РадиоЛоцман 2019 №02

íàñòîÿùåå íåìåöêîå êà÷åñòâî

èíñòðóìåíò äëÿ
ðàçäåëêè êàáåëÿ
è ñíÿòèÿ èçîëÿöèè

êîíòðîëüíî-
èçìåðèòåëüíîå
îáîðóäîâàíèå

ïðîìûøëåííûå êîðïóñà
âûêëþ÷àòåëè
äàò÷èêè

êëåììû
íà DIN ðåéêó
è äëÿ ïå÷àòíûõ ïëàò

Òðåõöâåòíûé ñâåòîäèîä

èçëó÷àåò ñâåò

ëþáîãî öâåòà èëè îòòåíêà

Marián Štofka

EDN

ËËþáîé öâåò ÷åëîâå÷åñêèé ãëàç ìîæåò ÷åðåç ñèíèé, êðàñíûé è çåëåíûé ñâåòîäèîäû,
ìîæíî ñîçäàòü øèðîêóþ öâåòîâóþ ïàëèòðó.
âèäåòü êàê ñìåñü ñèíåãî, êðàñíîãî è çåëåíîãî.
Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 óïðàâëÿåò âñåìè öâåòà- Âûõîäû êîëëåêòîðîâ áèïîëÿðíûõ äèôôå-
ìè òðåõöâåòíîãî ñâåòîäèîäà Broadcom ðåíöèàëüíûõ êàñêàäîâ îáðàçóþò èñòî÷íèêè
ASMT-YTB0. Èçìåíÿÿ òîêè, ïðîõîäÿùèå òîêà. Êëàññè÷åñêèé ñèììåòðè÷íûé äèôôå-

9Â

ASMT-YTB0 ÎÏÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÂÛÕÎÄ
(ÑÌÅÑÜ R,G,B)

IC1

ÊÐÀÑÍ. ÇÅËÅÍ. ÑÈÍÈÉ
5.6k

IR IG IB

2.5 Â IC2 100 nF
Q4
Q5

82 nF + » IO – IB Q6 2.2k – V+ 0% ÊÐÀÑÍÛÉ
82 nF ADR1581 Q3 Q1 Q2 IC3B
ÈÎÍ RBB + 15k P2
IO 120 2.2k VB 15k
–
0% ÇÅËÅÍÛÉ
VREF
1.25 Â 2.2k

+ –
ADR1581 IC3A
+
–
V–

RBA ADA4091-2 100% ÑÈÍÈÉ

2.2k VA 15k P1

15k

0% ÑÈÍÈÉ

Ðèñóíîê 1. Ñ ïîìîùüþ ïîòåíöèîìåòðîâ P1 è P2 ìîæíî ðåãóëèðîâàòü öâåò èçëó÷àåìîãî ñâåòà.

52 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

ðåíöèàëüíûé êàñêàä ñ äâóìÿ îäèíàêîâûìè Ìîæíî äîñòè÷ü åùå áîëüøåé òî÷íîñòè, âñòà-
áèïîëÿðíûìè òðàíçèñòîðàìè ÿâëÿåòñÿ îñíî- âèâ îäèíàêîâûå ðåçèñòîðû ñ òàêèìè æå
âîé ïðàêòè÷åñêè âñåõ áèïîëÿðíûõ àíàëîãî- ñîïðîòèâëåíèÿìè, êàê ó RBA, ìåæäó èíâåðòè-
âûõ ìèêðîñõåì.  äàííîì ñëó÷àå, îäíàêî, ðóþùèìè âõîäàìè è âûõîäàìè îáîèõ ïîâòî-
äèôôåðåíöèàëüíûé êàñêàä àñèììåòðè÷åí; ðèòåëåé A è B. Áëàãîäàðÿ ýòîìó îøèáêè,
òîêè åãî êîëëåêòîðîâ ðàñïðåäåëåíû â ñîîò- ñîçäàâàåìûå âõîäíûì òîêîì ñìåùåíèÿ,
íîøåíèè 2:1 âìåñòî îáû÷íîãî ñîîòíîøåíèÿ óìåíüøàòñÿ äî îäíîé øåñòîé îò íàèõóäøåãî
1:1 ïðè ðàçíîñòè áàçîâûõ íàïðÿæåíèé 0 Â. Çà ñëó÷àÿ, òî åñòü, äî 1/600.
ñ÷åò ïîäêëþ÷åíèÿ òðåòüåãî îäèíàêîâîãî òðàí-
çèñòîðà Q3 ïàðàëëåëüíî Q1 òîêè ïëå÷ ýòîé Ïîòåíöèîìåòð P1 óïðàâëÿåò èíòåíñèâíîñ-
ñõåìû îòíîñÿòñÿ êàê 2:1. Îáùèé êîëëåêòîð òüþ ñèíåãî ñâåòîäèîäà. Â êðàéíåì âåðõíåì
ïàðàëëåëüíîé ïàðû òðàíçèñòîðîâ ïîäêëþ÷à- ïîëîæåíèè äâèæêà ýòîãî ïîòåíöèîìåòðà,
åòñÿ ê îáùåìó ýìèòòåðó äèôôåðåíöèàëüíî- êîãäà öâåò ñâå÷åíèÿ ñâåòîäèîäà íà 100%
ãî êàñêàäà Q4/Q5. Òàêèì îáðàçîì, ðàçíîñòè ñèíèé, òðàíçèñòîðû Q2 è Q3 çàêðûòû, èç-çà
áàçîâûõ íàïðÿæåíèé îáîèõ êàñêàäîâ ðàâíû ÷åãî Q4 è Q5 òàêæå îòêëþ÷åíû. Òàêèì îáðà-
0 Â, è êîëëåêòîðíûå òîêè IR, IG è IB ïðàêòè÷åñ- çîì, IO ïðîòåêàåò òîëüêî ÷åðåç Q2 è Q6. Ïîý-
êè ðàâíû. òîìó êðàñíûé è çåëåíûé ñâåòîäèîäû âûêëþ-
÷åíû. Êîãäà äâèæîê P1 íàõîäèòñÿ â ïîëîæå-
Äèôôåðåíöèàëüíûå êàñêàäû ïîçâîëÿþò íèè 0 Â, âûõîäíîé òîê èäåò òîëüêî ÷åðåç
ðåãóëèðîâàòü òîêè IR, IG è IB â äèàïàçîíå îò 0 ïàðàëëåëüíûå òðàíçèñòîðû Q1 è Q3 è ðàñ-
äî IO, ãäå ïðåäåëÿåòñÿ ìåæäó Q4 è Q5 â ïðîïîðöèè,
çàâèñÿùåé îò ïîëîæåíèÿì äâèæêà ïîòåíöèî-
IR + IG + IB » IO = 4.43 ìÀ. ìåòðà P2. Ïðè êðàéíåì âåðõíåì ïîëîæåíèè
äâèæêà P2 ñõåìà íà 100% èçëó÷àåò çåëåíûé
Ýòî çíà÷åíèå ÿâëÿåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíûì, ñâåò.  ïîëîæåíèè 0  öâåò ñâå÷åíèÿ ïîëíîñ-
ïîñêîëüêó èñòèííàÿ ñóììà IR + IG + IB íèæå íà òüþ êðàñíûé. Ïðîìåæóòî÷íûå ïîëîæåíèÿ
îòíîñèòåëüíóþ âåëè÷èíó 3/b, ãäå b – êîýôôè- äâèæêà äàþò ñìåñü êðàñíîãî è çåëåíîãî öâå-
öèåíò óñèëåíèÿ òîêà áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòî- òîâ. Ïðè óäàëåíèè ïîçèöèè äâèæêà P1 îò
ðîâ. Îòíîñèòåëüíàÿ îøèáêà ñîñòàâëÿåò çåìëè ñõåìà ôîðìèðóåò ñìåñü êðàñíîãî,
ìåíåå 1%. Òðàíçèñòîð Q6 óðàâíèâàåò êîëëåê- çåëåíîãî è ñèíåãî.
òîðíîå íàïðÿæåíèå Q2 ñ íàïðÿæåíèåì íà êîë-
ëåêòîðàõ Q1 è Q3. Òàêîå ðåøåíèå ñîõðàíÿåò Òðàíçèñòîðû Q1, Q2 è Q3 ñëåäóåò òî÷íî
ñîãëàñîâàííîñòü íàïðÿæåíèé áàçà-ýìèòòåð ïîäîáðàòü ïî õàðàêòåðèñòèêàì. Ðàçáðîñ
òðàíçèñòîðîâ Q1, Q2 è Q3. Íî áàçîâûå òîêè íàïðÿæåíèé áàçà-ýìèòòåð äîëæåí áûòü
áèïîëÿðíûõ òðàíçèñòîðîâ â ýòîì ñëó÷àå ìåíåå 1.5 ìÂ. Òàêèå æå òðåáîâàíèÿ äîëæíû
ìîãóò äîñòèãàòü 100 ìêÀ. Ïî ýòîé ïðè÷èíå áûòü ñîáëþäåíû â îòíîøåíèè ïàðû òðàíçèñ-
óïðàâëÿþùèå öâåòîì è îòòåíêîì íàïðÿæåíèÿ òîðîâ Q4/Q5. Òðåáîâàíèÿ, ïðåäúÿâëÿåìûå ê
VA è VB, êîòîðûå áåðóòñÿ ñ ðåçèñòèâíûõ Q6, ìåíåå ñòðîãè.  êà÷åñòâå Q1 - Q6 íåîáõî-
ïîòåíöèîìåòðîâ P1 è P2, ïîäàþòñÿ íà áàçû Q2 äèìî èñïîëüçîâàòü ñîãëàñîâàííûå ïàðû
è Q5 ÷åðåç âêëþ÷åííûå ïîâòîðèòåëÿìè áèïîëÿðíûõ NPN òðàíçèñòîðîâ.  êðàéíåì
íàïðÿæåíèÿ îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè IC3A è ñëó÷àå, ñîãëàñîâàííûìè ìîãóò áûòü Q1 - Q5, à
IC3B – äâå ïîëîâèíû ìèêðîñõåìû ADA4091-2, Q6 ìîæåò áûòü îäèíî÷íûì òðàíçèñòîðîì. Â
âûïóñêàåìîé Analog Devices. ADA4091-2 êîíöå êîíöîâ, âû ìîæåòå èñïîëüçîâàòü òðè
ïîòðåáëÿåò íèçêóþ ìîùíîñòü è èìååò âõîä- ïàðû ñîãëàñîâàííûõ òðàíçèñòîðîâ.ÐË
íîå íàïðÿæåíèå ñìåùåíèÿ ìåíåå 500 ìê ñ
òèïîâûì çíà÷åíèåì 80 ìêÂ. Ìàòåðèàëû ïî òåìå

