18

r

Z PRAKTYKI

nostabilny z uk³adem scalonym U2 jest nie-

aktywny. Dioda do³¹czona do wyjœcia DO0

(LED) œwieci i sygnalizuje stan gotowoœci

urz¹dzenia do pracy.

Po naciœniêciu jakiegokolwiek klawisza

w sterowniku bezprzewodowym, stan wyj-

œcia uk³adu scalonego U1 zmienia siê chwi-

lowo na niski i powoduje uaktywnienie tran-

zystora T1. Sygna³ z kolektora tego tranzy-

stora powoduje wyzwolenie generatora mo-

nostabilnego z uk³adem 4047 i generacjê im-

pulsu o czasie trwania zale¿nym od ele-

mentów C2 i R4. Impuls jest w dalszej ko-

lejnoœci przekazywany do wejœcia zegaro-

wego (CLK) licznika dekadowego z uk³adem

scalonym 4017 pracuj¹cego jako licznik

modulo 2. Sygna³ z wyjœcia licznika DO1 jest

przez tranzystor T2 przekazywany do silni-

ka do³¹czonego do zacisków J1-2 i J1-3,

pojazd-zabawka startuje. Rezystor R7 ogra-

nicza pr¹d silnika.

Ponowne naciœniêcie przycisku w sterowni-

ku powoduje generacjê drugiego impulsu

przez uk³ad 4047, a dalej zmianê stanu

wyjœcia DO1 ze stanu wysokiego na niski

oraz zmianê stanu wyjœcia DO2 ze stanu ni-

skiego na wysoki. Sygna³ z wyjœcia DO1

powoduje zatrzymanie silnika, a sygna³

z DO2, przez diodê D2 – wyzerowanie licz-

nika. Stany wyjœæ licznika powracaj¹ do po-

zycji spoczynkowych i dioda D4 zaœwieca

siê ponownie.

Na rys. 2 przedstawiono p³ytkê drukowan¹

uk³adu, a na rys. 3 rozmieszczenie ele-

mentów.

(cr)

n

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2003

Rys. 1.
Schemat
inwertera
CMOS

Jeden cyfrowy uk³ad

scalony CMOS i kilka

elementów zewnêtrznych

tworz¹ prosty odbiornik

stacji AM na falach

d³ugich.

O

dbiorniki radiowe o bezpoœre-

dnim wzmocnieniu by³y stoso-

wane w przesz³oœci do odbioru

programów radiowych nadawa-

nych przez silne stacje lokalne. Obecnie

takie uk³ady nie s¹ stosowane w rozwi¹za-

niach komercyjnych, w których prym wiod¹

odbiorniki superheterodynowe (z przemia-

n¹ czêstotliwoœci).

W artykule przedstawiono proste rozwi¹za-

nie odbiornika radiowego o bezpoœrednim

wzmocnieniu, który mo¿e s³u¿yæ do odbio-

ru s³uchawkowego I programu Polskiego

Radia nadawanego na falach d³ugich, na

czêstotliwoœci 225 kHz.

Inwerter CMOS jako

wzmacniacz ma³ych sygna³ów

Inwerter CMOS jest jednym z podstawo-

wych bloków logicznych rodziny uk³adów

scalonych CMOS serii 400 oraz serii

54C/74C. Sk³ada siê on z dwóch po³¹czo-

ODBIORNIK AM

O BEZPOŒREDNIM WZMOCNIENIU

Rys. 2. Charakterystyka przejœciowa inwertera CMOS

Napiêcie wejœciowe [V]

Napiêcie wyjœciowe [V]

