîñòèðàåòñÿ äî 20 êÃö.
äû èíäèöèðóþò íàëè÷èå ñèãíàëà áîëåå âûñî-
êîé ÷àñòîòû íà îäíîì èç âõîäîâ óñòðîéñòâà. Ïðåäåëüíûå ðàáî÷èå ÷àñòîòû ñåëåêòîðà
îïðåäåëÿþòñÿ áûñòðîäåéñòâèåì âõîäíûõ
Âûõîäíûå ñèãíàëû îò êîìïàðàòîðà è ýêâè- öåïåé óñòðîéñòâà (òðèããåðîâ – äåëèòåëåé
âàëåíòà ýëåìåíòà «ÍÅ» ïîñòóïàþò íà àíàëî- ÷àñòîòû) è êîýôôèöèåíòîì äåëåíèÿ ÷àñòîò
ãîâûå êîììóòàòîðû DA1.1 è DA1.2 íà ìèêðî- âõîäíûõ ñèãíàëîâ. Ïðè ïåðåõîäå íà ÒÒË ìèê-
ñõåìå CD4066. Åñëè ñèãíàë, íàïðèìåð, íà ðîñõåìû ýòè ÷àñòîòû ìîãóò äîñòèãàòü äåñÿò-
âõîäå À ïðåâûøàåò ïî ÷àñòîòå ñèãíàë íà êîâ ÌÃö è âûøå. Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü
âõîäå Â, òî íà âûõîä óñòðîéñòâà áóäåò ïðîõî- ñåëåêòîðà ïðè ñðàâíåíèè ÷àñòîò îïðåäåëÿåò-
äèòü ñèãíàë ñî âõîäà À (ñèãíàë áîëåå âûñî- ñÿ ìàñøòàáîì ïðåîáðàçîâàíèÿ ÷àñòîòû â
êîé ÷àñòîòû). Äëÿ âûäåëåíèÿ íà âûõîäå íàïðÿæåíèå, à òàêæå ñâîéñòâàìè èñïîëüçóå-
ñåëåêòîðà ñèãíàëà áîëåå íèçêîé ÷àñòîòû ñëå- ìîãî êîìïàðàòîðà. ÐË
äóåò ïåðåêëþ÷èòü âõîäû êîìïàðàòîðà DA2.1
ëèáî óïðàâëÿþùèå âõîäû àíàëîãîâîãî êîì- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ìóòàòîðà DA1.
1. Datasheet Texas Instruments CD4013B
Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü óñòðîéñòâà ïî
÷àñòîòå íà ðàçíûõ ó÷àñòêàõ äèàïàçîíà 2. Datasheet Texas Instruments CD4066B
ñîñòàâëÿåò ±1…2%. Ðàáî÷èé äèàïàçîí ÷àñòîò
îïðåäåëÿåòñÿ RC-íîìèíàëàìè ïðåîáðàçîâà- 3. Datasheet Intersil LM339

4. Datasheet Microchip 2N7000

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 79

Ñåëåêòîð èìïóëüñîâ

ïî êîýôôèöèåíòó çàïîëíåíèÿ

Ìèõàèë Øóñòîâ, ã. Òîìñê

Ïðèâåäåíà ñõåìà ñðàâíåíèÿ äâóõ öèôðîâûõ ñèãíàëîâ ïî êîýôôèöèåíòó çàïîëíåíèÿ
èìïóëüñîâ è âûäåëåíèÿ íà âûõîäàõ óñòðîéñòâà ñèãíàëîâ ñ ìåíüøèì èëè áîëüøèì êîýô-
ôèöèåíòàìè çàïîëíåíèÿ èìïóëüñà.

ÊÊîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñíîãî ëîãîâûå êîììóòàòîðû ÿâëÿåòñÿ ñîñòàâíîé
÷àñòüþ ïðåîáðàçîâàòåëåé êîýôôèöèåíòà
ñèãíàëà D îïðåäåëÿåòñÿ êàê îòíîøåíèå äëè- çàïîëíåíèÿ èìïóëüñà â íàïðÿæåíèå. Âûñîêî-
òåëüíîñòè èìïóëüñà t ê åãî ïåðèîäó T: D = t/T. îìíûå ðåçèñòîðû R2 è R4 íîìèíàëîì 15 ÌÎì
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ãåíåðàòîðû ñòàáèëüíîãî
Ñåëåêòîð èìïóëüñîâ ïîçâîëÿåò ñðàâíèâàòü òîêà. Â çàâèñèìîñòè îò êîýôôèöèåíòà çàïîë-
âõîäíûå öèôðîâûå ñèãíàëû ïî èõ êîýôôèöè- íåíèÿ âõîäíûõ ñèãíàëîâ íà RC-öåïî÷êàõ
åíòó çàïîëíåíèÿ è ïðîïóñêàòü íà ñâîè âûõîäû R7Ñ2 è R8C3 íàãðóçîê ýòèõ ãåíåðàòîðîâ áóäóò
ñèãíàëû, èìåþùèå áîëüøèé èëè ìåíüøèé ôîðìèðîâàòüñÿ ïîñòîÿííûå íàïðÿæåíèÿ,
êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñà. ïðîïîðöèîíàëüíûå êîýôôèöèåíòàì çàïîëíå-
íèÿ èìïóëüñîâ âõîäíûõ ñèãíàëîâ.
Óñòðîéñòâî, Ðèñóíîê 1, ðàáîòàåò ñëåäóþ-
ùèì îáðàçîì. Âõîäíûå ñèãíàëû ïðÿìîóãîëü- Ñèãíàëû ñ RC-öåïî÷åê R7Ñ2 è R8C3 ïîäà-
íîé ôîðìû (âõîäû À è Â) ïîñòóïàþò íà óïðàâ- þòñÿ íà âõîäû êîìïàðàòîðà DA2.1 LM339. Â
ëÿþùèå âõîäû àíàëîãîâûõ êîììóòàòîðîâ
DA1.1 è DA1.2 ìèêðîñõåìû CD4066. Ýòè àíà-

R2 10 11
A
R1 15Ì C1 DA1.3
1Ì 1 DA1.1 R4 220í 12 DA>DB
R3
+15 Â +15 Â
DA t
13 14 R5
A 15Ì 2.4ê T
+15 Â DA1 D = t/T
4 DA1.2
DB 7
B 25
8
R6 3 3 1 HL1 HL2
1Ì +
4 DA2.1 DA<DB DA>DB

2 VT1
– 2N7000

R7 C2 R8 C3 DA1 – CD4066 R9
200ê 510í 200ê 510í DA2 – LM339
8
6 B
9
DA1.4 DA<DB

Ðèñóíîê 1. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà ñåëåêòîðà èìïóëüñîâ ïî êîýôôèöèåíòó çàïîëíåíèÿ.

80 ÑÕÅÌÛ

çàâèñèìîñòè îò ñîîòíîøåíèÿ íàïðÿæåíèé íà DA ¹ DB ±2%
âõîäàõ êîìïàðàòîðà íà åãî âûõîäå áóäåò ôîð- ïðè DA > DB
ìèðîâàòüñÿ ñèãíàë ëîãè÷åñêîé åäèíèöû èëè
ëîãè÷åñêîãî íóëÿ. Ê âûõîäó êîìïàðàòîðà ïîä- UÂÕ_A
êëþ÷åí ëîãè÷åñêèé ýëåìåíò «ÍÅ», âûïîëíåí- UÂÕ_B
íûé íà ïîëåâîì òðàíçèñòîðå VT1 2N7000.
UÂÛÕ_A ïðè DA < DB
Íàãðóçêàìè êîìïàðàòîðà è ýëåìåíòà «ÍÅ» UÂÛÕ_B
ÿâëÿþòñÿ ðåçèñòîð R5, a òàêæå âñïîìîãàòåëü-
íûå ýëåìåíòû – ñâåòîäèîäû HL1 è HL2, èíäè- UÂÕ_A
êàöèÿ êîòîðûõ ïîçâîëÿåò âèçóàëüíî îïðåäå- UÂÕ_B
ëèòü íà êàêîì èç âõîäîâ óñòðîéñòâà êîýôôè-
öèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ âûøå. UÂÛÕ_A
UÂÛÕ_B
Ñ âûõîäîâ êîìïàðàòîðà DA2.1 è ýëåìåíòà
«ÍÅ» ñèãíàëû ïîñòóïàþò íà óïðàâëÿþùèå Ðèñóíîê 2. Äèíàìèêà ýëåêòðè÷åñêèõ ïðîöåñ-
âõîäû àíàëîãîâûõ êîììóòàòîðîâ DA1.3 è ñîâ íà âõîäàõ è âûõîäàõ ñåëåêòîðà ïðè ðàç-
DA1.4. Âõîäû ýòèõ êîììóòàòîðîâ ïîäêëþ÷å- ëè÷íîì ñîîòíîøåíèè êîýôôèöèåíòîâ çàïîë-
íû ê âõîäàì A è Â. Ïðè íàëè÷èè óïðàâëÿþùèõ íåíèÿ âõîäíûõ ñèãíàëîâ.
ñèãíàëîâ óðîâíÿ ëîãè÷åñêîé åäèíèöû êîììó-
òàòîðû ïðîïóñêàþò âõîäíîé ñèãíàë íà âûõî- Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàíû âàðèàíòû ïðîõîæ-
äû A èëè Â, ñîîòâåòñòâåííî. äåíèÿ ñèãíàëîâ ïðè ðåàëèçàöèè íåðàâåíñòâà
DA ¹ DB äëÿ äâóõ âàðèàíòîâ ñîîòíîøåíèÿ
Òàê, â ñëó÷àå, åñëè êîýôôèöèåíò çàïîëíå- êîýôôèöèåíòîâ çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ ïî
íèÿ èìïóëüñîâ ñèãíàëà íà âõîäå À ïðåâûøàåò âõîäàì À è Â.
êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ ñèãíàëà
íà âõîäå B (DA > DB), íà âûõîäå êîìïàðàòîðà Îñîáåííîñòüþ ðàññìîòðåííîãî ñåëåêòîðà
DA2.1 óñòàíàâëèâàåòñÿ óðîâåíü «ëîã. 1», à íà èìïóëüñîâ ïî êîýôôèöèåíòàì çàïîëíåíèÿ
âûõîäå ýëåìåíòà «ÍÅ» – «ëîã. 0». Ñâåòîäèîä èìïóëüñîâ âõîäíûõ ñèãíàëîâ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî
HL2 èíäèöèðóåò ñîñòîÿíèå DA > DB, àíàëîãî- ðåçóëüòàò ñðàâíåíèÿ íå çàâèñèò îò ÷àñòîòû. ÐË
âûé êîììóòàòîð DA1.3 ïðîïóñêàåò íà âûõîä À
ñèãíàëû ñî âõîäà À áåç èñêàæåíèé. Íà âûõîäå Ìàòåðèàëû ïî òåìå
 ñèãíàë îòñóòñòâóåò (ðàâåí íóëþ).
1. Datasheet Texas Instruments CD4066B
Ïðè âûïîëíåíèè óñëîâèÿ DA < DB ñâåòîäè- 2. Datasheet Intersil LM339
îä HL1 èíäèöèðóåò ñîñòîÿíèå DA < DB, àíàëî- 3. Datasheet Microchip 2N7000
ãîâûé êîììóòàòîð DA1.4 ïðîïóñêàåò íà
âûõîä Â ñèãíàëû ñî âõîäà Â. Íà âûõîäå À
ñèãíàë îòñóòñòâóåò.