Ìàêñèìàëüíûé âõîäíîé òîê ADA4091-2 1. Datasheet Analog Devices ADA4091-2
ðàâåí 65 íÀ, ÷òî íå ñîçäàåò ñóùåñòâåííîãî
ïàäåíèÿ íàïðÿæåíèÿ íà ðåçèñòîðàõ RBA è RBB. 2. Datasheet Analog Devices ADR1581
Ýòî ïàäåíèå ñîñòàâëÿåò ìåíåå 130 ìêÂ.
3. Datasheet Broadcom ASMT-YTB0

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 53

Ïðåöèçèîííûé

ïðîãðàììèðóåìûé

èñòî÷íèê òîêà, óïðàâëÿåìûé
öèôðîâûì ïîòåíöèîìåòðîì

Peter Khairolomour

Electronic Design

ÑÑõåìà, ïîêàçàííàÿ íà Ðèñóíêå 1, ðåàëèçó-  íà÷àëüíîì ïîëîæåíèè äâèæêà öèôðîâî-

åò ïðîãðàììèðóåìûé ïðåöèçèîííûé èñòî÷- ãî ïîòåíöèîìåòðà, ãäå VWB » 0 Â, ïàäåíèå
íèê òîêà 0–20 ìÀ. REF192 – íèçêîâîëüòíûé íàïðÿæåíèÿ íà RSET áóäåò áëèçêî ê 0 Â, è òîê
èñòî÷íèê îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ 2.5  (U1), íå áóäåò òå÷ü ÷åðåç íàãðóçêó. Âûõîäíîå
ñïîñîáíûé îòäàâàòü âûòåêàþùèé òîê äî íàïðÿæåíèå îïîðíîãî èñòî÷íèêà òàêæå áóäåò
30 ìÀ. Öèôðîâîé ïîòåíöèîìåòð AD5280 (U2) áëèçêî ê íóëþ, ïîýòîìó ïîòåíöèàë óçëà GND
óïðàâëÿåò ñîîòíîøåíèåì ñîïðîòèâëåíèé áóäåò ðàâåí –2.5 Â. Â âåðõíåì ïîëîæåíèè
ïëå÷ äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ îïîðíîãî èñòî÷- äâèæêà öèôðîâîãî ïîòåíöèîìåòðà ïîòåíöè-
íèêà. Îïåðàöèîííûé óñèëèòåëü OP1177 (U3) àë óçëà GND áóäåò ñìåùåí äî íàïðÿæåíèÿ
çàìûêàåò ïåòëþ îáðàòíîé ñâÿçè, ñòðåìÿñü VL, è íàïðÿæåíèå íà âûõîäå îïîðíîãî èñòî÷-
ñâåñòè ê íóëþ ðàçíîñòü íàïðÿæåíèé VL è VW. íèêà, ñîîòâåòñòâåííî, óñòàíîâèòñÿ íà óðîâíå

+5 Â

Vin Vout 0 Â … (2.50 + VL) A VW RSET
W 125
U1 +5 Â Vdd
REF192 1 µF
4.7 µF

GND

–5 Â Vss B +5 Â VL
U2 VWB
P1 IL
AD5280 U3 – Íàãðóçêà
V+
–2.5 Â … VL P2
OP1177
V– + Ìàêñ. 75 Îì 0

–5 Â

Ðèñóíîê 1.  ýòîò ïðåöèçèîííîì ïðîãðàììèðóåìîì èñòî÷íèêå òîêà 0-20 ìÀ èñïîëüçîâàí öèôðî-
âîé ïîòåíöèîìåòð (U2), óïðàâëÿþùèé ñîîòíîøåíèåì ñîïðîòèâëåíèé ïëå÷ äåëèòåëÿ íàïðÿæåíèÿ
îïîðíîãî èñòî÷íèêà.

54 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

+5 Â +5 Â
4.7 µF
Vin Vout 2.5 Â … (2.50 + VL)
U1
+5 Â
AD1582
1 µF GND A – V+ P1
GND +5 Â W NDS0610
AD8532
Vdd B
U2 + V–
U3a
AD5160

0 … VL +5 Â RSET
25
–
V+ VL
AD8532
V– +

U3b

Ìàêñ. 20 Îì Íàãðóçêà IL

Ðèñóíîê 2. Ýòîò ïðåöèçèîííûé ïðîãðàììèðóåìûé èñòî÷íèê òîêà 0-100 ìÀ ìîæåò èñïîëüçîâàòü-
ñÿ, íàïðèìåð, äëÿ óïðàâëåíèÿ ëàçåðíûìè äèîäàìè.

2.50 Â + VL. Ðàçäåëèâ íàïðÿæåíèå ìåæäó æíû îáðàùàòü âíèìàíèå íà ñîïðîòèâëåíèå
âûâîäàìè B è W (VREF × D/2N) íà RSET, ìîæíî íàãðóçêè, ïîñêîëüêó ñ åãî óâåëè÷åíèåì óâåëè-
ïîëó÷èòü îáùåå óðàâíåíèå äëÿ òîêà íàãðóç- ÷èâàåòñÿ íàïðÿæåíèå VL, êîòîðîå íå ìîæåò
âûéòè çà ïðåäåëû øèí ïèòàíèÿ îïåðàöèîííî-
êè. RSET îïðåäåëÿåò äèàïàçîí âîçìîæíûõ ãî óñèëèòåëÿ. Êðîìå òîãî, îò VL çàâèñèò
òîêîâ íàãðóçêè íàïðÿæåíèå íà âûâîäå GND ìèêðîñõåìû
REF192, êîòîðîå îãðàíè÷èâàåò ðàáî÷èé äèà-
IL = (VREF × D) 2N , (1) ïàçîí ñõåìû.
RSET
Ïîêàçàííûé íà Ðèñóíêå 2 ïðåöèçèîííûé
ãäå ïðîãðàììèðóåìûé èñòî÷íèê òîêà 0-100 ìÀ ñ
îäíîïîëÿðíûì ïèòàíèåì ìîæåò èñïîëüçî-
VREF – íîìèíàëüíîå îïîðíîå íàïðÿæåíèå âàòüñÿ â òàêèõ ïðèëîæåíèÿõ, êàê äðàéâåðû
REF192, ëàçåðíûõ äèîäîâ è ïåðåñòðàèâàåìûå ëàçå-
ðû, êîòîðûì òðåáóåòñÿ ñî÷åòàíèå ïîâûøåí-
D – äåñÿòè÷íûé ýêâèâàëåíò âõîäíîãî êîäà íîãî òîêà è âûñîêîé òî÷íîñòè. Ñ ýòîé ñõåìîé
AD5280, âñÿ ñèñòåìà ìîæåò ðàáîòàòü îò îäíîïîëÿðíî-
ãî èñòî÷íèêà +5 Â, â îòëè÷èå îò ïðåäûäóùåé
N – ðàçðåøåíèå AD5280. ñõåìû, êîòîðîé òðåáîâàëîñü ïèòàíèå ±5 Â.