0

0

3

3

nych szeregowo komplementarnych tranzy-

storów MOS (rys.1). Górny tranzystor ma ka-

na³ typu p, a dolny – typu n. Funkcje in-

wertera mog¹ z powodzeniem pe³niæ bram-

ki logiczne NAND i NOR, w których wszyst-

kie wejœcia s¹ zwarte razem. Ze wzglêdu na

symetriê tranzystorów inwertera, po po³¹cze-

niu wyjœcia z wejœciem przy u¿yciu rezy-

stora, inwerter do³¹czony do Ÿród³a zasila-

nia o napiêciu w zakresie 3

÷

20 V zachowu-

je siê jak wzmacniacz odwracaj¹cy fazê sy-

gna³u. Po doprowadzeniu do wejœcia in-

wertera sygna³u zmiennego, jego zbocze

dodatnie powoduje zmianê punktu pracy

na wyjœciu w kierunku wartoœci mniejszych,

a zbocze ujemne – w kierunku wartoœci

wiêkszych. Charakterystyka przejœciowa,

obrazuj¹ca zale¿noœæ napiêcia wyjœciowe-

go od wejœciowego jest przedstawiona na

rys.2.

Podczas pracy z ma³ymi sygna³ami zmien-

nopr¹dowymi wejœcie inwertera jest spola-

ryzowane tak, aby oba tranzystory by³y

w stanie aktywnym. Uzyskuje siê to przez

u¿ycie rezystora sprzê¿enia zwrotnego o du-

¿ej wartoœci rezystancji. Poniewa¿ pr¹d po-

bierany przez wejœcie inwertera jest zniko-

mo ma³y, wiêc wartoœæ tej rezystancji mo¿e

byæ praktycznie dowolnie du¿a, a sk³adowe

sta³e napiêcia na wyjœciu i wejœciu s¹ sobie

równe i wynosz¹ w przybli¿eniu po³owê na-

piêcia zasilania. Du¿a stromoœæ charaktery-

styki w œrodkowej jej czêœci oznacza wielkie

wzmocnienie napiêciowe inwertera dla ma-

³ych sygna³ów zmiennych. Jednak¿e, nieli-

niowoϾ tej charakterystyki powoduje od-

kszta³cenie sygna³u wyjœciowego. Znie-

kszta³cenie sygna³u mo¿e byæ ograniczone

po zastosowaniu ujemnego sprzê¿enia

zwrotnego.

W uk³adzie przedstawionym na rys. 3 dwa

inwertery, oznaczone U1-C i U1-B, po³¹-

czone ³añcuchowo pe³ni¹ funkcjê wzmacnia-

cza czêstotliwoœci radiowej. Rezystor R3

s³u¿y polaryzacji wejœcia inwertera U1-C,

a równoczeœnie powoduje, ¿e oba tranzysto-

ry inwertera U1-B znajduj¹ siê w stanie ak-

tywnym. Pozosta³e cztery inwertery U1-A,

U1-D, U1-E i U1-F w po³¹czeniu równole-

g³ym pracuj¹ jako wzmacniacz sygna³u aku-

stycznego uzyskanego w wyniku detekcji.

Rezystory R4 i R1 ustalaj¹ jego wzmocnie-

nie napiêciowe.

Opis uk³adu odbiorczego

Sygna³ z anteny ferrytowej dostrojonej do

stacji lokalnej, za poœrednictwem kondensa-

tora C3 jest przekazywany do wzmacniacza

czêstotliwoœci radiowej zbudowanego

z dwóch inwerterów U1-C i U1-B. S¹ one

„zmuszone” do pracy liniowej przez zasto-

sowanie ujemnego sprzê¿enia zwrotnego

z wyjœcia do wejœcia U1-C. W tym stanie, na-

piêcie sk³adowej sta³ej na wyjœciu inwerte-

ra U1-C jest równe po³owie napiêcia zasila-

nia. Taki wzmacniacz mo¿e przenosiæ bez

znacz¹cych zniekszta³ceñ sygna³y o am-

plitudzie dochodz¹cej do kilku woltów.

Wzmocnienie napiêciowe pojedynczego in-

wertera przy czêstotliwoœciach w zakresie fal

d³ugich, przy napiêciu zasilania 5 V, mo¿e

wynosiæ nawet 34 dB (50 razy). Dwa stop-

19

kiem wp³ywaj¹cym na dobroæ obwodu jest re-

zystancja wejœciowa wzmacniacza, która

wynosi tutaj 1 k

Ω

i jest to¿sama z rezystan-

cj¹ R5 (schemat odbiornika – rys. 3).