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 81

Îöèôðîâûâàéòå

ñèãíàë òåðìîïàðû

âîçëå òî÷êè èçìåðåíèÿ

Tamer Mogannam, Maxim Integrated Products

Electronic Design

ÒÒåðìîïàðû ÿâëÿþòñÿ ïîïóëÿðíûìè äàò÷è- èçîòåðìè÷íîñòü õîëîäíîãî ñïàÿ, ðàñïîëî-
æåííîãî íà âõîäå áëîêà îáðàáîòêè ñèãíàëîâ
êàìè äëÿ ïðîìûøëåííîãî èçìåðåíèÿ òåìïå- òåðìîïàðû, îáû÷íî ïîääåðæèâàåòñÿ íåáîëü-
ðàòóðû, ïîñêîëüêó îíè òî÷íû, äåøåâû, äîñ- øîé ïëàñòèíîé ìàòåðèàëà ñ âûñîêîé òåïëî-
òóïíû è ïîäõîäÿò äëÿ øèðîêîãî äèàïàçîíà ïðîâîäíîñòüþ. Èäåàëüíûì ìàòåðèàëîì ÿâëÿ-
òåìïåðàòóð. Òåðìîïàðà ñîñòîèò èç äâóõ ïðî- åòñÿ ìåäü, òåïëîïðîâîäíîñòü êîòîðîé ðàâíà
âîäîâ èç ðàçëè÷íûõ ìåòàëëîâ èëè ìåòàëëè- 394 Âò/(ì·Ê). Âõîäíûå ïîäêëþ÷åíèÿ äîëæíû
÷åñêèõ ñïëàâîâ, ñâàðåííûõ âìåñòå íà áûòü ýëåêòðè÷åñêè èçîëèðîâàíû, íî òåðìè-
÷óâñòâèòåëüíîì êîíöå (îáû÷íî íàçûâàåìîì ÷åñêè ñâÿçàíû ñ ïëàñòèíîé.  èäåàëå â ýòó
ãîðÿ÷èì ñïàåì). Âûõîäíîé ñèãíàë òåðìîïàðû èçîòåðìè÷åñêóþ ñðåäó äîëæåí áûòü âêëþ÷åí
– ýòî ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé íà äðóãèõ êîíöàõ âåñü áëîê îáðàáîòêè ñèãíàëîâ.
ïðîâîäîâ (íàçûâàåìûõ õîëîäíûì ñïàåì),
òåìïåðàòóðà êîòîðûõ äîëæíà ïîääåðæèâàòü- Êàê è äðóãèå ñõåìû, ðàáîòàþùèå ñ íèçêî-
ñÿ ïðè èçâåñòíîì çíà÷åíèè. óðîâíåâûìè ñèãíàëàìè (ñèãíàëû òåðìîïàð
íàõîäÿòñÿ â äèàïàçîíå ìêÂ/°C), áëîê îáðà-
Åñëè ýòî òðåáóåòñÿ ïðèëîæåíèåì, õîëîä- áîòêè ñèãíàëîâ òåðìîïàðû ÷óâñòâèòåëåí ê
íûé ñïàé ìîæåò áûòü è òåïëåå ãîðÿ÷åãî ñïàÿ. ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîìåõàì (ÝÌÏ), è ñàìè
 ýòîì ñëó÷àå ïîëÿðíîñòü âûõîäíîãî íàïðÿ- ïðîâîäà òåðìîïàð ÷àñòî ÿâëÿþòñÿ ïðèåìíè-
æåíèÿ òåðìîïàðû ïðîñòî ìåíÿåòñÿ. Òàêèì êàìè ïîìåõ. ÝÌÏ óâåëè÷èâàþò îøèáêó ïðè-
îáðàçîì, òåðìîïàðû èçìåðÿþò ðàçíîñòü òåì- íèìàåìîãî ñèãíàëà è ñíèæàþò òî÷íîñòü ïîëó-
ïåðàòóð ìåæäó èõ ãîðÿ÷èì è õîëîäíûì ñïàÿ- ÷åííûõ äàííûõ î òåìïåðàòóðå. Ñ äðóãîé ñòî-
ìè. ×òîáû ïîëó÷èòü àáñîëþòíóþ òåìïåðàòóðó ðîíû, ñïåöèàëüíûé êàáåëü, íåîáõîäèìûé
÷óâñòâèòåëüíîé òî÷êè ãîðÿ÷åãî ñïàÿ, íåîáõî- äëÿ òàêîãî ïîäêëþ÷åíèÿ òåðìîïàðû, ñòîèò
äèìî èçìåðèòü òåìïåðàòóðó õîëîäíîãî ñïàÿ è äîðîãî, à åñëè åãî ñëó÷àéíî çàìåíèòü äðóãèì
ñîîòâåòñòâóþùèì îáðàçîì îòðåãóëèðîâàòü êàáåëåì, äèàãíîñòèðîâàòü ïðè÷èíó âîçíèê-
âûõîäíîé ñèãíàë òåðìîïàðû. Ýòîò ìåòîä øåé ïðîáëåìû áóäåò òðóäíî.
íàçûâàåòñÿ êîìïåíñàöèåé õîëîäíîãî ñïàÿ.
Îáû÷íûå âàðèàíòû ìèíèìèçàöèè ïîìåõ
Êîãäà òåðìîïàðû âïåðâûå áûëè èñïîëüçî- âêëþ÷àþò ïåðåìåùåíèå ñõåìû óïðàâëåíèÿ
âàíû â ñåðåäèíå 1800-õ ãîäîâ, àáñîëþòíûå áëèæå ê òî÷êå èçìåðåíèÿ (ïîñêîëüêó óðîâåíü
èçìåðåíèÿ âûïîëíÿëèñü ïóòåì ïîääåðæàíèÿ ÝÌÏ ïðîïîðöèîíàëåí äëèíå ïðîâîäîâ),
õîëîäíîãî ñïàÿ â ðàâíîâåñíîé ñìåñè ëüäà è äîáàâëåíèå óäàëåííîé ïëàòû ñ ëîêàëüíûì
äèñòèëëèðîâàííîé âîäû, ÷òî ïîçâîëÿëî óñòà- èíòåëëåêòîì ðÿäîì ñ òî÷êîé èçìåðåíèÿ èëè
íîâèòü èñòèííóþ îïîðíóþ òî÷êó 0 °C. Ñåãîäíÿ

82 ÑÕÅÌÛ

16 Øîòòêè 1 À

76.8 êÃö VCC Q3 7 4.7 M 4.7 k Òåðìîïàðà
1M 74HC4060 Q4 5 IC2A òèïà K
9 CTC Q5 4 0.1 µF 5 SCK VCC 4
IC2B 10 RTC IC3 6
10 µF 10 pF 11 RS Q6 4.7 k 6 CS IC1 T+ 3
12 MR GND Q7 14 7 SO MAX6674/5 T– 2
Q8 13
15
Q9
1 RO = ZO Èñòî÷íèê
Q11 2 8 NC GND 1 Âèòàÿ ïàðà, èìïåäàíñ ZO + ïèòàíèÿ
Q12 3 – 5Â
Q13
T– è GND ñîåäèíèòü
êàê ìîæíî áëèæå ê IC1
8 2N7000
IC2C IC2D
A Ê ïðèåìíèêó
IC2 = 74HC132 B äàííûõ

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà, ïèòàþùàÿñÿ îò èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ, íàõîäÿùåãîñÿ íà äàëüíåì êîíöå
900-ìåòðîâîãî êàáåëÿ, îöèôðîâûâàÿ âûõîäíîé ñèãíàë òåðìîïàðû âîçëå òî÷êè èçìåðåíèÿ, ìèíèìè-
çèðóåò âëèÿíèå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ïîìåõ.

ââåäåíèå ñëîæíîé ôèëüòðàöèè ñèãíàëîâ è Èíòåðôåéñ SPI ìèêðîñõåìû IC1 ñèíõðîíè-
ýêðàíèðîâàíèÿ êàáåëÿ. Áîëåå õîðîøèì ðåøå- çèðóåòñÿ ãåíåðàòîðîì íà ìèêðîñõåìàõ IC2 è
íèåì áóäåò îöèôðîâêà âûõîäíîãî íàïðÿæå- IC3, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî IC1 ôîðìèðóåò
íèÿ òåðìîïàðû â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè ïîñëåäîâàòåëüíîñòü àñèíõðîííûõ ïîñëåäî-
îò ìåñòà èçìåðåíèÿ (Ðèñóíîê 1). Ýòî îñîáåííî âàòåëüíûõ ñèìâîëîâ ñî ñêîðîñòüþ 4800 áîä:
ïîëåçíî, åñëè óïðàâëÿþùèé ìèêðîêîíòðîë- îäèí ñòàðòîâûé áèò, 11 áèò äàííûõ (13 äëÿ
ëåð íàõîäèòñÿ äàëåêî îò òî÷êè èçìåðåíèÿ. MAX6675) è îäèí ñòîïîâûé áèò. 11 (èëè 13)
áèò äàííûõ âêëþ÷àþò 10 (èëè 12) áèò äâîè÷-
 ýòîì ïðèìåðå ñõåìà îáðàáîòêè ñèãíàëîâ íîé èíôîðìàöèè íåïîñðåäñòâåííî î òåìïå-
ñîñòîèò èç âûñîêî÷óâñòâèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ ðàòóðå (ñòàðøèé çíà÷àùèé áèò âïåðåäè) è
ïîñòîÿííîãî òîêà, äàò÷èêà òåìïåðàòóðû, îäèí áèò, ïðåäóïðåæäàþùèé îá îáðûâå òåð-
ñõåìû êîìïåíñàöèè õîëîäíîãî ñïàÿ, àíàëî- ìîïàðû.
ãî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ (ÀÖÏ) ñ âíóò-
ðåííèì èñòî÷íèêîì îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ, Òî÷íîñòü ïîääåðæàíèÿ ñêîðîñòè ïåðåäà÷è
äåòåêòîðà/ñèãíàëèçàòîðà îáðûâà òåðìîïàðû äàííûõ ãàðàíòèðóåòñÿ êâàðöåâîé ñòàáèëèçà-
è öèôðîâîãî âûõîäíîãî èíòåðôåéñà. Âñå ýòè
ôóíêöèè ìîãóò áûòü èíòåãðèðîâàíû â T
íåáîëüøèå ìèêðîñõåìû, òàêèå êàê MAX6674
è MAX6675. Ñèãíàëû èõ âûõîäíûõ ïîñëåäî- 2
âàòåëüíûõ èíòåðôåéñîâ â öèôðîâîé ôîðìå
ïðåäñòàâëÿþò òåìïåðàòóðó â òî÷êå èçìåðå- Ch2 2.00 V M 400µs A Ch2 3.44 V
íèÿ òåðìîïàðû.
Ðèñóíîê 2. Ýòî ïîñëåäîâàòåëüíîå ñëîâî äàí-
Âíóòðåííèå ñõåìû äèñêðåòèçàöèè ñèãíà- íûõ, ïðèõîäÿùåå íà êîíòàêòû A-B ( Ðèñóíîê 1),
ëîâ òåðìîïàðû ìèêðîñõåì MAX6674/6675 ïðåäñòàâëÿåò òåìïåðàòóðó 21.875 °C, èçìå-
àäàïòèðîâàíû äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñ õðîìåëü- ðåííóþ òåðìîïàðîé íà äðóãîì êîíöå êàáåëÿ.
àëþìåëåâûìè òåðìîïàðàìè (òèï K). MAX6674
èìååò äèàïàçîí èçìåðåíèé îò 0 °C äî 128 °C
ñ ðàçðåøåíèåì 0.125 °C, òîãäà êàê MAX6675
èçìåðÿåò òåìïåðàòóðû îò 0 °C äî 1024 °C
ñ ðàçðåøåíèåì 0.25 °C. Îáå ìèêðîñõåìû
èìåþò ñîâìåñòèìûé ñ SPI èíòåðôåéñ, ðàáîòà-
þùèé ïîä óïðàâëåíèåì ìèêðîêîíòðîëëåðà
èëè àíàëîãè÷íîãî ëîêàëüíîãî èíòåëëåêòà.