Äëÿ äîñòèæåíèÿ ìàêñèìàëüíîé ýôôåê- Ýòî ïðåèìóùåñòâî îáóñëîâëåíî òåì, ÷òî
òèâíîñòè âûáèðàéòå ñàìîå íèçêîå ñîïðîòèâ- íàïðÿæåíèå íà âûâîäå çåìëè èñòî÷íèêà îïîð-
ëåíèå RSET è ñàìîå íèçêîå íàïðÿæåíèå VREF, íîãî íàïðÿæåíèÿ AD1582 òåïåðü èçìåíÿåòñÿ
ïðè êîòîðîì åùå âîçìîæíî îáåñïå÷èòü òðå- ñòðîãî â ïîëîæèòåëüíîé îáëàñòè.  ðåçóëüòà-
áóåìûé âûõîäíîé òîê. òå ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü
öèôðîâîé ïîòåíöèîìåòð è îïåðàöèîííûå
Ïðè RSET = 124.03 Îì è çíà÷åíèÿõ ñîïðî- óñèëèòåëè ñ îäíîïîëÿðíûì ïèòàíèåì –
òèâëåíèÿ íàãðóçêè, ðàâíûõ 24.85 Îì, AD5160 è AD8532, ñîîòâåòñòâåííî.
51.093 Îì è 75.05 Îì, ïðîâåäåííûå ëàáîðà-
òîðíûå èçìåðåíèÿ çàâèñèìîñòè âûõîäíîãî Òî æå ñàìîå îáùåå óðàâíåíèå òîêà (1) ïðè-
òîêà îò 8-áèòíîãî óïðàâëÿþùåãî êîäà öèôðî- ìåíèìî è ê ýòîé ñõåìå. Ïðè RSET = 24.82 Îì è
âîãî ïîòåíöèîìåòðà ïîêàçàëè áëèçêîå ñîîò- ñîïðîòèâëåíèÿõ íàãðóçêè, ðàâíûõ 5.185 Îì,
âåòñòâèå ñ èäåàëüíîé çàâèñèìîñòüþ, îïèñû- 14.946 Îì è 19.97 Îì, ïðîâåäåííûå ëàáîðà-
âàåìîé óðàâíåíèåì (1). Ïîëüçîâàòåëè äîë-

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 55

òîðíûå èçìåðåíèÿ çàâèñèìîñòè âûõîäíîãî öåïü îáðàòíîé ñâÿçè, äîáàâëÿåò äîïîëíè-
òîêà îò 8-áèòíîãî óïðàâëÿþùåãî êîäà öèôðî- òåëüíóþ èíâåðñèþ ñèãíàëà, îáåñïå÷èâàÿ â
âîãî ïîòåíöèîìåòðà, îïÿòü æå, ïîêàçàëè áëèç- ïåòëå îáùóþ îòðèöàòåëüíóþ îáðàòíóþ
êîå ñîîòâåòñòâèå ñ èäåàëüíîé çàâèñèìîñòüþ, ñâÿçü.  çàêëþ÷åíèå ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî
ïðåäñêàçàííîé óðàâíåíèåì (1). äëÿ óìåíüøåíèÿ íàïðÿæåíèÿ îøèáêè äåëèòå-
ëÿ, âíîñèìîé íåèäåàëüíîñòüþ ñîïðîòèâëå-
Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî èñïîëüçîâàëñÿ p- íèÿ öèôðîâîãî ïîòåíöèîìåòðà è åãî äâèæêà,
êàíàëüíûé MOSFET, à íå n-êàíàëüíûé. Ïðè èñïîëüçîâàëàñü âåðñèÿ AD5160 ñ ñîïðîòèâ-
èñïîëüçîâàíèè n-êàíàëüíîãî MOSFET íàïðÿ- ëåíèåì 100 êÎì. ÐË
æåíèå èñòîêà óâåëè÷èâàëîñü áû ñ ðîñòîì òîêà,
÷òî ïðèâîäèëî áû ê óìåíüøåíèþ íàïðÿæåíèÿ Ìàòåðèàëû ïî òåìå
çàòâîð-èñòîê. Ýòî îãðàíè÷èâàëî áû òîê ñòîêà,
ïðîòèâîðå÷à íàçíà÷åíèþ ñõåìû. P-êàíàëüíûé 1. Datasheet Analog Devices AD1582
MOSFET íå ïîäâåðæåí òàêîé ïðîáëåìå, òàê
êàê åãî èñòîê ïîäêëþ÷åí ê øèíå ïèòàíèÿ. 2. Datasheet Analog Devices AD5160

Íà ïåðâûé âçãëÿä ìîæåò ïîêàçàòüñÿ, ÷òî p- 3. Datasheet Analog Devices AD8532
êàíàëüíûé ÌÎÏ-òðàíçèñòîð è AD8532 îáðà-
çóþò ñèñòåìó ñ ïîëîæèòåëüíîé îáðàòíîé 4. Datasheet Analog Devices OP1177
ñâÿçüþ. Îäíàêî òðàíçèñòîð, âêëþ÷åííûé â
5. Datasheet Analog Devices REF192

6. Datasheet Fairchild NDS0610

56 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS/GSM

ñïåöèàëèçèðîâàííûé âèäåîðåãèñòðàòîð äëÿ àâòîòðàíñïîðòà
íàäåæíî ñõîõðàíÿåò è âîñïðîèçâîäèò âèäåî- è àóäèîèíôîðìàöèþ,

ìàðøðóò äâèæåíÿ, âûïîëíÿåò îõðàííûå ôóíêöèè
âî âðåìÿ ñòîÿíêè è ïåðåäàåò èíôîðìàöèþ ïî GSM

òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè
ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ è ÎÊÎ Àðõèâ ÀÂÒÎ GPS

ÎÊÎ Ìîáàéë 3G

âèäåîðåãèñòðàòîð ñ âîçìîæíîñòüþ
ïåðåäà÷è âèäåî ïî áåñïðîâîäíûì ñåòÿì 3G
òàêæå â ïðîäàæå ìîäåëè
ÎÊÎ Ìîáàéë è ÎÊÎ Ìîáàéë II - ïåðåäà÷à âèäåî ïî GSM

ÂÈÄÅÎÐÅÃÈÑÒÐÀÒÎÐÛ ÑÅÐÈÈ “ÎÊÎ ÀÐÕÈ”

ïîñòðîåíèå ïðîñòîé, íàäåæíîé, àâòîíîìíîé ñèñòåìû âèäåîíàáëþäåíèÿ äëÿ ÷àñòíîãî è êîììåð÷åñêîãî ñåêòîðîâ

ÎÊÎ Àðõèâ 4NET ÎÊÎ Àðõèâ 4NET LE ÎÊÎ Àðõèâ LITE CF

ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet ïîäêëþ÷åíèå ïî LAN/internet çàïèñü íà êàðòó Compact Flash
ñìåííûé æåñòêèé äèñê âñòðîåííûé æåñòêèé äèñê

ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÛÅ ÈÍÑÒÐÓÌÅÍÒÛ ÄËß ÂÈÄÅÎÍÀÁËÞÄÅÍÈß

“Äåöèìà”
Ìîñêâà, Çåëåíîãðàä, ïðîåçä 4922, äîì 4, ñòðîåíèå 1
òåë: +7 (495) 988 48 58

http://www.decima.ru

MOSFET

â íèçêîâîëüòíûõ

ñõåìàõ çàùèòû
îò îáðàòíîãî íàïðÿæåíèÿ

Jim Walker

Electronic Design

ÊÊîãäà íàäî çàùèòèòü ñõåìó îò îáðàòíîãî íî áîëåå íèçêèì ïàäåíèåì íàïðÿæåíèÿ,
ìîæåò âûïîëíÿòü MOSFET (Ðèñóíîê 1á).
íàïðÿæåíèÿ ñî ñòîðîíû âõîäà ïèòàíèÿ, îáû÷-
íî èñïîëüçóåòñÿ ïîñëåäîâàòåëüíûé äèîä Èñïîëüçîâàëñÿ ñäâîåííûé p-êàíàëüíûé
(Ðèñóíîê 1à).Îäíàêî åñëè âõîäíîå íàïðÿæå- ïðèáîð IRF7342, îáà MOSFET êîòîðîãî áûëè
íèå íèçêîå – ñêàæåì, ýòî äâå èëè òðè áàòàðåè âêëþ÷åíû ïàðàëëåëüíî, è èñòî÷íèê ïèòàíèÿ
AA, – ïàäåíèå 0.5  íà äèîäå Øîòòêè ìîæåò 3 Â. Ïðè òîêå íàãðóçêè 100 ìÀ ïàäåíèå íàïðÿ-
çíà÷èòåëüíî ñîêðàòèòü ïîëåçíîå âðåìÿ ñëóæ- æåíèÿ áûëî ðàâíî 100 ìÂ. Ïðè âõîäíîì
áû áàòàðåé. Ôóíêöèþ äèîäà, íî ñî çíà÷èòåëü- íàïðÿæåíèè 4.5  è òîêå íàãðóçêè 100 ìÀ ïîòå-