Trzy parametry elementów sk³adowych ob-

wodu rezonansowego (pojemnoϾ konden-

satora C5, indukcyjnoœæ g³ówna cewki L1 i

przek³adnia zwojowa n

2

/n

1

) maj¹ okreœliæ

dwa parametry obwodu, a zatem jeden

z nich mo¿na wybraæ dowolnie. Poniewa¿

wykonanie cewki anteny ferrytowej nastrê-

cza na ogó³ najwiêcej trudnoœci, to z prak-

tycznego punktu widzenia dobrze jest zasto-

sowaæ gotow¹ cewkê, np. od popularnych

odbiorników na fale œrednie. W uk³adzie

modelowym zastosowano gotow¹ cewkê

o indukcyjnoœci L1 = 250

µ

H i dobroci

Q

0

= 200. Jest ona nawiniêta na prêcie fer-

rytowym o œrednicy ok. 1 cm i d³ugoœci 18

cm. Taka cewka wspó³pracuje w rezonansie

z kondensatorem g³ównym (C5) o pojemno-

œci ok. 2000 pF.

Obwód rezonansowy jest obci¹¿ony rezy-

stancj¹ wejœciow¹ wzmacniacza (1 k

Ω

),

która decyduje o dobroci, a przez to o pa-

smie przenoszenia. Dobroæ samej cewki

jest na ogó³ zdecydowanie wiêksza od wy-

maganej, dlatego jej wp³yw na wypadko-

w¹ dobroæ obwodu jest znikomy. Mo¿na

z powodzeniem uznaæ, ¿e wypadkowa do-

broæ Q obwodu rezonansowego anteny za-

le¿y wy³¹cznie od przetransformowanej (n –

przek³adnia, stosunek liczb zwojów uzwoje-

nia pierwotnego i wtórnego) rezystancji wej-

œciowej wzmacniacza n

2

. R5, czyli:

St¹d wynika przek³adnia cewki:

Poniewa¿ g³ówne uzwojenie cewki zawiera

72 zwoje, to uzwojenie wtórne powinno za-

wieraæ 72 / 7,9 = 9,1 czyli 9 zwojów.

(cr)

n

n

f L Q

R

=

⋅ ⋅ ⋅ =

=

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

⋅

=

−

2

2 225 10 250 10

25

1 10

7 9

1

5

3

6

3

π

π

,

Q

n R

f L

=

⋅

⋅ ⋅

2

5

1

2

π

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2003

nie wzmacniaj¹ce wystarczaj¹ do zapewnie-

nia w³aœciwego wzmocnienia toru odbiorcze-

go wielkiej czêstotliwoœci.

Poniewa¿ we wzmacniaczu nie zastoso-

wano automatycznej regulacji wzmocnie-

nia, to przy silnych sygna³ach lokalnych sy-

gna³ wyjœciowy mo¿e byæ zniekszta³cony,

czego objawem mo¿e byæ zniekszta³cenie

sygna³u akustycznego uzyskiwanego po

detekcji. Aby temu zapobiec mo¿na zmniej-

szyæ rezystancjê wejœciow¹ detektora.

Drugim stopniem odbiornika jest detektor

amplitudy z³o¿ony z elementów C2, D1 i R2.

Jego zadaniem jest wydzielenie sygna³u

akustycznego, który wystêpuje na rezysto-

rze R2. W przypadku uzyskiwania zbyt du-

¿ego sygna³u wyjœciowego z detektora

mo¿na zmniejszyæ wartoœæ rezystancji R2.

Ostatnim stopniem odbiornika jest wzmac-

niacz akustyczny zbudowany z czterech rów-

nolegle po³¹czonych inwerterów U1-A, U1-D,

U1-E i U1-F oraz dwóch rezystorów R1 i R4

ustalaj¹cych wzmocnienie sygna³u akustycz-

nego. Wydajnoœæ pr¹dowa pojedynczego

inwertera jest niewielka, z tego wzglêdu za-

stosowano pracê równoleg³¹ czterech in-

werterów. Taki zespó³ inwerterów ma wydaj-

noœæ pr¹dow¹ wystarczaj¹c¹ do zasilania

typowych s³uchawek o rezystancji 32

Ω

.

