W rubryce „Kalejdoskop elektronika” przedstawiamy najnowsze elementy elektroniczne pojawiające się na rynku.
Przede wszystkim prezentujemy układy aplikacyjne tych nowinek rynkowych. Prezentowane elementy są wybiera-
ne subiektywnie, ale zawsze staramy się przedstawić różnorodność funkcji i możliwości nowoczesnych podzespołów
wdrażanych do produkcji.

Elektronika Praktyczna 8/2005

64

K A L E J D O S K O P

Przetwornica do białych LED-ów

Układ MIC2297 firmy Micrel jest zintegrowaną przetwornicą

indukcyjną podnoszącą napięcie zasilające, przystosowaną

do zasilania zespołów białych diod LED. Układ może być

zasilany napięciem z zakresu 2,5...10 V i może zasilać do

10 połączonych szeregowo diod LED świecących na biało

(maksymalne napięcie wyjściowe wynosi 40 V). Układ wy-

posażono w wejście sygnału prostokątnego PWM, który służy

do regulacji jasności świecenia diod. Wyposażono go także

w zabezpieczenie obwodu wyjściowego na wypadek braku

dołączonego obciążenia.

Jak widać na schemacie aplikacyjnym (rys. 1), budowa

przetwornicy wykonanej na układzie MIC2297 jest bardzo

prosta, co można było uzyskać m.in. dzięki wbudowaniu

klucza mocy w strukturę układu. Dodatkowo, dzięki zastoso-

waniu wysokiej częstotliwości taktowania (600 kHz), wymia-

ry zewnętrzne elementów współpracujących z układem mogą

być niewielkie. Układy MIC2297 są dostarczane w obudo-

wach MLF10 (2,5 x 2,5 mm) i mogą pracować w zakresie temperatur

-40...+125

o

C.

Rys. 1.

Zintegrowana iluminofonia

Firma National Semiconductor wprowadziła do produkcji

układ z rodziny Boomer, którego jedynym zadaniem jest

pełnienie funkcji… programowanej iluminofonii. Schemat

aplikacyjny układu LM4970 pokazano na rys. 1. W prezen-

towanym układzie zintegrowano kompletny tor przetwarzania

sygnału analogowego, podawanego na jedno z trzech wejść

(wybieranych multiplekserem), zespół trzech filtrów o pro-

gramowanych częstotliwościach, modulator PWM umożliwia-

jący regulację jasności świecenia dołączonych do układu

trzech diod LED, a także blok sterowania świeceniem diod

LED synchronizowany sygnałem audio i interfejs I2C, za

pomocą którego można samodzielnie skonfigurować układ.

Poprzez interfejs I2C można ustalać częstotliwości graniczne

filtrów, wzmocnieni a sygnałów analogowych w różnych miejscach toru,

częstotliwość taktowania PWM, nominalne natężenie prądu zasilającego

diody LED oraz wiele innych parametrów, które mają wpływ na efekt

wizualny działania układu.

LM4970 powstał z przeznaczeniem do stosowania w telefonach komórko-

wych, odtwarzaczach przenośnych oraz komputerach PDA. W zależności od

wymagań aplikacji, może zasilać diody RGB lub pojedyncze diody LED.

Układ LM4970 jest dostępny w obudowie QFN14 o wymiarach 4 x 3 x

0,8 mm, może być zasilany napięciem z zakresu 2,7...5,5 V.

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 8/2005

66

K A L E J D O S K O P

8- i 16-bitowe scalone drivery LED firmy Macroblock

Tajwańska firma Macroblock (www.mblock.com.tw) produkuje

interesującą rodzinę ośmio- (MBI51xx) i szesnastobitowych

(MBI50xx) driverów przeznaczonych do sterowania diod LED

w wielkoformatowych kolorowych wyświetlaczach, tablicach

reklamowych i innych tego typu zastosowaniach. Każde

z wyjść ma charakter źródła prądowego o maksymalnej wy-

dajności ustawianej w zakresie 5...90 mA lub 5...120 mA

(zależnie od typu układu) za pomocą zewnętrznego rezy-

stora. Producent gwarantuje, że dzięki specjalnej technologii

wykonania o firmowej nazwie PrecisionDrive, różnica prądów

pomiędzy dowolnymi dwoma wyjściami jednego układu nie

przekracza 3% oraz 6% pomiędzy wyjściami należacymi

do dwóch różnych egzemplarzy. Czas przełączania wyjść

przy umiarkowanym obciążeniu wynosi max. 200 ns i nie

przekracza 400 ns przy maksymalnym prądzie wyjściowym.