Ñ È
Íàãðóçêà
+ +
– Íàãðóçêà Ç
È
(à) –
n-êàíàëüíûé p-êàíàëüíûé 0.1 ìêÔ
Ç Íàãðóçêà
+ (á)
– Ñ

(â) Ñ Ç + 1M
È Íàãðóçêà –

p-êàíàëüíûé
(ã)

Ðèñóíîê 1. Äëÿ çàùèòû îò íàïðÿæåíèÿ îáðàòíîé ïîëÿðíîñòè îáû÷íî èñïîëüçóåòñÿ äèîä (à). Ïî
ñðàâíåíèþ ñ äèîäîì ñõåìà íà MOSFET èìååò íàìíîãî ìåíüøåå ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ (á). Åñëè òðå-
áóåòñÿ çàùèòà â íèæíåì ïëå÷å ñõåìû, ìîæíî èñïîëüçîâàòü n-êàíàëüíûé MOSFET (â). Äîáàâëåíèå
ðåçèñòîðà è êîíäåíñàòîðà îáåñïå÷èâàåò ôóíêöèþ «ïëàâíîãî âêëþ÷åíèÿ» (ã).

58 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

ðè ñîñòàâèëè âñåãî 50 ìÂ. Åñëè òðåáóåòñÿ äîïîëíèòåëüíûé êîíäåíñàòîð è îäèí ðåçèñ-
çàùèòà â íèæíåì ïëå÷å ñõåìû, ìîæíî òîð (Ðèñóíîê 1ã). Ïîêàçàííûå íà ñõåìå íîìè-
èñïîëüçîâàòü ñäâîåííûé n-êàíàëüíûé íàëû êîìïîíåíòîâ äîáàâëÿþò ê çàäåðæêå
MOSFET IRF7341, òàêæå ñîåäèíèâ òðàíçèñ- âêëþ÷åíèÿ ïðèìåðíî 100 ìñ, ïîñêîëüêó ïåðå-
òîðû ïàðàëëåëüíî (Ðèñóíîê 1â). Ïðè íàïðÿ- õîä MOSFET èç âûêëþ÷åííîãî ñîñòîÿíèÿ â
æåíèè èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ 3  è òîêå íàãðóçêè ïîëíîñòüþ âêëþ÷åííîå ïðîèñõîäèò â ëèíåé-
100 ìÀ ïîòåðè ñîñòàâëÿþò 40 ìÂ. Ïðè âõîä- íîì ðåæèìå. ÐË
íîì íàïðÿæåíèè 4.5  è òîêå íàãðóçêè 100 ìÀ
íà ýòîé ñõåìå ïàäàåò âñåãî 25 ìÂ. Ìàòåðèàëû ïî òåìå

Äëÿ òîãî ÷òîáû äîáàâèòü ôóíêöèþ «ïëàâ- 1. Datasheet International Rectifier IRF7341
íîãî âêëþ÷åíèÿ», ïîòðåáóåòñÿ ëèøü îäèí
2. Datasheet International Rectifier IRF7342

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 59

Ñõåìà

äëÿ îäíîâðåìåííîãî

èñïîëüçîâàíèÿ

èíòåðôåéñîâ I2C è SPI

â ìèêðîêîíòðîëëåðàõ PIC

Soumitra Bhattacharjee

EDN

ÂÂ ìèêðîêîíòðîëëåðàõ PIC ïîñëåäîâàòåëü- Îïèñàííàÿ íèæå ñõåìà áûëà ðàçðàáîòàíà
äëÿ ïîðòàòèâíîãî ïðèáîðà, èñïîëüçóþùåãî
íûå øèíû I2C è SPI ìóëüòèïëåêñíî äåëÿò 28-âûâîäíîé ìèêðîêîíòðîëëåð PIC îò
îäíè è òå æå âûâîäû ìîäóëÿ MSSP (master Microchip Technology. Íà ïëàòå ïðèáîðà áûëè
synchronous serial port). Íèêàêèõ ïðîáëåì ïðè óñòàíîâëåíû ÷àñû ðåàëüíîãî âðåìåíè,
èñïîëüçîâàíèè íè îäíîãî, íè äðóãîãî èíòåð- EEPROM è ÆÊ-èíäèêàòîð ñ èíòåðôåéñîì I2C,
ôåéñà îáû÷íî íå âîçíèêàåò. Íî ÷òî, åñëè à òàêæå öèôðîâîé ïîòåíöèîìåòð è êàðòà
îäíîâðåìåííî ïîíàäîáÿòñÿ îáà ïåðèôåðèé- ïàìÿòè microSD ñ èíòåðôåéñîì SPI.
íûõ óñòðîéñòâà îäíîãî ìèêðîêîíòðîëëåðà?

SCK/SCL Ñ BSS138/2N7000 Ñ VCC
×4
SDA/SDI Ïîäòÿãèâàþùèå
SPI_EN ÇÈ ÇÈ ðåçèñòîðû
I2C_EN 2.2…4.7 êÎì
ÇÈ Ñ
Ç SCL
FET-DI Ñ
È Øèíà I2C

SDA

Ìèêðîêîíòðîëëåð PIC SDI SCK
Øèíà SPI

Ðèñóíîê 1. Ýòà ñõåìà ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü øèíû SPI è I2C íà îäíèõ è òåõ æå
âûâîäàõ ïåðèôåðèéíîãî ïîðòà.

60 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

Ñõåìà íà Ðèñóíêå 1 ïîçâîëÿåò áåç ñóùåñ- Ðèñóíîê 2. Ðåàëüíîå óñòðîéñòâî â ðàáîòå;
òâåííîãî óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà êîìïîíåíòîâ èíòåðôåéñíûå øèíû ïåðåêëþ÷àþòñÿ àâòî-
èñïîëüçîâàòü øèíû SPI è I2C, çàäåéñòâîâàâ ìàòè÷åñêè.
äâà äîïîëíèòåëüíûõ âûâîäà GPIO è äîáàâèâ
âñåãî ÷åòûðå MOSFET. Èñïîëüçîâàííûå êàì MOSFET ñî ñòîðîíû øèíû I2C íåîáõîäè-
íàìè MOSFET ÿâëÿþòñÿ ëåãêîäîñòóïíûìè N- ìî ïîäêëþ÷èòü ïîäòÿãèâàþùèå ðåçèñòîðû. ÐË
êàíàëüíûìè ïðèáîðàìè ñ ëîãè÷åñêèìè óðîâ-
íÿìè óïðàâëåíèÿ. Íàïðèìåð, õîðîøî ïîäõî- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
äÿò òðàíçèñòîðû 2N7000 è BSS138, âûïóñêà-
åìûå ON Semiconductor. Âàðèàíòû ñõåìû ñ 1. Datasheet ON Semiconductor 2N7000
îáîèìè MOSFET áûëè ïðîâåðåíû è ïðîäå- 2. Datasheet ON Semiconductor BSS138
ìîíñòðèðîâàëè íàäåæíóþ ðàáîòó.

Ïî êîìàíäàì ìèêðîêîíòðîëëåðà, â ñîîòâå-
òñòâèè ñ âûáðàííûì ïåðèôåðèéíûì óñòðî-
éñòâîì, ýòè MOSFET êîììóòèðóþò ìóëüòèï-
ëåêñèðîâàííûå âûâîäû SCK/SCL è SDA/SDI.
Ïðîãðàììà ìèêðîêîíòðîëëåðà äî èíèöèàëè-
çàöèè ñîîòâåòñòâóþùåé øèíû âêëþ÷àåò òðå-
áóåìóþ ïåðèôåðèþ ïóòåì óñòàíîâêè âûñîêî-
ãî óðîâíÿ íà îäíîì âûâîäå GPIO è íèçêîãî íà
äðóãîì.