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 83

öèåé ãåíåðàòîðà. Äëÿ ïðàâèëüíîé ðàáîòû äÿòñÿ â êàáåëü â âèäå ïîñëåäîâàòåëüíîãî
ñõåìû ÷óâñòâèòåëüíûé íàêîíå÷íèê òåðìîïà- ñëîâà äàííûõ. Íà Ðèñóíêå 2 ïîêàçàí ïðèìåð
ðû äîëæåí áûòü ýëåêòðè÷åñêè èçîëèðîâàí. ïåðåäà÷è ðåçóëüòàòà èçìåðåíèÿ ïî âèòîé
Íåîáõîäèìî òàêæå óáåäèòüñÿ, ÷òî IC1 âñåãäà ïàðå äëèíîé 900 ìåòðîâ. Äàííûå ïîêàçûâà-
íàõîäèòñÿ â äèàïàçîíå ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð þò, ÷òî òåðìîïàðà íàõîäèòñÿ â íîðìàëüíîì
îò –20 °C äî 85 °C. ðàáî÷åì ñîñòîÿíèè è èçìåðÿåò òåìïåðàòóðó
21.875 °C. ÐË
Ñõåìà ïîäêëþ÷àåòñÿ ê óäàëåííîìó èñòî÷-
íèêó ïèòàíèÿ è ïðèåìíèêó äàííûõ âèòîé Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ïàðîé, ÷åðåç êîòîðóþ ïîäàåòñÿ ïèòàíèå â
ñõåìó è âîçâðàùàþòñÿ öèôðîâûå äàííûå â 1. Datasheet Maxim MAX6674/5
ïðèåìíèê. Èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû âûïîëíÿ- 2. Datasheet Texas Instruments CD74HC132
þòñÿ çà îäèí öèêë ïðåîáðàçîâàíèÿ âíóòðåí- 3. Datasheet NXP 74HC4060N
íåãî 10-áèòíîãî ÀÖÏ ìèêðîñõåìû IC1 è âûâî- 4. Datasheet Microchip 2N7000

84 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

Ñòàáèëèçàòîð ñêîðîñòè
âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ

íå íóæäàåòñÿ â òàõîìåòðå

Bruce Trump

EDN

ÕÕàðàêòåðèñòèêè îáðàòíîé ÝÄÑ äâèãàòåëåé îòðèöàòåëüíîå âûõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå,
êîòîðîå ïðîòèâîäåéñòâóåò ïàäåíèþ íàïðÿæå-
ïîñòîÿííîãî òîêà óæå äàâíî èñïîëüçóþòñÿ â íèÿ íà ïîñëåäîâàòåëüíîì ñîïðîòèâëåíèè
ðåãóëÿòîðàõ ÷èñëà îáîðîòîâ.  òàêèõ ñõåìàõ äâèãàòåëÿ [1]. Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 äåìîíñòðè-
ëèíåéíûõ äðàéâåðîâ ïðèìåíÿþòñÿ ìîùíûå ðóåò ðåàëèçàöèþ ýòîãî ìåòîäà êîíòðîëÿ ñêî-
îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè (ÎÓ), ñîçäàþùèå

10…60 Â

10 µF
ÒÀÍÒÀËÎÂÛÉ

+ 1N4001 RM

15 ÝÄÑ
DRV101
ÄÂÈÃÀÒÅËÜ
4.5…36  ØÈÌ 6 ÏÎÑÒÎßÍÍÎÃÎ

IC2 4 ÒÎÊÀ
IM
3
R5 D2
1k

D1

0 TO 200 ìêÀ 2 × 1N4148

VIN R1 – Q1 10k
470k 2N7000
IC1
OPA237 R3 20 nF RS
1k 1
+
R4
R2 10k
15k

Ðèñóíîê 1. Íàïðÿæåíèå ïîëîæèòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè, ñíèìàåìîå ñ òîêîèçìåðèòåëüíîãî

ðåçèñòîðà RS, óâåëè÷èâàåò êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ ØÈÌ-êîíòðîëëåðà IC2 äëÿ
ñòàáèëèçàöèè ÷àñòîòû âðàùåíèÿ äâèãàòåëÿ ïðè èçìåíÿþùåéñÿ íàãðóçêå.

86 ÑÕÅÌÛ

ðîñòè ñ èñïîëüçîâàíèåì ØÈÌ-óïðàâëåíèÿ, IM – òîê äâèãàòåëÿ,
ñíèæàþùåãî ìîùíîñòü, ðàññåèâàåìóþ â V+ – íàïðÿæåíèå íà íåèíâåðòèðóþùåì
ñõåìå äðàéâåðà. âõîäå IC1.
Ýòà ìîäåëü ïðåíåáðåãàåò ïîòåðÿìè â êîì-
Óïðàâëÿþùåå íàïðÿæåíèå VIN óñòàíàâëè- ìóòàòîðå ìèêðîñõåìû IC2. Òàêèå ïîòåðè, â
âàåò ñêîðîñòü âðàùåíèÿ, à ýëåìåíòû IC1, Q1 è çàâèñèìîñòè îò íàïðÿæåíèÿ èñòî÷íèêà ïèòà-
R3 ïðåîáðàçóþò VIN â òîê îò 0 äî 200 ìêÀ. íèÿ, ìîãóò ñóùåñòâåííî âëèÿòü íà òðåáóåìûå
Èñòî÷íèê òîêà óïðàâëÿåò êîýôôèöèåíòîì õàðàêòåðèñòèêè öåïè îáðàòíîé ñâÿçè.  îòëè-
çàïîëíåíèÿ äðàéâåðà ØÈÌ ìèêðîñõåìû IC2 ÷èå îò ðåàëèçàöèè ñõåìû íà ìîùíîì ÎÓ, íà
(âûâîä 3). Ýëåìåíòû D1, D2 è R5 ïðåäíàçíà÷å- ýòîò âõîäÿùèé â êîíòóð ðåãóëèðîâàíèÿ ØÈÌ-
íû äëÿ çàùèòû ñõåìû îò ÷ðåçìåðíî íèçêîãî êîíòðîëëåð âëèÿåò àáñîëþòíîå çíà÷åíèå
âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ, ñïîñîáíîãî âûçâàòü íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ. Ïîòåðè íàïðÿæåíèÿ
èíâåðñèþ êîíòóðà ðåãóëèðîâàíèÿ. ïðè ïåðåêëþ÷åíèè íå ÿâëÿþòñÿ ÷èñòî ðåçèñ-
òèâíûìè, è èõ ñëîæíî ñìîäåëèðîâàòü. Íà
Òîê äâèãàòåëÿ èäåò â îáùèé ïðîâîä ÷åðåç ïðàêòèêå ìîæíî îïòèìèçèðîâàòü óïðàâëåíèå
âíóòðåííèé êëþ÷åâîé òðàíçèñòîð ìèêðîñõå- ñêîðîñòüþ, íàñòðîèâ ãëóáèíó ïîëîæèòåëüíîé
ìû IC2 è ÷åðåç òîêîèçìåðèòåëüíûé ðåçèñòîð îáðàòíîé ñâÿçè ñ ïîìîùüþ ïîòåíöèîìåòðà
RS. Ñõåìà ôèëüòðóåò è ìàñøòàáèðóåò íàïðÿ- R4. Ïðè ïðàâèëüíîé ðåãóëèðîâêå ñêîðîñòü
æåíèå, ïàäàþùåå íà òîêîèçìåðèòåëüíîì äâèãàòåëÿ îñòàåòñÿ îòíîñèòåëüíî ïîñòîÿí-
ðåçèñòîðå, ÷òîáû ñôîðìèðîâàòü ñèãíàë íîé ïðè çíà÷èòåëüíûõ èçìåíåíèÿõ íàãðóçêè.
ïîëîæèòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçè, ïîäàâàå- Õîòÿ òî÷íîñòü ýòîãî íåäîðîãîãî ìåòîäà íèæå,
ìûé íà âõîä ñõåìû ÷åðåç ðåçèñòîð R2. Ïðè ÷åì îáåñïå÷èâàþò èñòèííûå êîíòðîëëåðû ñ
ïîäõîäÿùåé ãëóáèíå ïîëîæèòåëüíîé îáðàò- ñèãíàëîì îáðàòíîé ñâÿçè, ïîëó÷àåìûì îò
íîé ñâÿçè ðîñò íàãðóçêè íà äâèãàòåëü óâåëè- òàõîìåòðà, îí çíà÷èòåëüíî ëó÷øå ïðîñòîãî
÷èâàåò òîê äâèãàòåëÿ, ÷òî, â ñâîþ î÷åðåäü, óïðàâëåíèÿ ïî íàïðÿæåíèþ. ÐË
óâåëè÷èâàåò êîýôôèöèåíò çàïîëíåíèÿ
èìïóëüñîâ äðàéâåðà äëÿ ïîääåðæàíèÿ Ññûëêà
ïîñòîÿíñòâà ñêîðîñòè.
1. Burr-Brown Applications Bulletin AB-152
IM (RM + RS ) = IMRS èæçç R1 ÷øö÷èçæç R3 ´ V+ ìêÀ ø÷÷ö.
R1 + R2 200 Ìàòåðèàëû ïî òåìå

Óðàâíåíèå áàëàíñà ñêîðîñòè èìååò âèä 1. Datasheet Texas Instruments DRV101
ãäå
2. Datasheet Texas Instruments OPA237
RM – ñîïðîòèâëåíèå äâèãàòåëÿ,
3. Datasheet Microchip 2N7000