Wybrane układy umożliwiają ponadto programową regulację

prądu wyjściowego z 7-bitową rozdzielczością, wykorzysty-

waną m.in. do ustawiania równowagi bieli wyświetlacza.

Niektóre z wersji wyposażono w mechanizm wykrywania

uszkodzeń, tzn. zwarć lub przerw dołączonych LEDów. Do transmisji da-

nych wykorzystano synchroniczny, trzyliniowy interfejs szeregowy złożony

Przetwornik A/C z interfejsem JTAG

SCANSTA476 jest to

opracowany w firmie

National Semiconduc-

tor przetwornik A/C

wyposażony w inter-

fejs JTAG. Jego sche-

mat blokowy pokazano

na rys. 1. Układ służy

do monitorowania na-

pięć w systemie wyposażonym w magistralę testową JTAG,

co dotychczas wymagało stosowania znacznie bardziej

skomplikowanych rozwiązań (klasycznych przetworników

A/C z dołączonymi układami interfejsowymi JTAG).

Układ wyposażono w 8-kanałowy multiplekser analogowy adresowany

poprzez JTAG, który podaje napięcie na wejście 12-bitowego przetwor-

nika A/C. Odczyt wartości próbki odbywa się szeregowo poprzez JTAG.

Maksymalna częstotliwość próbkowania toru A/C wynosi 1 MHz przy

maksymalnej częstotliwości sygnału taktującego interfejs JTAG wynoszącej

20 MHz. Zakres napięć wejściowych mieści się w przedziale od 0 V

do napięcia zasilania (2,7...5,5 V). Układy SCANSTA476 są dostarczane

w obudowach LLP16, o wymiarach 5 x 5 x 0,8 mm.

Rys. 1. Schemat blokowy układu SCANSTA476

z linii zegarowej (CLK), wejściowej (SDI) i wyjściowej (SDO) linii danych.

Maksymalna częstotliwość taktowania sięga 25 MHz. Najnowsze wersje

układów wyposażone w funkcje wykrywania błędów i regulacji prądu, do

przełączania trybów pracy interfejsu wykorzystują trickowo (Share-I-O)

istniejące także we wcześniejszych wersjach linie sterujące LE (Latch
Enable) i OE\ (OutputEnable).

Opisywane divery Macroblock można znaleźć w ofercie wrocławskiej firmy

AndPol (www.andpol.com.pl).

Tab. 1. Zestawienie podstawowych parametrów 8-bitowych

driverów LED firmy Macroblock

Typ

MBI5168 MBI5169 MBI5170 MBI5171

Rozrzut prądu wyjsciowego

w obrębie jednego układu

< 3%

Rozrzut prądu wyjsciowego

pomiędzy układami

< 6%

Zakres regulacji prądu

wyjsciowego

5...120 mA

Max. czestotliwość taktowania

interfejsu

25 MHz

Detekcja uszkodzeń

-

+

-

+

Programowa regulacja prądu

-

-

+

+

Wielokrotne wykorzystanie linii

sterujących (Share-I-O)

-

+

+

+

Rys. 1. Schemat blokowy 16-bitowego drivera MBI5027
wyposażonego w układ wykrywania uszkodzeń wyświe-
tlacza

Elektronika Praktyczna 8/2005

68

K A L E J D O S K O P

Nowe czujniki temperatury z wyjściem analogowym

Microchip wprowadził do produkcji nowe półprzewodnikowe czuj-

niki temperatury, zamknięte w miniaturowych obudowach SC70

z pięcioma wyprowadzeniami, przystosowane do zasilania napię-

ciem z zakresu 2,3…5,5 V (MCP9700) i 3,1…5,5 V (MCP9701).