Ñõåìà î÷åíü ïðîñòà: ñòîêè MOSFET ñîåäè-
íåíû ñ âûâîäàìè ìèêðîïðîöåññîðà, çà èñêëþ-
÷åíèåì òðàíçèñòîðà FET-DI (MOSI), ó êîòîðîãî
ê ìèêðîêîíòðîëëåðó ïîäêëþ÷åí èñòîê. Ê èñòî-

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 61

Êîììóòàòîð

óïðîùàåò âíóòðèñõåìíîå
ïðîãðàììèðîâàíèå

Eric Schlaepfer

Electronic Design

ÌÌíîãèå óñòðîéñòâà òðåáóþò ïðîãðàììèðî- øèíà òàêæå ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ äëÿ äðó-
ãîé ôóíêöèè.
âàíèÿ ÷åðåç ïîñëåäîâàòåëüíóþ øèíó, íàïðè-
ìåð, ÷åðåç I2C. Ïðîãðàììèðîâàíèå ìîæåò Î÷åíü ïðîñòî ðåàëèçîâàòü ýòó äâîéíóþ
ôóíêöèþ ìîæíî ñ ïîìîùüþ àíàëîãîâîãî ìóëü-
âûïîëíÿòüñÿ íà ýòàïå îêîí÷àòåëüíîãî òåñòè- òèïëåêñîðà (Ðèñóíîê 1). Ìóëüòèïëåêñîð ïðåä-
ñòàâëÿåò ñîáîé äâóíàïðàâëåííûé àíàëîãî-
ðîâàíèÿ, ïîñëå òîãî êàê ïå÷àòíàÿ ïëàòà áóäåò âûé ïåðåêëþ÷àòåëü (MAX4525).  íîðìàëü-
íîì ðåæèìå ðàáîòû åãî âõîä ïîäòÿãèâàåòñÿ ê
ñîáðàíà. Âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ êîíòàêòû, çåìëå ðåçèñòîðîì R1, áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîñëå-

èñïîëüçóåìûå äëÿ ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ìîãóò

çàòåì ïîòðåáîâàòüñÿ äëÿ ÷åãî-òî äðóãîãî âî

âðåìÿ íîðìàëüíîé ðàáîòû. Ôàêòè÷åñêè, ñàìà

3.3 Â

VCC VCC Ê äðóãèì öåïÿì
1 R1
SDA 0
Ïðîãðàììè- 1
0
ðóåìîå
óñòðîéñòâî MAX4525

SCL Ðàçúåì
ïðîãðàììèðîâàíèÿ

Ðèñóíîê 1. Ìóëüòèïëåêñîð íà îñíîâå àíàëîãîâîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ ïîçâîëÿåò èñïîëü-
çîâàòü äâå ëèíèè (SDA è SCL) íà ïëàòå ïðîãðàììèðóåìîãî óñòðîéñòâà äëÿ äâóõ
öåëåé.  ðåæèìå ïðîãðàììèðîâàíèÿ îíè ïîäêëþ÷àþòñÿ ê ðàçúåìó ïðîãðàììèðîâàíèÿ,
à â íîðìàëüíîì ðåæèìå ïîäêëþ÷àþòñÿ ê äðóãèì öåïÿì.

62 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

äîâàòåëüíûå ëèíèè ñîåäèíÿþòñÿ ñ îñòàëü- òÿãèâàþùèå ðåçèñòîðû. Äîëæíî òàêæå ó÷èòû-
íîé ÷àñòüþ ñõåìû.  ðåæèìå ïðîãðàììèðîâà- âàòüñÿ âëèÿíèå ïîñëåäîâàòåëüíîãî ñîïðî-
íèÿ íà âûâîä, ïîäêëþ÷åííûé ê óïðàâëÿþùå- òèâëåíèÿ, äîáàâëåííîãî ìóëüòèïëåêñîðîì,
ìó âõîäó ìóëüòèïëåêñîðà, ÷åðåç ðàçúåì ïðè- íà ðàáîòó äðóãèõ öåïåé íà ïëàòå. ×òîáû íå
õîäèò ñèãíàë âûñîêîãî óðîâíÿ, â ðåçóëüòàòå äîïóñòèòü îòêðûâàíèÿ âõîäíûõ äèîäîâ ýëåê-
÷åãî ìóëüòèïëåêñîð ïîäêëþ÷àåò âûâîäû ê òðîñòàòè÷åñêîé çàùèòû, óðîâíè ñèãíàëîâ
ðàçúåìó ïðîãðàììèðîâàíèÿ. ïðîãðàììàòîðà íà ïîñëåäîâàòåëüíûõ ëèíèÿõ
íå äîëæíû âûõîäèòü çà ïðåäåëû íàïðÿæåíèé
Øèíà I2C òðåáóåò óñòàíîâêè íà ïëàòå ïîä- øèí ïèòàíèÿ ìèêðîñõåìû MAX4525. ÐË
òÿãèâàþùèõ ðåçèñòîðîâ äëÿ îñòàëüíûõ
öåïåé ñõåìû. Ïðîãðàììàòîð óñòðîéñòâà, êîòî- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ðûé ïîäêëþ÷àåòñÿ ê ðàçúåìó ïðîãðàììèðî-
âàíèÿ, äîëæåí èìåòü ñâîè ñîáñòâåííûå ïîä- 1. Datasheet Maxim Integrated MAX4525

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 63

Îãðàíè÷èòåëü

ïîñòîÿííîãî òîêà,

óïðàâëÿåìûé îáðàòíîé ñâÿçüþ

Ilija Uzelac

Electronic Design

ÝÝòà ñõåìà ñ öåïüþ îáðàòíîé ñâÿçè, â êîòî-  ýòîì óíèâåðñàëüíîì îãðàíè÷èòåëå òîêà
âåðõíåãî ïëå÷à èñïîëüçóåòñÿ óïðàâëåíèå ñ
ðîé èñïîëüçîâàíî íåñêîëüêî ñòàíäàðòíûõ îòðèöàòåëüíîé îáðàòíîé ñâÿçüþ, îñíîâàííîå
äèñêðåòíûõ êîìïîíåíòîâ, îáåñïå÷èâàåò îãðà- íà îáùèõ ïðèíöèïàõ êîíòðîëÿ ïðîöåññîâ
íè÷åíèå òîêà íà óðîâíå, óñòàíîâëåííîì (Ðèñóíîê 1). Ïðàêòè÷åñêàÿ ðåàëèçàöèÿ ñõåìû
ïîëüçîâàòåëåì. Êðîìå òîãî, ôóíêöèÿ îãðàíè- ïîêàçàíà íà Ðèñóíêå 2. Çäåñü êîíòðîëèðóå-
÷åíèÿ ìîæåò âêëþ÷àòüñÿ è âûêëþ÷àòüñÿ ìûì ïðîöåññîì ÿâëÿåòñÿ âûõîäíîé òîê, âåëè-
÷åðåç îïòîèçîëÿòîð ïî âíåøíåé öèôðîâîé ÷èíà êîòîðîãî ïî÷òè ðàâíà âõîäíîìó òîêó.
ëèíèè óïðàâëåíèÿ, íàïðèìåð, âûõîäíûì ñèã- Èçìåðåíèå âûïîëíÿåòñÿ íà òîêîèçìåðèòåëü-
íàëîì ìèêðîêîíòðîëëåðà. íîì ðåçèñòîðå R1. Ñîïðîòèâëåíèå ýòîãî
ðåçèñòîðà çàäàåò çíà÷åíèå ïîðîãà (ìàêñè-
Ñõåìà îãðàíè÷åíèÿ òîêà ÷àñòî íåîáõîäè- ìàëüíî äîïóñòèìûé òîê).
ìà äëÿ òîãî, ÷òîáû çàùèòèòü íàèáîëåå äîðî-
ãèå êîìïîíåíòû ñõåìû îò âîçäåéñòâèÿ ïåðå- P-n-p òðàíçèñòîð Q1 ïðåäñòàâëÿåò êîí-
õîäíûõ ïðîöåññîâ, òàêèõ êàê ñêà÷êè òîêà, êîòî- òðîëëåð íà Ðèñóíêå 1, à åãî êîëëåêòîðíûé òîê
ðûå âîçíèêàþò, êîãäà èñòî÷íèê ïèòàíèÿ ICQ1 – ñèãíàë p. Ðåçèñòîð R3 è p-êàíàëüíûé
óïðàâëÿåò áîëüøîé åìêîñòíîé íàãðóçêîé, MOSFET Q2 îáðàçóþò óïðàâëÿþùèé ýëå-
èëè êîãäà Í-ìîñò çàïóñêàåò èíäóêòèâíûé äâè- ìåíò. Íåîáõîäèìî ïîä÷åðêíóòü, ÷òî êîíòðîë-
ãàòåëü, à òàêæå äëÿ òîãî, ÷òîáû êîíòðîëèðî- ëåð íå âûïîëíÿåò ñ ýëåìåíòîì óïðàâëåíèÿ
âàòü òîê ñõåìû ïèòàíèÿ ñâåòîäèîäîâ. íèêàêèõ äåéñòâèé (óïðàâëÿþùèé ñèãíàë p
ðàâåí íóëþ), åñëè âõîäíîé òîê íå äîñòèãíåò
p Óïðàâëÿþùèé ïîðîãîâîãî óðîâíÿ.
ýëåìåíò
Óñòàâêà Êîíòðîëëåð Ïðîöåññ Ïîñëå âêëþ÷åíèÿ ïèòàíèÿ òðàíçèñòîð Q2
+ – íå ïðîâîäèò òîê äî òåõ ïîð, ïîêà âõîäíîå
Èçìåðåíèå íàïðÿæåíèå íå äîñòèãíåò ïîðîãîâîãî óðîâíÿ
VGS, êîòîðûé äëÿ áîëüøèíñòâà MOSFET
Ðèñóíîê 1. Ñòàíäàðòíûé ïîäõîä ê ïðîåêòè- ðàâåí 3…5 Â, ïîñëå ÷åãî äàëüíåéøåå óâåëè-
ðîâàíèþ ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ ñ îáðàòíîé ÷åíèå âõîäíîãî íàïðÿæåíèÿ ïîëíîñòüþ
ñâÿçüþ: òðåáóåìîå çíà÷åíèå ìàêñèìàëüíî îòêðûâàåò Q2. Ïîýòîìó ïîêà âõîäíîé òîê íå
äîïóñòèìîãî òîêà ñðàâíèâàåòñÿ ñ ôàêòè- äîñòèã ïîðîãîâîãî çíà÷åíèÿ, Q2 ìîæåò
÷åñêèì çíà÷åíèåì, è ïî ðåçóëüòàòó ñðàâíå- äåéñòâîâàòü êàê ïåðåêëþ÷àòåëü. Íàïðÿæå-
íèÿ âûðàáàòûâàåòñÿ óïðàâëÿþùèé ñèãíàë p. íèå VGS îãðàíè÷åíî íàïðÿæåíèåì ñòàáèëèçà-
öèè âûáðàííîãî ñòàáèëèòðîíà D1, êîòîðîå â
äàííîé ñõåìå ðàâíî 7.5 Â.