87

Îòðèöàòåëüíûé ðåçèñòîð
íåéòðàëèçóåò íàãðóçêó

îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ

Elliott Simons

EDN

ÒÒî÷íûå îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè (ÎÓ) è

èìåþò áîëüøîé êîýôôèöèåíò óñèëåíèÿ áåç RIN = VIN = -RNF R1 .
îáðàòíîé ñâÿçè, íèçêèå íàïðÿæåíèå è òîê IIN R2
ñìåùåíèÿ, íèçêèå óðîâíè øóìîâ íàïðÿæåíèÿ
è òîêà, à òàêæå íèçêèå èñêàæåíèÿ. Îäíàêî èì Ïðàêòè÷åñêàÿ ðåàëèçàöèÿ êîíöåïöèè ïðåä-
÷àñòî íå õâàòàåò âîçìîæíîñòè îáåñïå÷èâàòü ñòàâëåíà íà Ðèñóíêå 2. Íà ïåðâîì îïåðàöè-
áîëüøèå âûõîäíûå òîêè ïðè ñîõðàíåíèè îííîì óñèëèòåëå ñîáðàí áóôåð ñ åäèíè÷íûì
âûñîêîé òî÷íîñòè âñåõ îñòàëüíûõ õàðàêòå- óñèëåíèåì, à íà âòîðîì – ñèëüíîòî÷íûé
ðèñòèê. Äðóãèìè ñëîâàìè, íèçêîîìíûå øèðîêîïîëîñíûé äðàéâåð ñ êîýôôèöèåíòîì
íàãðóçêè ÿâëÿþòñÿ ïðîáëåìîé äëÿ âûñîêî- óñèëåíèÿ, ðàâíûì 2. Ïîñêîëüêó âî âòîðîì
òî÷íûõ îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé. Îäíèì èç êàñêàäå ñ îòðèöàòåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì
ðåøåíèé ïðîáëåìû ÿâëÿåòñÿ «íåéòðàëèçà- R1 = R2, åãî âõîäíîå ñîïðîòèâëåíèå ðàâíî
öèÿ» íàãðóçêè. Åñëè ñîïðîòèâëåíèå ðåçèñ- –RNF = –200 Îì, ÷òî ïî àáñîëþòíîé âåëè÷èíå
òèâíîé íàãðóçêè ðàâíî R Îì, è âû ïîäêëþ÷è- ñîîòâåòñòâóåò âåëè÷èíå ñîïðîòèâëåíèÿ
òå åå ïàðàëëåëüíî îòðèöàòåëüíîìó ñîïðî- íàãðóçêè òî÷íîãî áóôåðà. Åñëè ýòè âåëè÷èíû
òèâëåíèþ –R Îì, ñîïðîòèâëåíèå ïàðàëëåëü- èäåàëüíî ñîâïàäàþò, äðàéâåð ñî ñòîðîíû
íîãî ñîåäèíåíèÿ áóäåò áåñêîíå÷íûì. Ñõåìà âûõîäà VOUT áóäåò âîñïðèíèìàòüñÿ îáðûâîì.
ñ îòðèöàòåëüíûì âõîäíûì ñîïðîòèâëåíèåì Âõîäíîé áóôåð ïîäêëþ÷åí ê íåèíâåðòèðóþ-
ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 1:

RIN = -RNF R1 .
R2
R2

Âûâåñòè ýòó ôîðìóëó ìîæíî ñëåäóþùèì R1 –
îáðàçîì: +
RIN
VIN IIN RNF VOUT

VOUT = æ R2 øö÷÷, IIN
VIN ççè1 + R1

IIN = VIN - VOUT = - VIN × R2 Ðèñóíîê 1. Ñî ñòîðîíû âõîäà ýòà ñõåìà
RNF RNF R1 èìååò îòðèöàòåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå.

88 ÑÕÅÌÛ

10 Â íà ïîðÿäîê íèæå òîé, êîòîðóþ ñàìîñòîÿòåëü-
R2 íî ìîæåò âûäåðæàòü òî÷íûé óñèëèòåëü áåç
óõóäøåíèÿ õàðàêòåðèñòèê. Îáðàòèòå âíèìà-
R1 500 íèå, ÷òî îøèáêà óñèëåíèÿ âòîðîãî ÎÓ, íàïðÿ-
– æåíèå ñìåùåíèÿ è òîê ñìåùåíèÿ íå âëèÿþò
íà òî÷íîñòü ïåðâîãî ÎÓ. Ïåðåõîäíàÿ õàðàêòå-
500 ðèñòèêà ýòîé ñõåìû ãëàäêàÿ è íå èìååò
âûáðîñîâ èëè çâîíà.
+
Îïèñàííîå ðåøåíèå îäèíàêîâî õîðîøî
5 200 ðàáîòàåò è â ñëó÷àå äâóïîëÿðíîãî ïèòàíèÿ
– îïåðàöèîííûõ óñèëèòåëåé, ïîñêîëüêó ÷àñòü
RNF ñõåìû, èìåþùàÿ îòðèöàòåëüíîå ñîïðîòèâëå-
VIN + ÄÐÀÉÂÅÐ Ñ íèå, ìîæåò êàê îòäàâàòü, òàê è ïðèíèìàòü òîê.
ÓÑÈËÅÍÈÅÌ 2 Åñëè ÎÓ äðàéâåðà íå èìååò âíóòðåííèõ
ÒÎ×ÍÛÉ ðåçèñòîðîâ, çàäàþùèõ åãî óñèëåíèå, ìîæíî
ÎÓ MAX4014 óñòàíîâèòü åãî íåèíâåðòèðóþùèé êîýôôèöè-
MAX4250 VOUT åíò óñèëåíèÿ áëèæå ê åäèíèöå, òåì ñàìûì,
ïîçâîëÿÿ îáîèì îïåðàöèîííûì óñèëèòåëÿì
ÍÀÃÐÓÇÊÀ èñïîëüçîâàòü îäèí èñòî÷íèê ïèòàíèÿ. Ýòîò
200 ïîäõîä îãðàíè÷èâàåò ðàçìàõ âûõîäíîãî ñèã-
íàëà òî÷íîãî îïåðàöèîííîãî óñèëèòåëÿ, íî â
Ðèñóíîê 2. Ïîäêëþ÷åíèå îòðèöàòåëüíîãî äàííîì ïðèëîæåíèè òàêîå îãðàíè÷åíèå ìîæåò
ñîïðîòèâëåíèÿ ïàðàëëåëüíî íàãðóçêå ïîçâî- áûòü ïðèåìëåìûì. ×òîáû îáåñïå÷èòü ïîëíîå
ëÿåò ïðåöèçèîííîìó îïåðàöèîííîìó óñèëè- èñïîëüçîâàíèå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ òî÷íîãî
òåëþ ðàáîòàòü ñ íèçêîîìíûìè íàãðóçêàìè. ÎÓ, óñèëèòåëü äðàéâåðà äîëæåí èìåòü ãîðàç-
äî áîëåå øèðîêóþ ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ. ÐË
ùåìó âõîäó âòîðîãî óñèëèòåëÿ, à âõîä ñ îòðè-
öàòåëüíûì ñîïðîòèâëåíèåì âòîðîãî óñèëè- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
òåëÿ óïðàâëÿåò íàãðóçêîé. Îøèáêè óñèëåíèÿ,
äîïóñòèìûå çíà÷åíèÿ âûõîäíîãî òîêà è ðàñ- 1. Datasheet Maxim MAX4014
ñîãëàñîâàíèå ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ
îãðàíè÷èâàþò ìèíèìàëüíîå ñîïðîòèâëåíèå, 2. Datasheet Maxim MAX4250
ñ êîòîðûì ìîæåò ðàáîòàòü ñõåìà, íî íàãðóç-
êîé 200 Îì îíà óïðàâëÿåò ëåãêî. Ýòà íàãðóçêà

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 89

Ñõåìà àâòîìàòè÷åñêîé
ðåãóëèðîâêè ÿðêîñòè

ñâåòîâîé ìåòêè
êîëëèìàòîðíîãî ïðèöåëà

Stephen Woodward

EDN

ÏÏîïóëÿðíîé êàòåãîðèåé ñðåäñòâ ïðèöåëè- çðà÷íîãî îïòè÷åñêîãî (îòðàæàþùåãî) ýëå-
ìåíòà, ÷åðåç êîòîðûé âû âèäèòå öåëü.
âàíèÿ/íàâåäåíèÿ ÿâëÿåòñÿ êîëëèìàòîðíûé Ðåçóëüòàòîì òàêîé ãåîìåòðèè ÿâëÿåòñÿ òî,
ïðèöåë èëè «êðàñíàÿ òî÷êà». Ýòà ñèñòåìà ÷òî èçîáðàæåíèå ñâåòîäèîäà (êðàñíàÿ òî÷êà)
íàõîäèò ïðèìåíåíèå â òàêèõ äàëåêèõ äðóã îò íàêëàäûâàåòñÿ íà èçîáðàæåíèå öåëè, óêàçû-
äðóãà îáëàñòÿõ, êàê àñòðîíîìèÿ è ñòðåëüáà âàÿ, òàêèì îáðàçîì, íà òî÷êó ïðèöåëèâàíèÿ.
èç ëóêà èëè îãíåñòðåëüíîãî îðóæèÿ.  êîëëè- Ïðè ïðàâèëüíîé íàñòðîéêå òî÷êè ïðèöåëèâà-
ìàòîðíîì ïðèöåëå ñâåò îò âíóòðåííåãî íèÿ òåëåñêîïà, ëóêà èëè ðóæüÿ èçîáðàæåíèÿ
èñòî÷íèêà – îáû÷íî ñâåðõÿðêîãî êðàñíîãî öåëè è ñâåòîäèîäà ñîâïàäàþò. Êîëëèìàòîð-
ñâåòîäèîäà – îòðàæàåòñÿ îò èçîãíóòîãî ïðî-

IL
ÑÂÅÒÎÄÈÎÄ
ÏÐÈÖÅËÜÍÎÉ
ÌÀÐÊÈ

100
R2

ÑÂÅÒÎÂÎÉ
ÝÊÐÀÍ

ÎÊÐÓÆÀÞÙÈÉ Q1 +
ÑÂÅÒ L14Q1 9Â
500 ìÀ·÷
IP

ÊÎËËÅÊÒÎÐ ÍÅ ÏÎÄÊËÞ×ÅÍ

Q3 100k Q2
2N3904 R1 2N3904

ÏÐÈÌÅ×ÀÍÈÅ:
ÏÎËÅ ÇÐÅÍÈß ÔÎÒÎÄÅÒÅÊÒÎÐÀ

ÀÍÀËÎÃÈ×ÍÎ ÏÎËÞ ÇÐÅÍÈß ÐÅÃÓËÈÐÎÂÊÀ ÑÎÎÒÍÎØÅÍÈß ÒÎÊÎÂ
ÊÎËËÈÌÀÒÎÐÍÎÃÎ ÏÐÈÖÅËÀ.

Ðèñóíîê 1. Ýòà ïðîñòàÿ ñõåìà àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëèðóåò ÿðêîñòü
êðàñíîé òî÷êè â êîëëèìàòîðíûõ ïðèöåëàõ.