Na rys. 4 przedstawiono p³ytkê drukowan¹

uk³adu, a na rys. 5 rozmieszczenie elementów.

Dobór elementów obwodu

rezonansowego

Antena odbiorcza przetwarza energiê docie-

raj¹cej fali elektromagnetycznej na sygna³

elektryczny. Wiêkszoœæ odbiorników kie-

szonkowych i przenoœnych jest wyposa¿o-

na w pêtlowe anteny ferrytowe, natomiast

odbiorniki samochodowe maj¹ zwykle ante-

ny prêtowe pojemnoœciowe.

Antena ferrytowa

Antena ferrytowa sk³ada siê z cewki nawi-

niêtej na prêcie ferrytowym i kondensatora

tworz¹cego z ni¹ obwód rezonansowy do-

strojony do odbieranej stacji radiowej. Sprzê-

¿enie z obwodem wejœciowym odbiornika

nastêpuje za poœrednictwem odczepu na

cewce lub dodatkowego uzwojenia silnie

sprzê¿onego z uzwojeniem g³ównym.

O napiêciu sygna³u U

s

odbieranego przez

antenê decyduje wartoœæ natê¿enia pola

elektrycznego E w punkcie odbioru i w³aœci-

woœci anteny okreœlanej przez tzw. wyso-

koœæ skuteczn¹ h

sk

. Jest ona skomplikowa-

n¹ funkcj¹ wymiarów anteny, zale¿y po-

nadto od parametrów materia³u rdzenia.

Napiêcie sygna³u uzyskiwanego w polu

elektromagnetycznym o natê¿eniu sk³ado-

wej pola elektrycznego E wynosi:

U

s

= h

sk

. E

co oznacza kilkanaœcie mikrowoltów przy

d³ugoœci skutecznej anteny rzêdu kilku cen-

tymetrów i natê¿eniu pola kilkuset mikro-

woltów na metr (

µ

V/m).

Poniewa¿ obwód rezonansowy wspó³pra-

cuj¹cy z anten¹ jest jedynym obwodem ogra-

niczaj¹cym pasmo przenoszenia odbiorni-

ka, to jego dobroæ powinna gwarantowaæ

pasmo przenoszenia 9 kHz przy czêstotliwo-

œci œrodkowej 225 kHz, czyli dobroæ powin-

na wynosiæ 225 / 9 = 25. G³ównym czynni-

Rys. 3. Schemat odbiornika AM

C5

Rys. 4. P³ytka drukowana odbiornika AM

(skala 1:1)

Rys. 5. Rozmieszczenie elementów

na p³ytce drukowanej odbiornika AM

20

Jerzy Merkisz, Stanis³aw Mazurek

Pok³adowe systemy diagnostyczne

pojazdów samochodowych

Wydawnictwa Komunikacji i £¹cznoœ-

ci (wspólnie z Instytutem Transportu

Samochodowego). Warszawa 2002,

str. 419

We wstêpie do ksi¹¿ki przytoczono prognozê, z

której wynika, ¿e od 1950 do roku 2010 liczba

pojazdów samochodowych poruszaj¹cych siê po

drogach œwiata wzroœnie z oko³o 100 mln do oko³o

1,5 mld. Pojazdy te zu¿ywaj¹ paliwa wytwarzaj¹ce

podczas spalania g³ównie dwutlenek wêgla. Bez

ograniczenia emisji substancji szkodliwych wyt-

warzanych przez pojazdy dosz³oby do katastro-

falnego zanieczyszczenia œrodowiska naturalnego.

Dlatego w skali globalnej s¹ wprowadzane unor-

mowania prawne, które przyczyniaj¹ siê do

zmniejszania tych zanieczyszczeñ œrodowiska.

We wspó³czesnych silnikach spalinowych

pojazdów samochodowych, wtrysk paliwa,

dop³yw powietrza i zap³on s¹ sterowane elek-

tronicznie przy pomocy uk³adów mikroproce-

sorowych. Poza tym w samochodach pracuje

szereg innych sterowników mikroprocesorowych,

kontroluj¹cych np. pracê hamulców, poduszek

powietrznych itp. Funkcjonowanie tych urz¹dzeñ

musi byæ co pewien czas kontrolowane.