64 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

Öèôðîâîå R5 U1 4
óïðàâëåíèå 1k 1 5
âêëþ÷åíèåì/ 2 6
âûêëþ÷åíèåì

Q1 AQV414S Q2
MMBTA92 FQP27P06

Âõîä Âûõîä

R1 D1 R3 R4
0.56 7.5 Â 10k 1M
1 Âò

R2
100k

Ðèñóíîê 2. Â òåðìèíàõ ïåòëè ðåãóëèðîâàíèÿ íà Ðèñóíêå 1 òîê êîëëåê-
òîðà Q1 ÿâëÿåòñÿ óïðàâëÿþùèì ñèãíàëîì p, à R3/Q2 – óïðàâëÿþùèì
ýëåìåíòîì; ïîðîãîâîå çíà÷åíèå óñòàíàâëèâàåòñÿ ðåçèñòîðîì R1.

Ïîðîãîâîå íàïðÿæåíèå VBE âûáðàííîãî p- ìàëüíîå çíà÷åíèå, ïðè êîòîðîì êîëåáàíèÿ
n-p òðàíçèñòîðà (MMBTA92) ðàâíî ïðèáëèçè- âûõîäíîãî òîêà îòñóòñòâóþò.
òåëüíî 0.56 Â. Ïðè ñîïðîòèâëåíèè R1, ðàâ-
íîì 0.56 Îì, óðîâåíü îãðàíè÷åíèÿ òîêà Äîáàâëåíèå íåáîëüøîãî òâåðäîòåëüíîãî
ñîñòàâëÿåò 1 À. Q1 íà÷èíàåò ïðîâîäèòü òîê, ðåëå, óïðàâëÿåìîãî íåïîñðåäñòâåííî îò
êîãäà ïàäåíèå íàïðÿæåíèÿ íà R1 ïðåâûñèò âûâîäà ìèêðîêîíòðîëëåðà, ïîçâîëÿåò îñó-
0.56 Â, èëè òîê ïðåâûñèò 1 À, è åãî êîëëåêòîð- ùåñòâëÿòü âíåøíåå âêëþ÷åíèå è âûêëþ÷å-
íûé òîê íà÷èíàåò òå÷ü ÷åðåç ðåçèñòîð R3. íèå ôóíêöèè îãðàíè÷åíèÿ. Îïòîýëåêòðîííîå
ðåëå U1 (AQV414) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íîð-
 ñîîòâåòñòâèè ñ ñîîòíîøåíèåì ìàëüíî çàìêíóòîå óñòðîéñòâî, óäåðæèâàþ-
ùåå Q2 â âûêëþ÷åííîì ñîñòîÿíèè ïðè íèç-
VGS = 7.5 – R3 × ICQ1, êîì óðîâíå íà âõîäå öèôðîâîãî óïðàâëåíèÿ,
è îòêðûâàþùåå Q2 ïðè âûñîêîì óðîâíå.
ãäå ICQ1 – òîê êîëëåêòîðà Q1, ëþáîå óâåëè÷å- Ðåçèñòîð R4, ãàðàíòèðóþùèé, ÷òî åìêîñòü
íèå êîëëåêòîðíîãî òîêà Q1 (óïðàâëÿþùåãî çàòâîð-èñòîê Q2 ïîëíîñòüþ ðàçðÿäèòñÿ ïðè
ñèãíàëà p) óìåíüøàåò íàïðÿæåíèå VGS è, ñîîò- âûêëþ÷åíèè ñõåìû, óñòàíîâëåí â êà÷åñòâå
âåòñòâåííî, ñíèæàåò âûõîäíîé òîê Q2, ÷òî, â ìåðû ïðåäîñòîðîæíîñòè, ïîñêîëüêó ïðè
ñâîþ î÷åðåäü, óìåíüøàåò ïàäåíèå íàïðÿæå- èñïîëüçîâàíèè U1 îí íå íóæåí.
íèÿ íà ðåçèñòîðå R1. Íà ýòîì ïåòëÿ îáðàòíîé
ñâÿçè çàìûêàåòñÿ. Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî â Îïèñàííîå â ýòîé ñòàòüå óñòðîéñòâî ÿâëÿ-
ðåæèìå ðåãóëèðîâàíèÿ (ICQ1 > 0) Q2 ðàáîòàåò åòñÿ ÷àñòüþ áîëåå ñëîæíîé ñõåìû äðàéâåðà,
â àêòèâíîì ðåæèìå. Ýòî çíà÷èò, ÷òî íåîáõî- ïèòàþùåãî òðè ñîåäèíåííûõ ïîñëåäîâàòåëü-
äèìî ïîìíèòü îá îáëàñòè áåçîïàñíîé ðàáîòû íî 10-âàòòíûõ ñâåòîäèîäà ñ íàïðÿæåíèåì
âûáðàííîãî MOSFET. ïèòàíèÿ 48 Â è òîêîì äî 1 À. Îäíàêî óêàçàí-
íûìè çíà÷åíèÿìè òîêà è íàïðÿæåíèÿ ïðèëî-
Íàïðÿæåíèå íà ñòàáèëèòðîíå D1 äîëæíû æåíèå íå îãðàíè÷åíî, ïîñêîëüêó ïðè ïðà-
áûòü áîëüøå, ÷åì òðåáóåìîå íàïðÿæåíèå VGS âèëüíîì âûáîðå p-êàíàëüíîãî MOSFET âõîä-
ñîîòâåòñòâóþùåå ìàêñèìàëüíîìó (îãðàíè- íîå íàïðÿæåíèå ìîæåò ñîñòàâëÿòü ñîòíè
÷åííîìó) âûõîäíîìó òîêó. R3 îïðåäåëÿåò âîëüò, ïðè óñëîâèè, ÷òî ðåæèì MOSFET íå
÷óâñòâèòåëüíîñòü óïðàâëÿþùåãî ýëåìåíòà. âûõîäèò èç îáëàñòè áåçîïàñíîé ðàáîòû. ÐË
Õîòÿ áîëåå âûñîêèå çíà÷åíèÿ ÷óâñòâèòåëü-
íîñòè óëó÷øàò òî÷íîñòü ðåàêöèè êîíòóðà ðåãó- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
ëèðîâàíèÿ, ýòî îäíîâðåìåííî óâåëè÷èò êîýô-
ôèöèåíò óñèëåíèÿ êîíòóðà, ÷òî ìîæåò ïðèâåñ- 1. Datasheet Panasonic AQV414
òè ê êîëåáàíèÿì òîêà âîêðóã ïîðîãîâîãî çíà÷å-
íèÿ. Âåëè÷èíà ñîïðîòèâëåíèÿ R3 = 10 êÎì 2. Datasheet Nexperia MMBTA92
áûëà îïðåäåëåíà îïûòíûì ïóòåì, êàê îïòè-
3. Datasheet ON Semiconductor FQP27P06

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 65

Óïðàâëÿåìûé èìïóëüñàìè

ïðîãðàììíûé ïåðåêëþ÷àòåëü

áåç àêòèâíûõ
ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ

Marek Irek

Electronic Design

 ýòîé ñõåìå äëÿ ðåàëèçàöèè ïðîãðàììíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ, ïîñòîÿííî óñòîé÷èâîãî ê
ýëåêòðè÷åñêèì ïîìåõàì, çàïîìèíàþùåãî ñâîå ñîñòîÿíèå ïðè îòêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ è
ïîòðåáëÿþùåãî ýíåðãèþ òîëüêî â ìîìåíò ïåðåõîäà èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå,
èñïîëüçîâàíû äâà ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèõ ðåëå