90 ÑÕÅÌÛ

íûé ïðèöåë èìååò ðÿä ïðåèìóùåñòâ ïåðåä R1 óñòàíàâëèâàåòñÿ ñîîòíîøåíèå ìåæäó
êîíêóðèðóþùèìè òåõíîëîãèÿìè ïðèöåëèâà- òîêîì âîçáóæäåíèÿ ñâåòîäèîäà IL è óðîâíåì
íèÿ, òàêèìè êàê òåëåñêîïè÷åñêèå è îòêðûòûå âíåøíåé îñâåùåííîñòè (îñâåùåííîñòè öåëè)
ïðèöåëû. Ýòè ïðåèìóùåñòâà âêëþ÷àþò áûñ-
òðûé è èíòóèòèâíî ïîíÿòíûé çàõâàò öåëè, â äèàïàçîíå îò 1 äî b, ãäå b – êîýôôèöèåíò
íåêðèòè÷íîå ïîëîæåíèå ãëàç è øèðîêîå ïîëå ïåðåäà÷è òîêà òðàíçèñòîðà Q2 (áîëüøå 100).
çðåíèÿ. Ïðîòîòèï ñõåìû ðåãóëèðîâêè èíòåíñèâíîñòè
áûë çàêëþ÷åí â íåáîëüøîé ïëàñòèêîâûé êîð-
Äëÿ äîñòèæåíèÿ íàèëó÷øèõ õàðàêòåðèñ- ïóñ, ïðèêðåïëåííûé ñáîêó ê 30-ìèëëèìåòðî-
òèê ïðèöåëà èíòåíñèâíîñòü èñòî÷íèêà ñâåòÿ- âîìó îáúåêòèâó êîëëèìàòîðíîãî ïðèöåëà
ùåéñÿ êðàñíîé òî÷êè äîëæíà õîòÿ áû ïðèìåð- Tech Force model 90 êîìïàíèè Compasseco.
íî ñîîòâåòñòâîâàòü óðîâíþ îñâåùåííîñòè Ñâåòîâîé ýêðàí èìèòèðóåò ïîëå çðåíèÿ ïðè-
öåëè.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå, åñëè èñòî÷íèê öåëà, ïîýòîìó ñâåò, âîñïðèíèìàåìûé ôîòî-
ñëèøêîì òóñêëûé, òî÷êà ïðèöåëèâàíèÿ òåðÿ- òðàíçèñòîðîì Q1, ñîîòâåòñòâóåò èíòåíñèâ-
åòñÿ íà ôîíå ÿðêîé öåëè. Åñëè æå òî÷êà ñëèø- íîñòè îñâåùåííîñòè öåëè, âèäèìîé ÷åðåç
êîì ÿðêàÿ, åå âèäèìûé ðàçìåð óâåëè÷èâàåò- ïðèöåë. Íàäëåæàùàÿ ðåãóëèðîâêà R1 õîðîøî
ñÿ, çàêðûâàÿ òî÷êó ïðèöåëèâàíèÿ è äåëàÿ êîìïåíñèðóåò ÿðêîñòü òî÷êè â øèðîêîì äèà-
òî÷íîå íàâåäåíèå çàòðóäíèòåëüíûì èëè ïàçîíå óðîâíåé âíåøíåé çàñâåòêè, ñîçäàâàå-
íåâîçìîæíûì. Ïî ýòîé ïðè÷èíå áîëüøèíñòâî ìîé êàê ëàìïàìè íàêàëèâàíèÿ, òàê è åñòåñò-
êîëëèìàòîðíûõ ïðèöåëîâ òðåáóþò ðó÷íîé âåííûì ñâåòîì. Ñõåìà ýôôåêòèâíî ïîääåð-
ðåãóëèðîâêè ñèëû ñâåòà èñòî÷íèêà. È õîòÿ ýòà æèâàåò ïîñòîÿííûé óãëîâîé äèàìåòð òî÷êè,
ðåãóëèðîâêà äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíà, âðåìÿ ðàâíûé 4 óãëîâûì ìèíóòàì, è ïðè çàòÿíóòîì
è âíèìàíèå, íåîáõîäèìûå äëÿ ðó÷íîé îïòè- ïëîòíûìè òó÷àìè íåáå, è ïðè ÿðêîì ñîëíå÷-
ìèçàöèè èíòåíñèâíîñòè, îòâëåêàþò îò áûñ- íîì ñâåòå. Ñõåìà òàêæå îáåñïå÷èâàåò àíàëî-
òðûõ è èíòóèòèâíî ïîíÿòíûõ äåéñòâèé ïî ãè÷íûå õàðàêòåðèñòèêè â ïîìåùåíèÿõ, îñâå-
îáíàðóæåíèÿ öåëè ñ ïîìîùüþ êðàñíîé òî÷êè. ùàåìûõ ëàìïàìè íàêàëèâàíèÿ. Îäíàêî êîì-
 ñõåìå íà Ðèñóíêå 1 äëÿ èçìåðåíèÿ îñâå- ïåíñàöèÿ ïðè îñâåùåíèè ëþìèíåñöåíòíûìè
ùåííîñòè öåëè è àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâ- ëàìïàìè ìåíåå óäîâëåòâîðèòåëüíà èç-çà
êè ÿðêîñòè ñâåòîäèîäà èñïîëüçóåòñÿ ôîòî- îòñóòñòâèÿ àäåêâàòíîé áëèæíåé èíôðàêðàñ-
òðàíçèñòîð Q1. Ñõåìà ïîääåðæèâàåò ïðàêòè- íîé ñîñòàâëÿþùåé â ñïåêòðå ýòèõ èñòî÷íèêîâ
÷åñêè íåèçìåííûé ðàçìåð òî÷êè â øèðîêîì ñâåòà. Âåðîÿòíî, ýòîò íåäîñòàòîê ìîæíî
äèàïàçîíå óðîâíåé âíåøíåé îñâåùåííîñòè. áûëî áû óñòðàíèòü, ïîìåñòèâ ïåðåä Q1 ïîä-
õîäÿùèé ôèëüòð âèäèìîãî ñâåòà. ÐË
Ïîòåíöèîìåòð R1 äåëèò ôîòîòîê IP ôîòî-
òðàíçèñòîðà Q1 ìåæäó äðàéâåðîì ñâåòîäèî- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
äà Q2 è òðàíçèñòîðîì ñìåùåíèÿ Q3 (âêëþ÷åí-
íûì äèîäîì). Òàêèì îáðàçîì, ðåãóëèðîâêîé 1. Datasheet Fairchild L14Q1

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 91

Äîáàâëåíèå

àâòîìàòè÷åñêîãî
îòêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ

ê ðåãóëÿòîðó
êîëëèìàòîðíîãî ïðèöåëà

Stephen Woodward

EDN

ÊÊîëëèìàòîðíûé ïðèöåë èëè «êðàñíàÿ òî÷- îáû÷íî ñâåðõÿðêîãî êðàñíîãî ñâåòîäèîäà –
îòðàæàåòñÿ îò èçîãíóòîãî ïðîçðà÷íîãî îïòè-
êà» ÿâëÿåòñÿ ïîïóëÿðíîé êàòåãîðèåé ñðåäñòâ ÷åñêîãî (îòðàæàþùåãî) ýëåìåíòà, ÷åðåç êîòî-
ïðèöåëèâàíèÿ/ íàâåäåíèÿ, êîòîðîå íàõîäèò ðûé âû âèäèòå öåëü. Â ðåçóëüòàòå èçîáðàæå-
ïðèìåíåíèå â àñòðîíîìèè, ñòðåëüáå èç ëóêà, íèå ñâåòîäèîäà (êðàñíàÿ òî÷êà) íàêëàäûâàåò-
ñòðåëüáå èç îãíåñòðåëüíîãî îðóæèÿ ò. ä. Â ñÿ íà èçîáðàæåíèå öåëè, óêàçûâàÿ, òàêèì
êîëëèìàòîðíîì ïðèöåëå ñâåò èñòî÷íèêà –

IL

ÑÂÅÒÎÄÈÎÄ
100 ÏÐÈÖÅËÜÍÎÉ

R2 ÌÀÐÊÈ

ÑÂÅÒÎÂÎÉ
ÝÊÐÀÍ

ÎÊÐÓÆÀÞÙÈÉ Q1 +
ÑÂÅÒ L14Q1 9Â
IP 500 ìÀ·÷

ÊÎËËÅÊÒÎÐ ÍÅ ÏÎÄÊËÞ×ÅÍ 100k Q2
R1 2N3904
Q3
2N3904

ÐÅÃÓËÈÐÎÂÊÀ
ÑÎÎÒÍÎØÅÍÈß ÒÎÊÎÂ

Ðèñóíîê 1. Ýòà ïðîñòàÿ ñõåìà àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëèðóåò ÿðêîñòü
êðàñíîé òî÷êè â êîëëèìàòîðíûõ ïðèöåëàõ.