Współczynniki konwersji temperatura-napięcie dobrano w taki

sposób (odpowiednio 10 mV/

o

C oraz 19,5 mV/

o

C), że układy

mogą bezpośrednio współpracować z przetwornikami A/C, bez

konieczności stosowania dodatkowego wzmacniacza skalującego.

Dokładność pomiaru wynosi ±4

o

C w zakresie 0…+70

o

C. Pobór

prądu przez prezentowane układy wynosi maksymalnie 6 mA,

a maksymalny prąd wyjściowy nie powinien przekraczać 100 mA przy

impedancji obwodu wyjściowego 20 V, co pozwala na współpracę czuj-

nika z obciążeniami o charakterze pojemnościowym.

Typowy schemat aplikacyjny czujników MCP9700/9701 pokazano na
rys. 1.

Tab. 2. Zestawienie podstawowych parametrów 16-bitowych

driverów LED firmy Macroblock

Typ

MBI5025 MBI5026 MBI5027 MBI5028

Rozrzut prądu wyjsciowego

w obrębie jednego układu

< 3%

Rozrzut prądu wyjsciowego

pomiędzy róznymi układami

< 6%

Zakres regulacji prądu

wyjsciowego

5...50

mA

5...90 mA

Max. częstotliwość taktowania

interfejsu

25 MHz

Detekcja uszkodzeń

-

-

+

-

Programowa regulacja prądu

-

-

-

+

Wielokrotne wykorzystanie linii

sterujących (Share-I-O)

-

-

+

+

Rys. 1. Schemat aplikacyjny czujników temperatury
MCP9700/9701

Zintegrowany sterownik lamp z diodami LED

Układ TLE4242 firmy Infineon jest zintegrowanym sterow-

nikiem diod LED dużej mocy, przeznaczonym do stoso-

wania w samochodowych i domowych systemach oświe-

tlających. Jego schemat aplikacyjny pokazano na rys. 1.

Napięcie zasilania układu powinno się mieścić w zakresie

4,5…42 V, a maksymalny prąd wyjściowy wynosi 0,5 A.

Układ wyposażono w skuteczne zabezpieczenie przed od-

wrotną polaryzacją napięcia wejściowego, zabezpieczenie

przeciwzwarciowe w obwodzie wyjściowym, zabezpieczenie

termiczne zapobiegające przeciążeniu układu, a także de-

tektor odłączenia obciążenia z wyjściem sygnalizacyjnym. Stałą czasową

detektora obecności obciążenia można regulować za pomocą zewnętrz-

nego kondensatora. Układ TLE4242 może współpracować z zewnętrznym

generatorem PWM, co umożliwia regulowanie jasności świecenia stero-

wanych diod LED.

Układy TLE4242 są dostarczane w obudowach TO263 z siedmioma wy-

prowadzeniami i mogą pracować w zakresie temperatur: -40…+150

o

C.

Pompa ładunkowa do półprzewodnikowych lamp

błyskowych

Opracowany przez firmę Sipex układ SP6685 jest sca-

loną przetwornicą ładunkową (nie wymaga stosowania

indukcyjności i diod Schottky’ego), która w zakresie na-

pięć zasilających 2,7…5,5 V dostarcza do diody LED

stabilizowany prąd o natężeniu (w impulsie) do 1 A. Stan-

dardowa wydajność prądowa układu wynosi 700 mA, co

wystarcza do dostarczenia odpowiedniej energii diodzie

LED, która spełnia rolę „palnika”.

Częstotliwość taktowania przetwornicy wynosi 2,4 MHz,

dzięki czemu współpracujące z nią elementy bierne

mogą mieć małe wymiary, dostosowane do niewielkich

wymiarów obudowy układu: 3 x 3 mm (DFN10). Stabi-

lizacja prądu płynącego w obciążeniu wymaga zastoso-

wania zewnętrznego rezystora czujnikowego o niewielkiej

rezystancji (napięcie referencyjne ma wartość 50 mV). Przetwornica jest

wyposażona w detektor napięcia, który automatycznie dostosowuje kon-

figurację pracy do wartości napięcia wejściowego. W strukturę układu

wbudowano także zabezpieczenie termiczne, które powoduje wstrzyma-

nie pracy przetwornicy po przekroczeniu temperatury struktury 135 lub

145

o

C.

Rys. 1.