Omawiana ksi¹¿ka jest poœwiêcona w³aœnie

Przegl¹d wydawnictw

aparaturze i procedurom diagnozowania pracy

elektronicznych i elektrycznych urz¹dzeñ w

pojazdach samochodowych.

W pierwszych rozdzia³ach omówiono kierunki

rozwoju pojazdów samochodowych ze szczegól-

nym uwzglêdnieniem silników o zap³onie

iskrowym oraz samoczynnym, a tak¿e wyma-

gania dotycz¹ce ograniczania emisji szkodli-

wych zwi¹zków chemicznych przez silniki oraz

ogólne zasady dzia³ania pok³adowych systemów

diagnostycznych. Kolejne rozdzia³y poœwiêcono

omówieniu dzia³ania urz¹dzeñ monitoruj¹cych

poszczególne procesy zachodz¹ce w silniku,

takie jak sterowanie dawkami paliwa, spalanie,

dzia³anie katalizatora itp. Ksi¹¿kê koñcz¹

rozdzia³y poœwiêcone zagadnieniom transmisji

danych z pojazdu do urz¹dzenia diagnosty-

cznego, w tym interfejsom komunikacyjnym i

standardom ISO dotycz¹cym pracy silników

oraz diagnostyki. Wa¿nym uzupe³nieniem treœ-

ci ksi¹¿ki jest wykaz skrótów, oznaczeñ i sym-

boli oraz spis kodów oznaczaj¹cych ró¿nego

rodzaju b³êdy i usterki, które mog¹ wystêpowaæ

w diagnozowanych zespo³ach pojazdu.

Ksi¹¿ka jest przeznaczona dla pracowników

stacji diagnostycznych, uczniów techników i stu-

dentów kierunków nauczania zwi¹zanych z

budow¹ i eksploatacj¹ pojazdów samo-

chodowych. Zainteresowaæ siê ni¹ mog¹ równie¿

osoby maj¹ce pewien zasób wiedzy z dziedziny

elektroniki, które chc¹ pog³êbiæ swoj¹ wiedzê o

dzia³aniu i kontrolowaniu funkcjonowania

w³asnych pojazdów.

Ksi¹¿ka, aczkolwiek specjalistyczna, jest

napisana w sposób zrozumia³y nie tylko dla

fachowców. Przyswajanie wiedzy w niej zawartej

u³atwiaj¹ liczne ilustracje _ kolorowe fotografie

zespo³ów samochodów, urz¹dzeñ pomiarowych

i diagnostycznych, a tak¿e pogl¹dowe rysunki,

schematy, wykresy i tablice.

SJ

Ksi¹¿ka jest dostêpna w ksiêgarniach, a tak¿e w sprzeda¿y

wysy³kowej: WK£, 02-546 Warszawa, ul. Kazimierzowska

52, tel./fax [phone] w.555, e-mail:

wkl

@

wkl.com.pl ; http://www.wkl.com.pl

posa¿ony w pojedynczy procesor, jest przezna-

czony dla klientów, którym szczególnie zale¿y na

cenie, ale tak¿e na jakoœci zintegrowanego ser-

wera dla celów e-biznesowych. Wydajnoœæ na

¿¹danie (On/Off Capacity Upgrade on Demand)

– ta unikalna na rynku funkcja zosta³a udostêp-

niona w modelach i825, i870 i i890; umo¿liwia

ona klientom w³¹czanie dodatkowych proceso-

rów, kiedy ich potrzebuj¹ i wy³¹czanie, kiedy s¹

zbêdne; u¿ytkownicy mog¹ wybieraæ miêdzy

opcjami czasowego lub sta³ego powiêkszenia

wydajnoœci „na ¿¹danie”. Firma IBM zaprezen-

towa³a uproszczone pakiety i opcje oprogramo-

wania pracuj¹cego na iSeries dopasowane do

potrzeb klientów:

q Wersja Standard obs³uguje oprogramowa-

nie e-biznesowe, jest w stanie wspó³dzia³aæ

z wieloma systemami operacyjnymi (OS/400, Li-

nux, Windows), dysponuje tak¿e funkcj¹ do-

stêpnoœci zasobów „na ¿yczenie” oraz dyna-

micznym partycjonowaniem logicznym dla wszy-

stkich wspieranych œrodowisk systemów ope-

racyjnych. W ramach systemu operacyjnego

OS/400 dostêpna jest zintegrowana baza da-

nych UDB DB2 for iSeries dla nielimitowanej licz-

by u¿ytkowników,

q Wersja Enterprise obs³uguje zarówno funkcje

e-biznesowe jak i tradycyjne. Obejmuje ona ta-

kie pakiety programowe jak: IBM Lotus QuickPla-

ce i Sametime, IBM WebSphere 5.0 - Express,

IBM Tivoli oraz oczywiœcie zintegrowan¹ bazê da-

nych UDB DB2 for iSeries dla nieograniczonej

liczby u¿ytkowników. W ramach pakietu dostêp-

ne s¹ bezp³atne us³ugi edukacyjne i konsultingo-

we w zakresie szybkiego wdra¿ania rozwi¹zañ

klasy „e-biznes”.

(cr)

IBM przeprowadzi³ najpowa¿niejsz¹ od ponad

dziesiêciu lat modyfikacjê serwerów IBM eServer

iSeries, na któr¹ sk³adaj¹ siê: ca³kowita odnowa

sprzêtowa, gotowe pakiety oprogramowania,

funkcja zwiêkszania zasobów dostêpna „na ¿¹-

danie”. Nowe modele po raz pierwszy wyposa-

¿ono w najnowoczeœniejsze procesory PO-

WER4 (nawet do 32 procesorów w jednym

komputerze), wykorzystywane miêdzy innymi

w najbardziej wydajnych na œwiecie superkom-

puterach i systemach pamiêci masowych. Wszy-

stkie nowe modele mog¹ dzia³aæ w systemie

operacyjnym OS/400, w partycji logicznej œrodo-

wiska Linux oraz Windows. Jedno- lub dwupro-

cesorowe modele iSeries 800 oraz iSeries 810

stanowi¹ uzupe³nienie serii dla klientów nie wy-

magaj¹cych du¿ych zdolnoœci przetwarzania

danych. Model najprostszy – iSeries 800, wy-

MODYFIKACJA SERWERÓW IBM eServer iSeries

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 4/2003

Ericsson zdecydowa³ siê na uruchomienie pro-

dukcji urz¹dzeñ HiS (Home Internet Solution)

w Polsce. W paŸdzierniku 2002 r. zosta³o po-

myœlnie zakoñczone przenoszenie produkcji

z Nowej Zelandii do Polski. Urz¹dzenie jest

obecnie produkowane w firmie Flextronics

International Poland w Tczewie. Urz¹dzenia

HiS, s³u¿¹ce do realizacji SDI (Szybki Dostêp

do Internetu), us³ugi oferowanej na terenie ca-

³ego kraju przez Telekomunikacjê Polsk¹ S.A.,

Ericsson sprzedaje za poœrednictwem radom-

skiego producenta sprzêtu telekomunikacyj-

nego RWT-Telefony Polskie S.A., którego jest

udzia³owcem. Do wrzeœnia 2002 r. Telekomu-

nikacja Polska S.A. kupi³a ponad 126 tys. urz¹-

dzeñ HiS. Ca³kowita infrastruktura zakupiona

URZ¥DZENIA HIS FIRMY ERICSSON S¥ PRODUKOWANE W POLSCE

przez Telekomunikacjê Polsk¹ S.A. umo¿liwia

przy³¹czenie oko³o 200 tys. abonentów sta-

³ym ³¹czem DSL na terenie ca³ego kraju. Ze

wzglêdu na tak znacz¹cy rozmiar infrastruktu-

ry systemu HiS, Ericsson rozszerzy³ swoj¹

ofertê o nowe rodzaje kart umo¿liwiaj¹ce zwiêk-

szenie przepustowoœci pasma oferowanego

abonentowi a¿ do 2 Mbit/s.

(cr