92 ÑÕÅÌÛ

îáðàçîì, íà òî÷êó ïðèöåëèâàíèÿ. Êîëëèìà- çóåò åãî äëÿ àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâêè
òîðíûé ïðèöåë èìååò ðÿä ïðåèìóùåñòâ ïåðåä òîêà ñâåòîäèîäà è èíòåíñèâíîñòè ïîäñâåòêè,
òåëåñêîïè÷åñêèìè è îòêðûòûìè ïðèöåëàìè, ïîääåðæèâàÿ ïðè ýòîì ïðàêòè÷åñêè íåèçìåí-
âêëþ÷àÿ áûñòðîå è èíòóèòèâíî ïîíÿòíîå îáíà- íûé ðàçìåð òî÷êè â øèðîêîì äèàïàçîíå óðîâ-
ðóæåíèå öåëè è øèðîêèé óãîë îáçîðà. íåé âíåøíåé îñâåùåííîñòè. Ïîòåíöèîìåòð
R1 äåëèò ôîòîòîê IP ôîòîòðàíçèñòîðà Q1
Äëÿ äîñòèæåíèÿ íàèëó÷øèõ õàðàêòåðèñ- ìåæäó äðàéâåðîì ñâåòîäèîäà Q2 è òðàíçèñòî-
òèê èíòåíñèâíîñòü èñòî÷íèêà ñâåòÿùåéñÿ ðîì ñìåùåíèÿ Q3 (âêëþ÷åííûì äèîäîì).
êðàñíîé òî÷êè äîëæíà õîòÿ áû ïðèìåðíî ñîîò- Ïîëîæåíèå äâèæêà ïîòåíöèîìåòðà R1 îïðå-
âåòñòâîâàòü óðîâíþ îñâåùåííîñòè öåëè. äåëÿåòñÿ îäèí ðàç â ïðîöåññå êàëèáðîâêè
Åñëè èñòî÷íèê ñëèøêîì òóñêëûé, òî÷êà ïðè- ïîñëå ñáîðêè ñõåìû è çàäàåò ñîîòíîøåíèå
öåëèâàíèÿ òåðÿåòñÿ íà ôîíå ÿðêîé öåëè, à ìåæäó òîêîì äðàéâåðà ñâåòîäèîäà IL è èíòåí-
åñëè ñëèøêîì ÿðêàÿ, ïÿòíî «ðàñïîëçàåòñÿ», ñèâíîñòüþ îêðóæàþùåãî ñâåòà. Ïîñêîëüêó
çàêðûâàÿ òî÷êó ïðèöåëèâàíèÿ è äåëàÿ òî÷íîå ñâåòîâîé ýêðàí ñîâìåùåí ñ ïðèöåëîì è ïðè-
íàâåäåíèå çàòðóäíèòåëüíûì èëè íåâîçìîæ- ìåðíî ïîâòîðÿåò åãî ïîëå îáçîðà, ôîòîòðàí-
íûì. Õîòÿ ðó÷íàÿ ðåãóëèðîâêà ÿðêîñòè òî÷êè çèñòîð Q1 ïîëó÷àåò ðåïðåçåíòàòèâíîå ñðåä-
ðàáîòàåò, îíà îòâëåêàåò îò áûñòðûõ è èíòóè- íåå çíà÷åíèå óðîâíÿ îñâåùåííîñòè öåëè.
òèâíî ïîíÿòíûõ äåéñòâèé ïî îáíàðóæåíèÿ Â ðåçóëüòàòå îäíîêðàòíàÿ êàëèáðîâêà R1 äàñò
öåëè ñ ïîìîùüþ êðàñíîé òî÷êè, ÷òî äåëàåò ãàðàíòèþ, ÷òî âèäèìàÿ ÿðêîñòü òî÷êè áóäåò
àâòîìàòè÷åñêóþ ðåãóëèðîâêó áîëåå ïðåäïî÷- îñòàâàòüñÿ îòíîñèòåëüíî ïîñòîÿííîé â øèðî-
òèòåëüíîé. Òàêàÿ ñõåìà àâòîìàòè÷åñêîé ðåãó- êîì äèàïàçîíå óðîâíåé ïàäàþùåãî ñâåòà.
ëèðîâêè áûëà ïðîäåìîíñòðèðîâàíà â ñòàòüå,
âïåðâûå îïóáëèêîâàííîé â EDN ïî÷òè 19 ëåò Îðèãèíàëüíàÿ êîíñòðóêöèÿ óñïåøíî
íàçàä [1], íî òàì åùå îñòàâàëîñü ìåñòî äëÿ èñïîëüçîâàëàñü ñ ìîìåíòà åå ðàçðàáîòêè
íåêîòîðûõ óëó÷øåíèé. 20 ëåò íàçàä. Íî ìàëî êàêàÿ ñòàðàÿ ëèëèÿ íå
âûèãðàåò îò íîâîé ïîçîëîòû.
×òîáû îöåíèòü ýòè óëó÷øåíèÿ, äàâàéòå
ñíà÷àëà ïîñìîòðèì íà èñõîäíóþ ñõåìó, ïîêà- Îäíèì èç íåäîñòàòêîâ îðèãèíàëüíîé
çàííóþ íà Ðèñóíêå 1. Ôîòîòðàíçèñòîð Q1 îïðå- êîíñòðóêöèè ÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìîñòü óñòà-
äåëÿåò óðîâåíü îñâåùåííîñòè öåëè è èñïîëü- íîâêè íà îáúåêòèâ íåïðîçðà÷íîé êðûøêè,

RZM001P02T2L ÑÅÍÑÎÐÍÀß
ÏËÎÙÀÄÊÀ

IL

ÑÂÅÒÎÄÈÎÄ Q4 +
ÏÐÈÖÅËÜÍÎÉ 9Â
500 ìÀ·÷
ÌÀÐÊÈ
D2
100
R2 1N5400
C1

ÑÂÅÒÎÂÎÉ 0.1µF CD4060B
ÝÊÐÀÍ R3
R
Q1 20M R7CL1R2 16 …
L14Q1 1M R

ÎÊÐÓÆÀÞÙÈÉ IP D1 T T
ÑÂÅÒ 9
11 10 3
ÊÎËËÅÊÒÎÐ 8 ÒÀÉÌÀÓÒ ~1 ×ÀÑ 213
ÍÅ ÏÎÄÊËÞ×ÅÍ 1N4148
R5 R6

Q3 100k R4 1M 1M C2
2N3904
R1 Q2 1M 0.1µF
2N3904

ÐÅÃÓËÈÐÎÂÊÀ
ÑÎÎÒÍÎØÅÍÈß ÒÎÊÎÂ

Ðèñóíîê 2.  óñîâåðøåíñòâîâàííîé ñõåìå åñòü ÊÌÎÏ òàéìåð îòêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ, îòñîåäèíÿþ-
ùèé áàòàðåþ ïîñëå îäíîãî ÷àñà áåçäåéñòâèÿ.

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 93

êîòîðàÿ äîëæíà çàêðûâàòü âõîäíîé ñâåòîâîé ãåíåðàòîð. Ïîñëå 8192 ïåðèîäîâ èìïóëüñîâ
ïîðò, êîãäà îí íå èñïîëüçóåòñÿ. Ýòî íåîáõî- ãåíåðàòîðà (1 ÷àñ) ëîãè÷åñêèé óðîâåíü íà
äèìî, ÷òîáû èçáåæàòü ïðåæäåâðåìåííîé âûâîäå 3 ñòàíîâèòñÿ âûñîêèì, âûêëþ÷àÿ è
ðàçðÿäêè áàòàðåè, åñëè ïðèöåë äîëãî íàõî- òðàíçèñòîð Q4, è ãåíåðàòîð.
äèòñÿ ïîä ÿðêèì ñâåòîì. Êîíå÷íî æå, ìîæíî
äîáàâèòü ïðîñòîé ðó÷íîé âûêëþ÷àòåëü, íî  íîâîé êîíñòðóêöèè åñòü åùå îäíî
ïîëüçà îò íåãî áóäåò òîëüêî â òîì ñëó÷àå, äîâîëüíî íîâàòîðñêîå óñîâåðøåíñòâîâàíèå:
åñëè âû íå áóäåòå çàáûâàòü åãî èñïîëüçî- ñåíñîðíàÿ ïëîùàäêà, ðåàãèðóþùàÿ íà
âàòü, à çàáûòü î÷åíü ëåãêî. Àâòîìàòè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå êîæè, êîòîðàÿ çàìåíÿåò îáû÷-
ðåøåíèå îáåñïå÷èâàåò ïîêàçàííàÿ íà Ðèñóí- íóþ êíîïêó çàïóñêà òàéìåðà îòêëþ÷åíèÿ.
êå 2 óñîâåðøåíñòâîâàííàÿ ñõåìà, â êîòîðóþ Ïîëîñêè ìåäíîé ëåíòû, êîòîðûå ñëóæàò ñåí-
äîáàâëåí ÊÌÎÏ òàéìåð îòêëþ÷åíèÿ ïèòà- ñîðíîé ïàíåëüþ, äåøåâëå, ÷åì êíîïêà, è
íèÿ, îòñîåäèíÿþùèé áàòàðåþ ïîñëå îäíîãî îáåñïå÷èâàþò óïðîùåííûé è âûñîêîýðãîíî-
÷àñà áåçäåéñòâèÿ. ìè÷íûé ïîëüçîâàòåëüñêèé èíòåðôåéñ. Êðîìå
òîãî, îíè ìîãóò áûòü ëåãêî èíòåãðèðîâàíû ñ
Îñíîâó òàéìåðà ñîñòàâëÿåò ïî÷òåííàÿ ëóêîì, ðóæåéíûì ëîæåì èëè äðóãèì ïðèöåëü-
(ëàäíî, äðåâíÿÿ) ÊÌÎÏ ìèêðîñõåìà ñ ìåòàë- íûì óñòðîéñòâîì, ãäå óñòàíîâêà ìåõàíè÷åñ-
ëè÷åñêèì çàòâîðîì 14-ðàçðÿäíîãî äâîè÷íîãî êîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ áûëà áû áîëåå ñëîæíîé
ñ÷åò÷èêà/ ãåíåðàòîðà 4060B. Âõîäíûå êàñêà- èëè íåýñòåòè÷íîé. ÐË
äû 4060B îáðàçóþò ñòðîáèðóåìûé ãåíåðàòîð,
â äàííîì ñëó÷àå ñ ïåðèîäîì ïðèìåðíî 0.44 ñ, Ññûëêè
çàäàâàåìûì öåïüþ C2, D1, R4-R6. Âûõîäíîé
ñèãíàë ïîñòóïàåò íà âíóòðåííèé 14-ðàçðÿä- 1. Stephen Woodward. «Ñõåìà àâòîìàòè÷åñêîé
íûé äâîè÷íûé ñ÷åò÷èê óñòðîéñòâà, êîòîðûé ðåãóëèðîâêè ÿðêîñòè ñâåòîâîé ìåòêè êîëëèìà-
óìíîæàåò ïåðèîä èìïóëüñîâ ãåíåðàòîðà íà òîðíîãî ïðèöåëà». ÐàäèîËîöìàí. 2021, 03-04,
8192, ÷òîáû ïîëó÷èòü íîìèíàëüíîå çíà÷åíèå ñòð. 90.
èíòåðâàëà âêëþ÷åíèÿ 3600 ñ = 1 ÷àñ. Ïðè
âêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ 4060B ñáðàñûâàåòñÿ Ìàòåðèàëû ïî òåìå
âûñîêèì óðîâíåì íà âûâîäå 12. Ýòî óñòàíàâ-
ëèâàåò íèçêèé óðîâåíü íà âûâîäå 3 (213), 1. Datasheet Fairchild L14Q1
îòêðûâàåò òðàíçèñòîð Q4 (êîòîðûé ïîäàåò
ïèòàíèå íà îïòè÷åñêèå ñõåìû) è çàïóñêàåò 2. Datasheet Texas Instruments CD4060B