ÇÇíàþ, çíàþ – îáñóæäåíèå ïðîãðàììíîãî Ïðèçíàþ, ÷òî ýòîò ïðîåêò îïîçäàë ëåò
íà 70, íî äóìàþ, ÷òî ÷åòêîñòü åãî ñòðóêòóðû è
ïåðåêëþ÷àòåëÿ íà îñíîâå ðåëå â ýïîõó âåçäå- ðàáîòû çàñëóæèâàþò îïðåäåëåííîãî âíèìà-
ñóùèõ ìèêðîïðîöåññîðîâ êàæåòñÿ ïóñòîé íèÿ. Ïåðâîå, ÷òî âûäåëÿåò åãî – ýòî òîò ôàêò,
òðàòîé âðåìåíè. Âåäü ðåëå èñïîëüçóþòñÿ ÷òî, íåñìîòðÿ íà âûïîëíåíèå ôóíêöèè ëîãè-
óæå ìíîãî ëåò. Ìîæíî ëè ñîçäàòü ÷òî-òî íîâîå ÷åñêîé ñõåìû, â íåì íå èñïîëüçóþòñÿ àêòèâ-
èç ýòèõ äàâíî èçâåñòíûõ óñòðîéñòâ? ß ïîïû- íûå ýëåêòðîííûå ýëåìåíòû. Êðîìå òîãî,
òàëñÿ ìíîãî ëåò íàçàä, è äóìàþ, ÷òî ìíå ýòî íåñìîòðÿ íà ïðîñòóþ ñòðóêòóðó, îí îáëàäàåò
óäàëîñü.

+24V DC

K1

RT424F24
SR
+K1 A1
R1 12 11 14
D1R2
S1 A1 A3
24 22 14 12 A2 22 21 24

A3 – + R3
C1 11

K1

D2 R4 D1, D2: 1N4002
A2 R1, R2: 10K
R3, R4: 100
+ C1, C2: 10µF/35V

+ C2

21
K1

ÍÀÃÐÓÇÊÀ

Ðèñóíîê 1. Ýòà óïðàâëÿåìàÿ èìïóëüñàìè ñõåìà íà îñíîâå äâóõîáìîòî÷íîãî áèñòàáèëüíîãî ðåëå
âûïîëíÿåò ôóíêöèþ âêëþ÷åíèÿ/âûêëþ÷åíèÿ, çàïîìèíàåò ñâîå ñîñòîÿíèå ïðè âûêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ
è ïîñòîÿííî çàùèùåíà îò ïîìåõ. Íîìèíàëû êîìïîíåíòîâ íåêðèòè÷íû.

66 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

+24V DC
SR
K1K1 K2 C3 K1 21 L1
RT424F24 D3
RT424F24 14 12 11 K2
C1K1 + 22 24
R1
+ A1 M1 M2
SR
D1 K2
S1 A1
14 12
K2
21 24 22
++

A3 – 11 A3 –

D2 D4
A2 A2

++ +

C2 + C4

C1, C2, C2, C4: 10µF/35V N
D1, D2, D3, D4: 1N4002
R1: 2.7K

A1
12 11 14

A3
A2 22 21 24

Ðèñóíîê 2. Ýòà óïðàâëÿåìàÿ èìïóëüñàìè ïðîñòàÿ ñõåìà íà îñíîâå äâóõîáìîòî÷íûõ áèñòàáèëüíûõ
ðåëå âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ïðîãðàììíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ. Óíèêàëüíàÿ îñîáåííîñòü ïåðåêëþ÷àòåëÿ
çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî â íåì íåò àêòèâíûõ ýëåêòðîííûõ êîìïîíåíòîâ, ïðè ñáîå ïèòàíèÿ îí çàïî-
ìèíàåò ñîñòîÿíèå, ïîñòîÿííî çàùèùåí îò ïîìåõ è ïîòðåáëÿåò ýíåðãèþ òîëüêî âî âðåìÿ ïåðå-
êëþ÷åíèÿ èç îäíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå. Íîìèíàëû êîìïîíåíòîâ íåêðèòè÷íû.

ôóíêöèÿìè ãîðàçäî áîëåå ñëîæíûõ öèôðî- è áëîêèðîâàòü ïàññèâíóþ îáìîòêó âî âðåìÿ
âûõ ñèñòåì. èìïóëüñà ïåðåêëþ÷åíèÿ. Êîíôèãóðàöèÿ
ñõåìû òàêîâà, ÷òî áëàãîäàðÿ âîçìîæíîñòè
Ïðîãðàììíûé ïåðåêëþ÷àòåëü, ïîñòðîåí- ïåðåêëþ÷àòü êîíòàêòû ðåëå â ïîëîæåíèå,
íûé íà äâóõîáìîòî÷íûõ áèñòàáèëüíûõ ðåëå, ïðîòèâîïîëîæíîå çàíèìàåìîìó â äàííûé
ôàêòè÷åñêè ÿâëÿåòñÿ ÷àñòüþ ñõåìû, îïèñàí- ìîìåíò, ñîçäàòü ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå ñïî-
íîé â ñòàòüå [1]. Â íåé àâòîð Òîììè Òàéëåð ñîáíà òîëüêî îäíà îáìîòêà, íåñìîòðÿ íà òî,
ïðåäñòàâèë ñõåìó òðèããåðà íà îñíîâå ðåëå, ÷òî íà îáå îáìîòêè ïîäàåòñÿ îäèí è òîò æå
êîíöåïöèÿ êîòîðîé î÷åíü ïîõîæà íà ìîþ óïðàâëÿþùèé èìïóëüñ.
èäåþ, ïðåäñòàâëåííóþ â Ïîëüñêîå ïàòåíòíîå
âåäîìñòâî áîëåå 20 ëåò íàçàä (Ðèñóíîê 1). Êîãäà ïîäâèæíûå êîíòàêòû áóäóò ïåðåâå-
äåíû â äðóãîå óñòîé÷èâîå ïîëîæåíèå ñ
Ýòà êîíñòðóêöèÿ ñîçäàâàëàñü â ñâÿçè ñ ïîìîùüþ çàðÿäà, ïðîòåêàþùåãî ÷åðåç
ïîòðåáíîñòüþ â ýôôåêòèâíîì êîììóòàòîðå, âûáðàííóþ îáìîòêó, íèçêèé ïîòåíöèàë
êîòîðûé ïåðåêëþ÷àëñÿ áû èìïóëüñîì òîêà è îáùåé òî÷êè ñîåäèíåíèÿ êàòóøåê íå ïîçâî-
çàïîìèíàë ñâîå ñîñòîÿíèå ïðè èñ÷åçíîâåíèè ëèò íàêàïëèâàòüñÿ çàðÿäó, íåîáõîäèìîìó
ïèòàíèÿ, âñåãäà îñòàâàÿñü óñòîé÷èâûì ê ñáî- äëÿ ïèòàíèÿ äðóãîé îáìîòêè, äî òåõ ïîð, ïîêà
ÿì. Îñíîâíàÿ èäåÿ çàêëþ÷àëàñü â òîì, ÷òîáû âõîä íå áóäåò ðàçîìêíóò. Äàæå êðàòêîâðåìåí-
èñïîëüçîâàòü òîò ôàêò, ÷òî îáìîòêè áèñòà- íîå îòïóñêàíèå êíîïêè ïîçâîëèò íàêîïèòü
áèëüíîãî ðåëå â ñîñòîÿíèè ïîêîÿ íå íóæäà- çàðÿä, äîñòàòî÷íûé äëÿ ïåðåêëþ÷åíèÿ â òîò
þòñÿ â èñòî÷íèêå ïèòàíèÿ, ïîçâîëÿÿ íàêàïëè- ìîìåíò, êîãäà óïðàâëÿþùèé èìïóëüñ ïîÿâèò-
âàòü ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä, êîòîðûé ìîæåò ñÿ ñíîâà.
ïåðåêëþ÷àòü ðåëå.
Ïîäîáíûé ñïîñîá ïåðåêëþ÷åíèÿ îáìîòîê
Ïîñêîëüêó íàêîïëåííûé çàðÿä äîëæåí äàåò âîçìîæíîñòü ñîçäàòü áèñòàáèëüíûé
èìåòü ñîîòâåòñòâóþùóþ ïîëÿðíîñòü è ïîïå- òðèããåð íà îñíîâå äâóõ çàùåëîê, òàêîé êàê
ðåìåííî ïèòàòü îáìîòêè ðåëå, â êà÷åñòâå ïðîãðàììíûé ïåðåêëþ÷àòåëü íà Ðèñóíêå 2.
ïåðåêëþ÷àòåëÿ ÿ èñïîëüçîâàë îäíó ãðóïïó Ñõåìà òðèããåðà, ïîñòðîåííàÿ â ñîîòâå-
êîíòàêòîâ ðåëå. Ýòî ïîçâîëÿåò òîêó îäíîíàï- òñòâèè ñ îïèñàííîé âûøå èäååé (Ðèñóíîê 1),
ðàâëåííî òå÷ü ÷åðåç âîçáóæäåííóþ îáìîòêó

ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019 ÑÕÅÌÛ 67

â ðåæèìå îæèäàíèÿ ïîòðåáëÿåò òîê â îáìîòîê îáîèõ ðåëå (K1 è K2) îáðàçóþò
íåñêîëüêî ìèëëèàìïåð, ÷òî ïðè îïðåäåëåí- îáùèé âõîä óïðàâëåíèÿ ïåðåêëþ÷àòåëåì; îí
íûõ îáñòîÿòåëüñòâàõ ìîæåò ðàññìàòðèâàòü- àêòèâèðóåòñÿ ïóòåì âðåìåííîãî çàìûêàíèÿ
ñÿ êàê íåäîñòàòîê. íà çåìëþ êíîïêîé S1. Ïîñêîëüêó öèêëû ïåðå-
êëþ÷åíèÿ îáåèõ çàùåëîê ñèíõðîíèçèðîâàíû
Ñïîñîá ïèòàíèÿ öåïè õðàíåíèÿ çàðÿäà, äðóã ñ äðóãîì, à êîëè÷åñòâî öèêëîâ ðàçëè÷íî,
êîòîðûé ïðåäëîæèë â ñâîåì ïðîåêòå ã-í Òàé- ñâîáîäíûå êîíòàêòû ðåëå çàäàþò ïîñëåäîâà-
ëåð, áîëåå ýêîíîìè÷åí áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî â òåëüíîñòü ïîäêëþ÷åíèé. Ýòî ïîçâîëÿåò
ðåæèìå îæèäàíèÿ çàùåëêà ïðàêòè÷åñêè íå óïðàâëÿòü íàãðóçêàìè M1 è M2 òàê, êàê îïèñà-
ïîòðåáëÿåò òîê (åñëè íå ó÷èòûâàòü óòå÷êó íî âûøå.
êîíäåíñàòîðîâ). Îñíîâíîé ïðèíöèï ðàáîòû
îñòàëñÿ ïðåæíèì; òàêèì îáðàçîì, âñå ïðåè- Ñèñòåìà íå ïðåäúÿâëÿåò ñòðîãèõ òðåáîâà-
ìóùåñòâà, îïèñàííûå ðàíåå, à òàêæå è óïî- íèé ê íîìèíàëàì êîìïîíåíòîâ. Ìîæíî
ìÿíóòûå â ýòîé ñòàòüå îãðàíè÷åíèÿ, ìîãóò èñïîëüçîâàòü äâóõîáìîòî÷íûå áèñòàáèëüíûå
áûòü ïîëíîñòüþ îòíåñåíû ê ñõåìå ïðîãðàì- ðåëå ñ ðàçëè÷íûìè ðàáî÷èìè íàïðÿæåíèÿìè.
ìíîãî ïåðåêëþ÷àòåëÿ, ïðåäñòàâëåííîé â äàí- Íåîáõîäèìî òîëüêî âûáðàòü ïîäõîäÿùèå
íîé ñòàòüå. çíà÷åíèÿ åìêîñòè êîíäåíñàòîðîâ, ÷òîáû çàïà-
ñåííîé â íèõ ýíåðãèè õâàòàëî äëÿ ïåðåêëþ÷å-
Åå óíèêàëüíûìè îñîáåííîñòÿìè ÿâëÿåòñÿ íèÿ ðåëå. Ýòî ëåãêî ñäåëàòü, ïðîâåðèâ, ñïîñî-
ïîñòîÿííàÿ óñòîé÷èâîñòü ê ïîìåõàì è ñáîÿì áåí ëè âûáðàííûé êîíäåíñàòîð, çàðÿæåííûé
ïèòàíèÿ, ñïîñîáíîñòü çàïîìèíàòü ñîñòîÿíèå äî íîìèíàëüíîãî íàïðÿæåíèÿ ðåëå, ïåðåêëþ-
ïðè îòêëþ÷åíèè ïèòàíèÿ è íóëåâîå ïîòðåáëå- ÷èòü åãî ïîñëå ïîäêëþ÷åíèÿ ê êàòóøêå.
íèå ýíåðãèè, çà èñêëþ÷åíèåì êîðîòêèõ îòðåç-
êîâ âðåìåíè çàðÿäêè êîíäåíñàòîðà è ïåðå- Ñîïðîòèâëåíèÿ ðåçèñòîðîâ òîæå íåêðè-
êëþ÷åíèÿ. Ïðåäñòàâëåííûé çäåñü ïåðåêëþ- òè÷íû. Óâåëè÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ïðèâåäåò
÷àòåëü ïîñëå êàæäîãî íàæàòèÿ íåôèêñèðóå- ê îãðàíè÷åíèþ ÷àñòîòû ïåðåêëþ÷åíèÿ,
ìîé êíîïêè S1 âûïîëíÿåò ñëåäóþùóþ ïîñëå- óìåíüøåíèå – ê áîëåå ÷àñòîé è äèíàìè÷íîé
äîâàòåëüíîñòü äåéñòâèé: [Àêòèâèðîâàòü M1] ðåàêöèè. Îäíàêî, óìåíüøàÿ ñîïðîòèâëåíèå,
> [Äåàêòèâèðîâàòü M1] > [Àêòèâèðîâàòü M2] > ñëåäóåò ïîìíèòü, ÷òî â òîò ìîìåíò, êîãäà
[Äåàêòèâèðîâàòü M2] > [Àêòèâèðîâàòü M1] è ò. óïðàâëÿþùèé ïåðåêëþ÷àòåëü S1 çàìûêàåò
ä. Ñëåäîâàòåëüíî, åãî ìîæíî èñïîëüçîâàòü íà çåìëþ çàáëîêèðîâàííóþ îáìîòêó, íàïðÿ-
äëÿ óïðàâëåíèÿ óñòðîéñòâàìè ñ àíàëîãè÷íû- æåíèå äîëæíî áûòü íèæå íàïðÿæåíèÿ ñðàáà-
ìè öèêëàìè ðàáîòû, íàïðèìåð, ïðèâîäàìè òûâàíèÿ ðåëå. ÐË
âîðîò èëè æàëþçè.
Ññûëêè
 ñõåìå íà Ðèñóíêå 2 äâå ãðóïïû êîíòàêòîâ
ýòèõ ðåëå (âûâîäû 11, 12 è 14) èñïîëüçóþòñÿ 1. Òðèããåðíàÿ ñõåìà íà îñíîâå ðåëå çàïîìèíàåò
äëÿ óïðàâëåíèÿ òðèããåðàìè. Îñòàâøèåñÿ ñâîå ñîñòîÿíèå ïðè ñáîÿõ ïèòàíèÿ
ãðóïïû K1 è K2 (âûâîäû 21, 22 è 24) èñïîëüçó-
þòñÿ äëÿ âêëþ÷åíèÿ è âûêëþ÷åíèÿ íàïðÿæå- Ìàòåðèàëû ïî òåìå
íèÿ, ïèòàþùåãî ýëåêòðè÷åñêóþ íàãðóçêó. Ñîå-
äèíåííûå äðóã ñ äðóãîì ñðåäíèå âûâîäû A3 1. Datasheet TE Connectivity RT424F24

68 ÑÕÅÌÛ ÐàäèîËîöìàí – ôåâðàëü 2019

Æóðíàë äëÿ òåõ, êòî èíòåðåñóåòñÿ ýëåêòðîíèêîé

Åñëè Âàì
íåáåçðàçëè÷íû òåìû:

ìèêðîêîíòðîëëåðû
àâòîìàòèçàöèÿ
ñèëîâàÿ ýëåêòðîíèêà
ñâåòîòåõíèêà
ÑÀÏÐ
èçìåðåíèÿ

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

ÐàäèîËîöìàí.Æóðíàë

Ïðèëîæåíèå äëÿ ìîáèëüíûõ óñòðîéñòâ (ïëàíøåòîâ è ñìàðòôîíîâ)

Android »
Google Play

https://play.google.com/store/apps/details?id=net.magtoapp.viewer.radiolocman

iOS (iPhone, iPad) »
App Store

https://itunes.apple.com/ru/app/radiolocman.zurnal/id1083434484?mt=8
Óñòàíàâëèâàéòå ïðèëîæåíèå è ñêà÷èâàéòå!
Äîñòóïåí âåñü àðõèâ íîìåðîâ æóðíàëà.