Rys. 1. Schemat aplikacyjny przetwornicy ładunkowej
SP6685

Elektronika Praktyczna 8/2005

70

K A L E J D O S K O P

Firma Xemics oferuje układ CODECa o bardzo niskim pobo-

rze prądu do zastosowań w torach akustycznych i rozmów-

nych. Układ XE3005/XE3006 jest wyposażony w obwody

zasilania mikrofonu, przedwzmacniacz, 16-bitowy przetwor-

nik A/C i 16-bitowy przetwornik C/A, szeregowy interfejs

akustyczny, a także układy zarządzające poborem mocy

i generacją sygnału zegarowego (rys. 1). Częstotliwość

próbkowania przetworników A/C i C/A może być nastawiania

w zakresie 4...48 kHz. Układ XE300x jest przewidziany do

zastosowań w słuchawkach bezprzewodowych, zestawach

słuchawkowych w systemie Bluetooth, telefonicznych zesta-

wach głośno mówiących, cyfrowych aparatach dla słabo

słyszących, w sprzęcie

multimedialnym, w prze-

nośnych urządzeniach

radiowych. Układ ce-

chuje się małym pobo-

rem mocy (poniżej 2 mW), niskim

i pojedynczym napięciem zasilania

(do 1,8 V), wbudowanymi funkcjami

Sandman (w wersji XE3006) i do pra-

cy wymaga bardzo niewielu elemen-

tów zewnętrznych. Zapewnia również

bezpośrednie podłączenie do mikro-

fonu i głośnika. Podstawowy układ

aplikacyjny XE3006 jest pokazany na
rys. 2. Układy XE300x jest dostępny

w obudowie UltraCSP (Chip Scale
Package).

Rys. 1. Schemat blokowy układu XE3005.

Rys. 2. Typowy układ aplikacyjny XE3005 z filtrem wyj-
ściowym LC trzeciego rzędu.

Nowe mikrokontrolery Ziloga

Zilog wprowadził do produkcji nową rodzinę 8-bitowych

mikrokontrolerów – Z8 GP, opartych na rdzeniu Z8. Ze-

stawienie dostępnych wersji tych układów znajduje się

w tab. 1. Charakteryzują się one wbudowaną pamię-

cią programu typu EPROM OTP oraz dość skromnym

wyposażeniem w bloki peryferyjne – największy nacisk

producent położył na niską cenę układów i zapewnienie

użytkownikom możliwie dużej liczby uniwersalnych linii I/O.

Oprócz znanego od dłuższego czasu rdzenia, mikrokontroler wyposażo-

no w podstawowe peryferia: lokalną pamięć danych RAM, komparatory

analogowe, detektory napięcia zasilającego, dwa timery (8- i 16-bitowy)

i watchdoga. Maksymalna pojemność pamięci programu wynosi 32 kB,

Tab. 1. Zestawienie dostępnych wersji mikrokontrolerów Z8 GP

Typ

uk

ładu

Pojemno

ść

pami

ęci

programu

[kB]

Pojemno

ść

pami

ęci

RAM

[B]

Maksymalna cz

ęstotliwo

ść

taktowania

[MHz]

Liczba programowanych linii

I/O

Inne

Napi

ęcie

zasilania

[V]

ZGP323H 4, 8, 16,

32

237

8

32

2 komparatory,

HVD, LVD

2…5,5

ZGP323L 4, 8, 16,

32

237

8

32

2 komparatory,

HVD, LVD

2…3,6

ZGR163L 1, 2, 4,

8, 16

237

8

24

LVD, HVD

2…3,6

ZGR323L 4, 8, 16,

32

237

8

32

2 komparatory,

HVD, LVD

2…3,6

dostępne są także wersje mikrokontrolerów z pamięciami o pojemności od

1 kB. W zależności od typu mikrokontrolera, dostępne są różne wersje

obudów (SMD i przewlekanych, dostępne są także wersje z „okienkiem”).

Maksymalna zewnętrzna częstotliwość taktowania wynosi 8 MHz, a do-

puszczalne zakresy temperatur pracy to: standardowy (0…+70

o

C), roz-

szerzony (-40…+105

o

C) i motoryzacyjny (-40…+125

o

C).