3. Datasheet ROHM RZM001P02

4. Datasheet PanJit 1N5405

94 ÑÕÅÌÛ

Ìàëîïîòðåáëÿþùèé
ïðèáîð

äëÿ îáíàðóæåíèÿ
êîðîòêèõ çàìûêàíèé

Dan Meeks

EDN

 ýòîé ñòàòüå ïðåäñòàâëåí ìàëîïîòðåáëÿ- ó÷àñòîê ñõåìû, ñîçäàâàÿ î÷åíü íåáîëüøîå
ïàäåíèå íàïðÿæåíèå ìåæäó íàêîíå÷íèêàìè
þùèé ïðèáîð äëÿ îáíàðóæåíèÿ êîðîòêèõ ùóïîâ.
çàìûêàíèé, â êîòîðîì èñïîëüçóåòñÿ ñïîñîá-
íîñòü óõà ðàçëè÷àòü èçìåíåíèÿ ÷àñòîòû çâó- Èçìåðèòåëüíûå ïðîâîäà, ïîäêëþ÷åííûå
êà. Ñåðäöåì ñõåìû ÿâëÿåòñÿ ïðåîáðàçîâà- ïî ñõåìå Êåëüâèíà ïåðåäàþò ýòî íèçêîå
òåëü íàïðÿæåíèå-÷àñòîòà (íà îñíîâå ñõåìû íàïðÿæåíèå íà ïðåîáðàçîâàòåëü íàïðÿæå-
Ðèñóíîê 13 â [1]), ïðåîáðàçóþùèé ïîñòîÿííîå íèå-÷àñòîòà (ñì. îïèñàíèå ñõåìû â [1]). ×àñ-
íàïðÿæåíèå ìèëëèâîëüòîâîãî óðîâíÿ â òîòà óâåëè÷èâàåòñÿ ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ
âûõîäíîé àóäèîñèãíàë øèðîêîãî äèàïàçîíà ñîïðîòèâëåíèÿ öåïè è ìîæåò áûòü íàñòðîåíà
÷àñòîò. â ñîîòâåòñòâèè ñ âàøèìè ïðåäïî÷òåíèÿìè ñ
ïîìîùüþ ïîòåíöèîìåòðà VR1.
Ñèãíàë âîçáóæäåíèÿ ñîçäàåòñÿ ìàëîìîù-
íûì DC/DC ðåãóëÿòîðîì U1. Âûõîäíîå Âûõîäíîé ñèãíàë ïðåîáðàçîâàòåëÿ íàïðÿ-
íàïðÿæåíèå ýòîé ñõåìû ñîñòàâëÿåò 100 ìÂ, à æåíèå-÷àñòîòà ïîäàåòñÿ íà òðèããåð U4, ÷òîáû
ìàêñèìàëüíûé òîê îãðàíè÷åí äî 100 ìÀ ñôîðìèðîâàòü õîðîøèå ïðÿìîóãîëüíûå
âûõîäíûì ðåçèñòîðîì 1 Îì. Ýòî íàïðÿæåíèå âûõîäíûå èìïóëüñû äëÿ óïðàâëåíèÿ çâóêî-
äîëæíî áûòü äîñòàòî÷íî íèçêèì, ÷òîáû íå âûì èçëó÷àòåëåì SP1.
ïîâðåäèòü ïîëóïðîâîäíèêîâûå êîìïîíåíòû
èëè íå íàðóøèòü ðåæèì ðàáîòû ÷óâñòâèòåëü- Êîãäà ùóïû íå êàñàþòñÿ ñõåìû, âûõîäíàÿ
íûõ öåïåé. ÷àñòîòà óâåëè÷èâàåòñÿ ïðèìåðíî äî 6 êÃö.
×òîáû ïðè ýòîì ïîëüçîâàòåëü íå ñîøåë ñ óìà,
Ââèäó ìàëîñòè íàïðÿæåíèé äëÿ èçìåðå- âûõîä óñèëèòåëÿ îøèáêè U2 èñïîëüçóåòñÿ
íèé èñïîëüçóþòñÿ ÷åòûðåõïðîâîäíûå ùóïû ñ äëÿ îòêëþ÷åíèÿ çâóêà.
çàæèìàìè Êåëüâèíà, âòîðûå ïîâîäà êîòîðûõ
ïîäêëþ÷åíû âáëèçè íàêîíå÷íèêîâ. Òîê ñìå- Ïåðåä ïåðâûì èçìåðåíèåì ñíà÷àëà
ùåíèÿ òå÷åò ÷åðåç ùóïû è çàêîðî÷åííûé íóæíî óñòàíîâèòü «íîëü ùóïîâ», ïðèêîñíóâ-
øèñü ùóïàìè ê ñõåìå â ìåñòå êîðîòêîãî çàìû-

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 95

Ðèñóíîê 1. Ìàëîïîòðåáëÿþùèé ïðèáîð äëÿ îáíàðóæåíèÿ êîðîòêèõ çàìûêàíèé. VBAT

96 U1 C1 1µF

LTC3103 10V X5R
(Ðåæèì CCM) 10 MODE 4-ïðîâîäíûå ùóïû
VIN 1
9 NC SW 2 L1 R6 PROBE_POS
1.0 1%
8 FB BST 3 C3 0.022µF 3.3µH C4 C5
GND 4 50V X7R 10µF + 470µF
7 RUN 10V 6.3V Ùóï (+) 100 ìÀ ìàêñ.
C2 1µF 6 VCC PGOOD 5PAD X5R 0.1 Â ìàêñ.

10V X5R
R1 11
10k 1%

R2 R3 Ùóï (–)

49.9k 1% 39.2k 1%
U6
TLV431 VBAT
1.24V
5V_REG
VR1
500k R5 C7 1000pF 5V_REG Âûêëþ÷åíèå çâóêà Q3
ëèí. 100k 1% 100V X7R MMBT3904
C8 0.47µF C13
Óñòàíîâêà 50V X7R R6 D1 1µF C19 10µF
÷àñòîòû BAS216WS 10V + 16V
R9 10 1% R7 X5R
ïðè 1k 1% 10k 1% Q2
çàêîðî÷åííûõ 5V_REG BC857

ùóïàõ 4– 5 R8
5V_REG
1 1M 1% U3-B U3-C U3-A 8
Q1 LVC3G14 LVC3G14 8 LVC3G14
3+ 2 U2 + C9 BC857 2 6 3 5 R11 17 2D Q5
OPA333 10µF 1 CLK Q3
16V VR2
C10 100k 1% C11 4 7 PRE 1k
2200pF 330pF 6 CLR
50V X7R C12 1µF ëèíåéíûé

5V_REG 100V 10V X5R U4 4 M2
NP0 LVC2G74 TE162005-2
VBAT

R15 U5 R7 Q5
10k 1% CD4066 10k 1% MMBT3904

U7 1 1A VDD 14 + C14 C20 10µF
TLV431 2 1B C1 13 10µF + 16V
1.24V 16V
+ C15 3 2A C4 12 VBAT Q4
10µF 5V_REG BC857
4 2B 4B 11
16V U8
MCP1804-5
5 C2 4A 10 Ïèòàíèå 3 VIN VOUT 1
SW1
6 C3 3B 9 GND
C16 + 2
7 VSS 3A 8 22µF
25V
ÑÕÅÌÛ Âõîä áàòàðåè
<20 ìÀ ïðè 9 Â

C17 390pF
50V NP0

êàíèÿ è íàñòðîèâ æåëàåìóþ ÷àñòîòó âðàùå- çîìêíóòû) ñîñòàâëÿåò ìåíåå 10 ìÀ, íî è ïðè
íèåì ïîäñòðîå÷íîãî ðåçèñòîðà VR1. Òîãäà çâóêå ðàçóìíîé ãðîìêîñòè òîê âñå ðàâíî îñòà-
ïðè ïåðåìåùåíèè ùóïîâ âäîëü ïðîâîäíèêà åòñÿ ìåíüøå 20 ìÀ. ÐË
÷àñòîòà áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ ïî ìåðå óäàëå-
íèÿ îò ìåñòà çàìûêàíèÿ èëè óìåíüøàòüñÿ Ññûëêè
ïðè ïðèáëèæåíèè. Ïîòåíöèîìåòð îáåñïå÷è-
âàåò áîëüøîé ÷àñòîòíûé äèàïàçîí; çíà÷åíèå 1. Jim Williams, "Measurement and Control Circuit
÷àñòîòû êàæäûé ìîæåò âûáðàòü ïî ñâîåìó Collection", Linear Technology, AN45
æåëàíèþ. Åñëè ñäåëàòü òàê, ÷òîáû ïðè çàêî-
ðî÷åííûõ ùóïàõ ÷àñòîòà ðàâíÿëàñü íóëþ, òî Ìàòåðèàëû ïî òåìå
÷óâñòâèòåëüíîñòü óñòðîéñòâà áóäåò ñîñòàâ-
ëÿòü 100 Ãö íà ìèëëèîì. Åñëè æå ïðè 0 Îì 1. Datasheet Texas Instruments CD4066B
÷àñòîòà áóäåò óñòàíîâëåíà ðàâíîé 1 êÃö, òî 2. Datasheet Analog Devices LTC3103
ñõåìà áóäåò èìåòü ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïîðÿäêà 3. Datasheet Texas Instruments SN74LVC2G74
1 êÃö íà ìèëëèîì. 4. Datasheet Texas Instruments SN74LVC3G14
5. Datasheet Microchip MCP1804
Òîê, ïîòðåáëÿåìûé â ðàáî÷åì ðåæèìå îò 6. Datasheet Texas Instruments OPA333
áàòàðåè 9 Â ïðè îòñóòñòâèè çâóêà (ùóïû ðà- 7. Datasheet Texas Instruments TLV431

Çàãðóçêè

Ôàéëû ïðîåêòà

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 97

Òîêîâàÿ ïåòëÿ 4-20 ìÀ

äëÿ ìèêðîêîíòðîëëåðîâ

Robert Most

EDN

ÒÒîêîâàÿ ïåòëÿ 4-20 ìÀ øèðîêî èñïîëüçó- ðåñóðñû ìèêðîêîíòðîëëåðà. Áîëüøèíñòâî
ìèêðîñõåì ñàìîãî íèçêîãî óðîâíÿ íå èìåþò
åòñÿ â ñèñòåìàõ óïðàâëåíèÿ íà ïðîèçâîä- âûäåëåííûõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ ïîðòîâ è
ñòâåííûõ ïðåäïðèÿòèÿõ. Äèñêðåòíàÿ ëîãèêà, òðåáóþò èõ ýìóëÿöèè íà âûâîäàõ îáùåãî
ìèêðîïðîöåññîðû è ìèêðîêîíòðîëëåðû íàçíà÷åíèÿ.
ëåãêî ïîêðûâàþò âñå ôóíêöèè öèôðîâîé
÷àñòè ñõåì óïðàâëåíèÿ, òàêèå êàê êîíöåâûå Íà Ðèñóíêå 1 ïðåäñòàâëåíà ñõåìà íåäîðî-
âûêëþ÷àòåëè, êíîïêè è ñèãíàëüíûå ëàìïû. ãîé àëüòåðíàòèâû, êîòîðàÿ íå òîëüêî îáåñïå-
Íî ïðè ïîäêëþ÷åíèè ê ïðèìèòèâíîìó ìèêðî- ÷èâàåò ïîääåðæêó âûõîäà 4-20 ìÀ, íî è âûðà-
êîíòðîëëåðó âûõîäà ïåòëè 4-20 ìÀ ìîãóò áàòûâàåò öèôðîâîé ñèãíàë îáðàòíîé ñâÿçè,
âîçíèêíóòü ñëîæíîñòè. Âñòðîåííûé àíàëîãî- óêàçûâàþùèé íà îáðûâ ïðîâîäà â òîêîâîé
öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü áûë áû íåïëî- ïåòëå. Îäèí âûõîäíîé ïîðò óñòàíàâëèâàåò
õèì ðåøåíèåì, íî â ìèêðîêîíòðîëëåðàõ òîê, à îäèí âõîäíîé ïîðò ñëåäèò çà îáðûâîì
«ýêîíîì êëàññà» òàêîãî óñòðîéñòâà èíîãäà ïðîâîäà òîêîâîé ïåòëè. Êîíòóð îáðàòíîé ñâÿ-
íåò. Ñóùåñòâóþò ìèêðîñõåìû ïîñëåäîâà- çè, êîíòðîëèðóþùèé öåëîñòíîñòü òîêîâîé
òåëüíûõ èíòåðôåéñîâ 4-20 ìÀ, íî îíè ïåòëè, äëÿ ðàáîòû ñàìîé òîêîâîé ïåòëè íå
äîâîëüíî äîðîãè è òðåáóþò ïðîãðàììèðîâà- íóæåí; äëÿ äàëüíåéøåé ýêîíîìèè çàòðàò åãî
íèÿ ïîñëåäîâàòåëüíîãî îáìåíà, îòíèìàÿ ìîæíî îïóñòèòü.

15 Â 15 Â 15 Â

100
1%

6_

100 1/2 7 680 Q3
1% 27k 2N3906
ÎÒ ÒÀÉÌÅÐÀ 8.2k 1M 5 TL032
ÏÐÎÖÅÑÑÎÐÀ 3+ 8 1 + IOUT
1/2 Q1
4.7 µF 2N3904 4
100k TL032
2_ Q2
2N3906

Ê 56k RL
ÂÕÎÄÍÎÌÓ 27 k
140
1% ÏÎÐÒÓ
ÏÐÎÖÅÑÑÎÐÀ

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà îáåñïå÷èâàåò êàê óïðàâëåíèå ïåòëåé 4-20 ìÀ, òàê è êîíòðîëü îáðûâà
ïðîâîäà òîêîâîé ïåòëè.

98 ÑÕÅÌÛ

Ñõåìà óïðàâëÿåòñÿ âûõîäíûì ñèãíàëîì âûáðàíû áèïîëÿðíûìè èç-çà èõ äåøåâèçíû,
ïðîñòîãî òàéìåðà ìèêðîêîíòðîëëåðà. Êîýô- íî èñïîëüçóÿ âìåñòî íèõ MOSFET, õàðàêòå-
ôèöèåíò çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ òàéìåðà ðèñòèêè ñõåìû ìîæíî íåìíîãî óëó÷øèòü.
îïðåäåëÿåò âûõîäíîé òîê ñõåìû. Âõîäíàÿ
RC-öåïü ïåðåä ïåðâûì îïåðàöèîííûì óñè- ×àñòü ýòîé ñõåìû, îòâå÷àþùàÿ çà êîí-
ëèòåëåì ïðåîáðàçóåò ïîñëåäîâàòåëüíîñòü òðîëü îáðûâà ïðîâîäà ïåòëè, ïîçâîëÿåò ìèê-
èìïóëüñîâ, ïîñòóïàþùèõ îò ïðîöåññîðà, òàê ðîêîíòðîëëåðó óçíàâàòü î âîçíèêíîâåíèè
÷òî îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü èíòåðïðåòèðóåò íåèñïðàâíîñòè íà ëèíèè. Òîãäà ïðîöåññîð
åå êàê ïîñòîÿííîå íàïðÿæåíèå. Êðîìå òîãî, ìîæåò ïîäàòü àâàðèéíûé ñèãíàë, ïðîèçâåñòè
ñõåìà ãàðàíòèðóåò, ÷òî ìèíèìàëüíîå âõîäíîå îòêëþ÷åíèå èëè âûïîëíèòü äðóãèå ôóíêöèè
íàïðÿæåíèå áóäåò áëèçêî ê 100 ìÂ, äàæå åñëè óïðàâëåíèÿ, ÷òîáû ñìÿã÷èòü âîçìîæíûå ïðî-
âõîä íàõîäèòñÿ ïîä ïîòåíöèàëîì çåìëè. Ýòî áëåìû áåçîïàñíîñòè. Ïðè âîçíèêíîâåíèè
ìèíèìàëüíîå íàïðÿæåíèå ãàðàíòèðóåò, ÷òî îáðûâà Q3 çàìûêàåò âåñü òîê ïåòëè íà îïåðà-
öåïü îáðàòíîé ñâÿçè ïåðâîãî îïåðàöèîííîãî öèîííûé óñèëèòåëü ÷åðåç ïåðåõîä áàçà-
óñèëèòåëÿ íå îêàæåòñÿ ïîäêëþ÷åííîé ê ïîëî- ýìèòòåð è ðåçèñòîð 680 Îì. Íàïðÿæåíèå,
æèòåëüíîé øèíå ïèòàíèÿ ïðè âûêëþ÷åíèè n- ïàäàþùåå íà ðåçèñòîðå 680 Îì, âêëþ÷àåò
p-n òðàíçèñòîðà Q1. À ïðè èñïîëüçîâàíèè äâó- òðàíçèñòîð Q2, è â åãî êîëëåêòîðíîé íàãðóçêå
ïîëÿðíîãî ïèòàíèÿ íàïðÿæåíèå òðàíçèñòîðà ôîðìèðóåòñÿ ñèãíàë «ëîã. 1» äëÿ ìèêðîêîí-
ïîëó÷àåò äîïîëíèòåëüíóþ âîçìîæíîñòü îïóñ- òðîëëåðà. Îáðàòèòå âíèìàíèå, ÷òî äëÿ ðàáî-
êàòüñÿ íèæå ïîòåíöèàëà çåìëè, ÷òî ïîçâîëÿ- òû ñõåìû èíäèêàöèè îáðûâà òðåáóåòñÿ òîê íå
åò åìó ðàáîòàòü â àêòèâíîé îáëàñòè è íå âõî- ìåíåå 1 ìÀ, ÷òî íèæå íîðìàëüíûõ 4 ìÀ, ñîîò-
äèòü â îãðàíè÷åíèå. âåòñòâóþùèõ «íóëþ» äëÿ ñèñòåìû óïðàâëå-
íèÿ äàííîãî òèïà.
Äèàïàçîí èçìåíåíèÿ òîêà ñõåìû óñòàíàâ-
ëèâàåòñÿ ýìèòòåðíûì ðåçèñòîðîì n-p-n òðàí- Âðåìÿ îòêëèêà íà ñòóïåí÷àòîå èçìåíåíèå
çèñòîðà Q1. Ïðè óïðàâëÿþùåì ñèãíàëå ìèêðî- ñèãíàëà ìèêðîêîíòðîëëåðà, ñîñòàâëÿåò ïðè-
êîíòðîëëåðà, ðàâíîì 5 Â, âûõîäíîé òîê ðàâåí ìåðíî 500 ìñ, ÷òî ïðèåìëåìî äëÿ áîëüøèí-
20 ìÀ. Ïðè çàçåìëåííîì âõîäå òîê ñîñòàâëÿåò ñòâà óñòðîéñòâ, óïðàâëÿåìûõ ïî òîêîâîé
ìåíåå 1 ìÀ. Ïðè êîýôôèöèåíòå çàïîëíåíèÿ ïåòëå 4-20 ìÀ, òàêèõ, íàïðèìåð, êàê ðåãóëèðó-
12.5% òîê ïåòëè ðàâåí 4 ìÀ è ñ óâåëè÷åíèåì þùèå êëàïàíû. Åñëè â âûáðàííîì ìèêðîêîí-
êîýôôèöèåíòà çàïîëíåíèÿ ëèíåéíî óâåëè÷è- òðîëëåðå åñòü àíàëîãî-öèôðîâîé ïðåîáðà-
âàåòñÿ äî ïîëíîé øêàëû. Õîòÿ ýòî ìîæåò áûòü çîâàòåëü, âðåìÿ îòêëèêà ìîæåò óìåíüøèòüñÿ
è íå îáÿçàòåëüíî, â áîëüøèíñòâå òîêîâûõ íà íåñêîëüêî ïîðÿäêîâ çà ñ÷åò èñêëþ÷åíèÿ
ïåòåëü îáðàòíûé ïðîâîä ïðåäïî÷èòàþò çàçåì- âõîäíîãî ôèëüòðà.  ñõåìå ñ îäíèì èñòî÷íè-
ëÿòü. Íàçíà÷åíèå âòîðîãî îïåðàöèîííîãî óñè- êîì ïèòàíèÿ âàæåí âûáîð îïåðàöèîííîãî
ëèòåëÿ ñîñòîèò â òîì, ÷òîáû îáðàçîâàòü èñòî÷- óñèëèòåëÿ. Ïðåæäå âñåãî, ýòî äîëæíà áûòü
íèê âûòåêàþùåãî òîêà, à íå âòåêàþùåãî, êàêî- ìèêðîñõåìà, ñïîñîáíàÿ ñîõðàíÿòü óñòîé÷è-
âûì ÿâëÿåòñÿ ïåðâûé êàñêàä, è, êðîìå òîãî, âîñòü ïðè íàïðÿæåíèÿõ, áëèçêèõ ê íàïðÿæå-
îáåñïå÷èòü çàçåìëåíèå îáðàòíîãî ïðîâîäà íèÿì øèí ïèòàíèÿ. ÐË
ïåòëè. Ýòó ôóíêöèþ îí âûïîëíÿåò ñîâìåñòíî ñ
p-n-p òðàíçèñòîðîì Q3, ïîäêëþ÷åííûì ê âåð- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
õíåé øèíå ïèòàíèÿ. Òðàíçèñòîðû Q1 è Q3
1. Datasheet Texas Instruments TL032

ÐàäèîËîöìàí 03,04-2021 99

Ïðîñòîå äîïîëíåíèå
ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü

âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì
DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ

Eugene Palatnik

Electronic Design

 ñòàíäàðòíûõ DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿõ  îáû÷íîì ïîíèæàþùåì DC/DC ïðåîáðà-
çîâàòåëå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå VOUT âûðà-
îáû÷íî ðåçèñòèâíûé äåëèòåëü çàäàåò ôèêñè- æàåòñÿ ôîðìóëîé
ðîâàííîå âûõîäíîå íàïðÿæåíèå. Îäíàêî â
òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ, êàê èñòî÷íèêè ïèòàíèÿ ñ VOUT = VFB æç R1+ R2 ö÷, (1)
ïðîãðàììèðóåìûì âûõîäíûì íàïðÿæåíèåì è R2 ø
è ñõåìû óïðàâëåíèÿ äâèãàòåëåì, òðåáóåòñÿ
äèíàìè÷åñêîå óïðàâëåíèå âûõîäíûì íàïðÿ- òî åñòü, åãî çíà÷åíèå çàôèêñèðîâàíî ñîïðî-
æåíèåì DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ. Îïèñàííàÿ òèâëåíèÿìè ðåçèñòîðîâ R1 è R2 (Ðèñóíîê 1).
çäåñü ñõåìà ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü âûõîäíûì
íàïðÿæåíèåì ïðåîáðàçîâàòåëÿ VOUT ñ Äîïîëíèòåëüíàÿ ñõåìà, ïîêàçàííàÿ íà
ïîìîùüþ íàïðÿæåíèÿ VC. Ðèñóíêå 2, ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü âûõîäíûì

C5 0.1 µF L1
2.2 µH
VIN 2 VIN 1
C2 BOOT D1
B230-13
10 µF U1 PH 8 VOUT

R9 3 EN TPS54332 C6 R1
20.5k 22 µF 20k
6 VFB 5
C3 COMP
820 pF
4 SS PGND 9

VFB

C4 R2
0.01 µF 10k

Ðèñóíîê 1. Âûõîäíîå íàïðÿæåíèå îáû÷íîãî ïîíèæàþùåãî DC/DC ïðåîáðàçîâàòåëÿ ôèêñèðîâàíî è
çàâèñèò îò îòíîøåíèÿ ñîïðîòèâëåíèé ðåçèñòîðîâ äåëèòåëÿ R1/R2.

100 ÑÕÅÌÛ